高等数学基础篇(数二)之多元函数的极值与最值

多元函数的极值与最值:

一、无约束极值

二、条件极值及拉格朗日乘数法

三、最大最小值

四、常考题型


目录

一、无约束极值

1.定义

2.极值的必要条件

3.极值的充分条件

二、条件极值及拉格朗日乘数法

三、最大最小值

四、常考题型

1.求极值(无条件)

​编辑

2.求最大值最小值


一、无约束极值

1.定义

2.极值的必要条件

3.极值的充分条件


二、条件极值及拉格朗日乘数法


三、最大最小值


四、常考题型

1.求极值(无条件)

方法一:充分条件

前提:

已知z的全微分,则可微必连续,根据全微分的公式可以看出,这个函数对x的一阶偏导为x,对y的一阶偏导为y,则二阶偏导存在且连续,在(0,0)点处,x=y=一阶偏导=0,满足极值的充分条件;

解法:

求出二阶偏导A、B、C,判断AC-B^2与0的大小关系,进而推出(0,0)点的极值情况


方法二:求出f(x,y)

补充:已知全微分求原函数的方法

方法1:偏积分法

Z=\int xdx=\frac{1}{2}x^{2}+\varphi (y),Z'y=\varphi '(y)=y,\varphi (y)=\frac{1}{2}y^{2}+C,Z=\frac{1}{2}(x^{2}+y^{2})+C

方法2:凑微分法

dz=xdx+ydy=d(\frac{1}{2}x^{2})+d(\frac{1}{2}y^{2})=d(\frac{1}{2}x^{2}+\frac{1}{2}y^{2}),Z=\frac{1}{2}(x^{2}+y^{2})+C



补充:可能存在的极值点

1.驻点(所有一阶偏导数都为0的点(横坐标))

2.f'x与f'y都不存在

3.f'x不存在,f'y存在且=0

4.f'y不存在,f'x存在且=0


2.求最大值最小值

约束条件最值解题一般方法:

1.构造拉格朗日函数

2.F对未知量的偏导构建方程组

3.解出方程组带入函数

4.比较最值


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