Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
MATEMATIKA II
Katedra aplikovanej matematiky a informatiky
SjF TU Košice
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Prednáška
Lokálne extrémy funkcieviac premenných
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
DefiníciaHovoríme, že funkcia y = f (x1, x2, . . . , xn) nadobúda v bode Alokálne maximum (minimum), ak existuje δ-okolie Oδ(A)bodu A také, že pre každý bod X , X ∈ Oδ(A) ∩ Df , platí
f (X ) ≤ f (A), (f (X ) ≥ f (A)).
Ak pre každý bod X , X ∈ Oδ(A) ∩ Df , X 6= A, platí
f (X ) < f (A), (f (X ) > f (A)),
hovoríme, že funkcia f nadobúda v bode A ostré lokálnemaximum (minimum).
Body, v ktorých funkcia f nadobúda lokálne minimá a lokálnemaximá, nazývame lokálnymi extrémami funkcie f .
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
DefiníciaHovoríme, že funkcia y = f (x1, x2, . . . , xn) nadobúda v bode Alokálne maximum (minimum), ak existuje δ-okolie Oδ(A)bodu A také, že pre každý bod X , X ∈ Oδ(A) ∩ Df , platí
f (X ) ≤ f (A), (f (X ) ≥ f (A)).
Ak pre každý bod X , X ∈ Oδ(A) ∩ Df , X 6= A, platí
f (X ) < f (A), (f (X ) > f (A)),
hovoríme, že funkcia f nadobúda v bode A ostré lokálnemaximum (minimum).
Body, v ktorých funkcia f nadobúda lokálne minimá a lokálnemaximá, nazývame lokálnymi extrémami funkcie f .
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Veta (Nutná podmienka existencie lokálneho extrému)
Nech existujú ∂f (A)∂x1 ,. . . ,∂f (A)∂xn
a nech f nadobúda v bode A lokálnyextrém, potom
∂f (A)
∂x1= · · · = ∂f (A)
∂xn= 0.
Body, v ktorých sú všetky parciálne derivácie prvého rádu funkcie frovné nule, nazývame stacionárnymi bodmi funkcie f .
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Veta (Nutná podmienka existencie lokálneho extrému)
Nech existujú ∂f (A)∂x1 ,. . . ,∂f (A)∂xn
a nech f nadobúda v bode A lokálnyextrém, potom
∂f (A)
∂x1= · · · = ∂f (A)
∂xn= 0.
Body, v ktorých sú všetky parciálne derivácie prvého rádu funkcie frovné nule, nazývame stacionárnymi bodmi funkcie f .
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
y
z
x
4
z = 4− x2 + y2
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Nech A je bod, v ktorom sú všetky parciálne derivácie druhého rádufunkcie f spojité. Označme
aij = aji =∂2f (A)
∂xi∂xj, i , j = 1, 2, . . . , n,
D1(A) = a11, D2(A) =
∣∣∣∣ a11 a12a21 a22∣∣∣∣ ,
D3(A) =
∣∣∣∣∣∣a11 a12 a13a21 a22 a23a31 a32 a33
∣∣∣∣∣∣ , . . . , Dn(A) =∣∣∣∣∣∣∣∣∣a11 a12 . . . a1na21 a22 . . . a2n...
.... . .
...an1 an2 . . . ann
∣∣∣∣∣∣∣∣∣ .
