新东方基础班高数打印版5(3)

2019-04-22 20:41

一、求z?f?x,y?的极值

求出驻点

??fx??x,y?=0第一步?

?fx,y=0???y?第二步 若?k若?k若?k2?,l? ?xk,yk?  ?k?1, 2???xk,yk?fyy???xk,yk??????xk,yk??令?k?fxx?fxy? 则

不是极值 f?xk,yk? 

?0 ?0 ?0

则 不能确定(有时需从极值定义出发讨论) 则

是极值 f?xk,yk?  则 则

为极小值 f?xk,yk? 为极大值 f?xk,yk? 进一步 若 若 二、求多元求u????xk,yk??0 fxx???xk,yk??0 fxx?n?2?函数条件极值的拉格朗日乘子法

的极值 f?x1,?,xn? 约束条件

?,xn?=0??1?x1,??     ?m?n? ?   ??,xn?=0??m?x1,m作F?F?x1,?,xn,?1,?,?m?=f?x1,?,xn??????,xn? ii?x1,i?1?Fx?1?0???  ?Fx??0?n ??,xn??0?F??1??1?x1,?  ????,xn??0?F??m??m?x1,求出

?,x????k?1, 2,?l?是有可能的条件极值点,一般再由实际问题的含义确定其充分性,这种方程的关键是解方程组的?x??,kk1n有关技巧。

三、多元函数的最值问题 (乙)典型例题 一、普通极值问题 【例】 求函数z?x4?y4?x2?2xy?y2的极值

?z?z?4x3?2x?2,y ?4y3?2x?2y ?x?y

要求 故知x?z?z??0,得 ?x?yx?y?2x3?2y3

?y,由此解得三个驻点

?x?0 ?y?0?

?x?1 ?y?1?

?x??1 ?y??1??2z?2z?2z2?12x?2,又??2,2?12y2?2在点?1, 1?处 2?x?x?y?y

?2zA?2?x1??1,=10,

?2zB??x?y?0

1??1,=-2,

?2zC?2?y1??1,=10

??AC?2B9?6A=10?0,??11,?是极小值点

极小值z1??1,=-2

在点

??1,-1?处

??1,-1??2zA?2?x=10,

?2zB??x?y??1,-1?=-2,

?2zC?2?y??1,-1?=10,

??AC?B2?96?0,A=10?0,??1,-1?也是极小值点

极小值z??1,-1?=-2

在点

?0,0?处

?0,0??2zA?2?x=-2,

?2zB??x?y?0,0?=-2,

?2zC?2?y?0,0?=-2

??AC?B2?0,不能判定。

这时取x而取x

二、条件极值问题

??,y???(其中?为充分小的正数)则z?2?4?0

时,z?y???2?4?4?2?0

由此可见

?0,0?不是极值点

【例1】

x2y2z2在椭球面2?2?2?1第一卦限上p点处切平面,使与三个坐标平面所围四面体的体积最小,求p点坐标。

532解 设

?2x2y2z?p点坐标?x,y,z?,则椭球面在p点的切平面的法向量为?2,2,2?

?532?22x?X??x??yY??2591y??2z??Z0 ?z切平面:

?x2y2z2?221xX?yY?zZ?2?2?2?2??0 2592?532?即

221xX?yY?zZ?2?0 259225x轴截距?Y?0,Z?0? X?

xy轴截距?Z?0,X?0? Y?25 y4z,所以四面体的体积

z轴截距?X?0,Y?0? Z?V?12594150 ? ? ? ? 6xyzxyzx2y2z2=0?x>0,y>0,z>0?用拉格朗日乘子法,令 约束条件 2?2?2?1532?x2y2z2?150 F?F?x,y,z,??????2?2?2?1?

xyz?532?Fx???1502??x?0 ?1? x2yz251502??y?0 ?2? xy2z91502??z?0 ?3? 2xyz4Fy???Fz???x2y2z2F???2?2?2?1?0 ?4?

532用x乘

?1??y乘?2??z乘?3?得

450?2??0 xyz?450 ?5? xyz ?则 2?将

?5?分别代入?1?,?2?,?3?得

x?532,y?,z? 333所以

p点坐标为??532?,,?而最小体积V?153. ?333?


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