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关于条件极值的疑问在这个定理中,1,gradφ(x0,y0)不等于0是指φ(x0,y0)对x和y的偏导都不为0吗?2,结

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/15 08:13:52
关于条件极值的疑问

在这个定理中,
1,gradφ(x0,y0)不等于0是指φ(x0,y0)对x和y的偏导都不为0吗?
2,结论中,为什么上下两个式子中的λ相等?
3,从条件极值的必要条件来看,前两个式子难道不能只需要一个?
1.梯度φ(x0,y0)不等于零就是指两个偏导存在并且连续不为零.
2.因为在P0的某邻域中ψ(x,y)=0必能确定唯一存在的隐函数y=g(x),那么x=x0必定也是f(x,g(x))=h(x)的极值点.那么h'(x0)=fx(x0,y0)+fy(x0.y0)g'(x0)
当φ(x,y)满足隐函数定理时有:g'(x0)=-φx(x0,y0)/φy(x0,y0)
易推出:fx(P0)φy(P0)=fy(P0)φx(P0)(通过这个式子很容易得出结论λ必然相等)
如果还不是很明确那么可以从几何的角度上理
上述两个关系式我们不妨认为是曲面f(x,y)的等高线f(x,y)=f(P0)与曲线C=φ(x,y)在P0处有公切线.
3.因为隐函数的存在唯一性定理就可以知道y必定是关于x的一个函数,x在x0取得极值y一定也会取得极值.两个式子都不可缺少一个是在x方向上的另一个是在y方向上的,少一个解不出方程.
再问: 字数太多,只好这样了。
再答: 1.说的不错,我也问过老师这个问题,确实能确定出x=g(y)的反函数出来。梯度不为零这个我再看看书。 3.其实构造φ函数时,这个函数必然是要满足隐函数定理的条件,换句话说就是:对于φ函数,如果想要确定y=f(x)那么必然要满足隐函数存在唯一性的定理条件就是φy(x0,y0)≠0,同理如果能确定x=g(y)那么说明φx(x0,y0)≠0.所以我觉得梯度φ(x0,y0)不等于零就是指两个偏导存在并且连续不为零。(具体我还要再看看书上的严密定义) 4.你说的没错L乘数法确实是转化为求无条件极值,但求出的答案也仅仅是必要条件并非充要条件,还需要验证。求条件极值时引入L函数其实是一中升维的方法,因为多引入了λ。当然采用降维的方法也可以而且很多种。降维的方法虽然有时比较方便但是不太严密,比如将原函数通过限制条件的方程代换将原方程从三维降到一维,这样一来求极值就方便多了,但是仍需考虑到是否有漏点等等。