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Veta (Postačujúca podmienka existencie lokálnehoextrému)
Nech v bode A existujú spojité parciálne derivácie druhého rádu
funkcie f a nech ∂f (A)∂x1 =∂f (A)∂x2
= · · · = ∂f (A)∂xn = 0. Ak1 D1(A) > 0, D2(A) > 0, . . . , Dn(A) > 0, tak funkcia f
nadobúda v bode A ostré lokálne minimum,
2 D1(A) < 0, D2(A) > 0, D3(A) < 0, . . . (znaky nerovnosti sapravidelne striedajú), tak funkcia f nadobúda v bode A ostrélokálne maximum,
3 pri ľubovoľnej inej kombinácii ostrých znakov nerovnosti, nežsú prípady 1 a 2, funkcia f nenadobúda v bode A lokálnyextrém.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Špeciálne pre z = f (x , y) :1 D2(A) > 0, D1(A) > 0, tak funkcia f nadobúda v bode Aostré lokálne minimum,
2 D2(A) > 0, D1(A) < 0, tak funkcia f nadobúda v bode Aostré lokálne maximum,
3 D2(A) < 0, funkcia f nenadobúda v bode A lokálnyextrém. V bode A je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Špeciálne pre z = f (x , y) :1 D2(A) > 0, D1(A) > 0, tak funkcia f nadobúda v bode Aostré lokálne minimum,
2 D2(A) > 0, D1(A) < 0, tak funkcia f nadobúda v bode Aostré lokálne maximum,
3 D2(A) < 0, funkcia f nenadobúda v bode A lokálnyextrém. V bode A je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Špeciálne pre z = f (x , y) :1 D2(A) > 0, D1(A) > 0, tak funkcia f nadobúda v bode Aostré lokálne minimum,
2 D2(A) > 0, D1(A) < 0, tak funkcia f nadobúda v bode Aostré lokálne maximum,
3 D2(A) < 0, funkcia f nenadobúda v bode A lokálnyextrém. V bode A je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.
Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú∂f
∂x= −y − 2x a ∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13. Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= −y − 2x
a∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13. Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= −y − 2x a ∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13. Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= −y − 2x a ∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.
Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13. Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= −y − 2x a ∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13.
Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= −y − 2x a ∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13. Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= −y − 2x a ∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13. Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 1. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = 1 + 6y − y2 − xy − x2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= −y − 2x a ∂f
∂y= 6− 2y − x .
−y − 2x = 0 a 6− 2y − x = 0.Riešením je [−2, 4], pričom f (−2, 4) = 13. Parciálne deriváciedruhého rádu sú∂2f (−2, 4)
∂x2= −2, ∂
2f (−2, 4)∂y2
= −2 a ∂2f (−2, 4)∂x ∂y
= −1.
Teda
D2(A = [−2, 4]) =∂2f (−2, 4)
∂x2∂2f (−2, 4)
∂y2−(∂2f (−2, 4)∂x ∂y
)2= 3 > 0.
Funkcia má lokálne maximum v bode A = [−2, 4].KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 2. Nájdime lokálne extrémy funkcie f (x , y) = x2 − y2.
Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 2x a
∂f
∂y= −2y .
2x = 0 a − 2y = 0.Máme teda jediný stacionárny bod A = [0, 0].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f (0, 0)∂x2
= 2,∂2f (0, 0)∂y2
= −2 a ∂2f (0, 0)∂x ∂y
= 0.
Teda
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −4 < 0.
Funkcia nemá lokálne extrémy, v bode A = [0, 0] je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 2. Nájdime lokálne extrémy funkcie f (x , y) = x2 − y2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 2x a
∂f
∂y= −2y .
2x = 0 a − 2y = 0.Máme teda jediný stacionárny bod A = [0, 0].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f (0, 0)∂x2
= 2,∂2f (0, 0)∂y2
= −2 a ∂2f (0, 0)∂x ∂y
= 0.
Teda
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −4 < 0.
Funkcia nemá lokálne extrémy, v bode A = [0, 0] je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 2. Nájdime lokálne extrémy funkcie f (x , y) = x2 − y2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 2x a
∂f
∂y= −2y .
2x = 0 a − 2y = 0.
Máme teda jediný stacionárny bod A = [0, 0].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f (0, 0)∂x2
= 2,∂2f (0, 0)∂y2
= −2 a ∂2f (0, 0)∂x ∂y
= 0.
Teda
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −4 < 0.
Funkcia nemá lokálne extrémy, v bode A = [0, 0] je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 2. Nájdime lokálne extrémy funkcie f (x , y) = x2 − y2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 2x a
∂f
∂y= −2y .
2x = 0 a − 2y = 0.Máme teda jediný stacionárny bod A = [0, 0].
Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f (0, 0)∂x2
= 2,∂2f (0, 0)∂y2
= −2 a ∂2f (0, 0)∂x ∂y
= 0.
Teda
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −4 < 0.
Funkcia nemá lokálne extrémy, v bode A = [0, 0] je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 2. Nájdime lokálne extrémy funkcie f (x , y) = x2 − y2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 2x a
∂f
∂y= −2y .
2x = 0 a − 2y = 0.Máme teda jediný stacionárny bod A = [0, 0].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f (0, 0)∂x2
= 2,∂2f (0, 0)∂y2
= −2 a ∂2f (0, 0)∂x ∂y
= 0.
Teda
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −4 < 0.
Funkcia nemá lokálne extrémy, v bode A = [0, 0] je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 2. Nájdime lokálne extrémy funkcie f (x , y) = x2 − y2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 2x a
∂f
∂y= −2y .
2x = 0 a − 2y = 0.Máme teda jediný stacionárny bod A = [0, 0].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f (0, 0)∂x2
= 2,∂2f (0, 0)∂y2
= −2 a ∂2f (0, 0)∂x ∂y
= 0.
Teda
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −4 < 0.
Funkcia nemá lokálne extrémy, v bode A = [0, 0] je sedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 2. Nájdime lokálne extrémy funkcie f (x , y) = x2 − y2.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 2x a
∂f
∂y= −2y .
2x = 0 a − 2y = 0.Máme teda jediný stacionárny bod A = [0, 0].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f (0, 0)∂x2
= 2,∂2f (0, 0)∂y2
= −2 a ∂2f (0, 0)∂x ∂y
= 0.
Teda
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −4 < 0.
Funkcia nemá lokálne extrémy, v bode A = [0, 0] je sedlový bod.KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 3. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = x3 + 8y3 − 6xy + 1.
Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú∂f
∂x= 3x2 − 6y , a ∂f
∂y= 24y2 − 6x .
3x2 − 6y = 0 a 24y2 − 6x = 0.Riešenia sú A = [0, 0] a B = [1, 12 ].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f
∂x2= 6x ,
∂2f
∂y2= 48y , a
∂2f
∂x ∂y= −6.
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −36 < 0.
Funkcia nemá lokálny extrém v bode A = [0, 0]; bod A = [0, 0] jesedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 3. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = x3 + 8y3 − 6xy + 1.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 3x2 − 6y , a ∂f
∂y= 24y2 − 6x .
3x2 − 6y = 0 a 24y2 − 6x = 0.Riešenia sú A = [0, 0] a B = [1, 12 ].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f
∂x2= 6x ,
∂2f
∂y2= 48y , a
∂2f
∂x ∂y= −6.
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −36 < 0.
Funkcia nemá lokálny extrém v bode A = [0, 0]; bod A = [0, 0] jesedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 3. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = x3 + 8y3 − 6xy + 1.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 3x2 − 6y , a ∂f
∂y= 24y2 − 6x .
3x2 − 6y = 0 a 24y2 − 6x = 0.
Riešenia sú A = [0, 0] a B = [1, 12 ].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f
∂x2= 6x ,
∂2f
∂y2= 48y , a
∂2f
∂x ∂y= −6.
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −36 < 0.
Funkcia nemá lokálny extrém v bode A = [0, 0]; bod A = [0, 0] jesedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 3. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = x3 + 8y3 − 6xy + 1.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 3x2 − 6y , a ∂f
∂y= 24y2 − 6x .
3x2 − 6y = 0 a 24y2 − 6x = 0.Riešenia sú A = [0, 0] a B = [1, 12 ].
Parciálne derivácie druhého rádu sú∂2f
∂x2= 6x ,
∂2f
∂y2= 48y , a
∂2f
∂x ∂y= −6.
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −36 < 0.
Funkcia nemá lokálny extrém v bode A = [0, 0]; bod A = [0, 0] jesedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 3. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = x3 + 8y3 − 6xy + 1.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 3x2 − 6y , a ∂f
∂y= 24y2 − 6x .
3x2 − 6y = 0 a 24y2 − 6x = 0.Riešenia sú A = [0, 0] a B = [1, 12 ].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f
∂x2= 6x ,
∂2f
∂y2= 48y , a
∂2f
∂x ∂y= −6.
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −36 < 0.
Funkcia nemá lokálny extrém v bode A = [0, 0]; bod A = [0, 0] jesedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 3. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = x3 + 8y3 − 6xy + 1.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 3x2 − 6y , a ∂f
∂y= 24y2 − 6x .
3x2 − 6y = 0 a 24y2 − 6x = 0.Riešenia sú A = [0, 0] a B = [1, 12 ].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f
∂x2= 6x ,
∂2f
∂y2= 48y , a
∂2f
∂x ∂y= −6.
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −36 < 0.
Funkcia nemá lokálny extrém v bode A = [0, 0]; bod A = [0, 0] jesedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 3. Nájdime lokálne extrémy funkcief (x , y) = x3 + 8y3 − 6xy + 1.Riešenie Parciálne derivácie prvého rádu sú
∂f
∂x= 3x2 − 6y , a ∂f
∂y= 24y2 − 6x .
3x2 − 6y = 0 a 24y2 − 6x = 0.Riešenia sú A = [0, 0] a B = [1, 12 ].Parciálne derivácie druhého rádu sú
∂2f
∂x2= 6x ,
∂2f
∂y2= 48y , a
∂2f
∂x ∂y= −6.
D2(A = [0, 0]) =∂2f (0, 0)∂x2
∂2f (0, 0)∂y2
−(∂2f (0, 0)∂x ∂y
)2= −36 < 0.
Funkcia nemá lokálny extrém v bode A = [0, 0]; bod A = [0, 0] jesedlový bod.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
D2(B = [1, 12 ]
)=∂2f (1, 12)∂x2
∂2f (1, 12)∂y2
−(∂2f (1, 12)∂x ∂y
)2= 144− 36 = 108 > 0.
Teda v bode B = [1, 12 ] má funkcia lokálny extrém.Keďže
D1(B = [1, 12 ]
)=∂2f (1, 12)∂x2
= 6 > 0,
funkcia má v bode B = [1, 12 ] lokálne minimum.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
D2(B = [1, 12 ]
)=∂2f (1, 12)∂x2
∂2f (1, 12)∂y2
−(∂2f (1, 12)∂x ∂y
)2= 144− 36 = 108 > 0.
Teda v bode B = [1, 12 ] má funkcia lokálny extrém.
Keďže
D1(B = [1, 12 ]
)=∂2f (1, 12)∂x2
= 6 > 0,
funkcia má v bode B = [1, 12 ] lokálne minimum.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
D2(B = [1, 12 ]
)=∂2f (1, 12)∂x2
∂2f (1, 12)∂y2
−(∂2f (1, 12)∂x ∂y
)2= 144− 36 = 108 > 0.
Teda v bode B = [1, 12 ] má funkcia lokálny extrém.Keďže
D1(B = [1, 12 ]
)=∂2f (1, 12)∂x2
= 6 > 0,
funkcia má v bode B = [1, 12 ] lokálne minimum.
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Lokálne extrémy funkcie dvoch premenných
Príklad 4. Nájdime lokálne extrémy funkcie
f (x , y) =2x+
4y+ xy
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných
Ďakujem za pozornosť
KAMaI Lokálne extrémy funkcie viac premenných