logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wyższe » zadanie

Inne, zadanie nr 1986

ostatnie wiadomości  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwiązanie

trolololo
postów: 6
2014-01-28 21:32:26

Hej,czy ktoś mógłby pomóc z tym zadaniem:Wyznacz ekstrema lokalne funkcji:
a ) f(x,y)3x^2+6y^2+3x-36y
b) f(x,y)=-8x^3+y^3-24xy-4
c)f(x,y)=3x^2+y^2-x^3y
d)f(x,y)=-2x^2-4xy^2+24xy


tumor
postów: 8070
2014-02-22 09:11:37

a)

liczymy pochodne cząstkowe

$\frac{df}{dx}=6x+3$

$\frac{df}{dy}=12y-36$

$\frac{d^2f}{dx^2}=6$

$\frac{d^2f}{dy^2}=12$

$\frac{d^2f}{dxdy}=0$

Pierwsze pochodne zerują się tylko dla pary $(-2,3)$

Macierz drugich pochodnych ma wówczas wyznacznik
$\left|\begin{matrix} 6&0 \\ 0&12 \end{matrix}\right|>0$

Co oznacza ekstremum, a skoro $\frac{d^2f}{dx^2}(-2,3)>0$ to mamy tam minimum.




tumor
postów: 8070
2014-02-22 09:13:56

b)

liczymy pochodne cząstkowe

$\frac{df}{dx}=-24x^2-24y$

$\frac{df}{dy}=3y^2-24x$

rozwiązujemy układ równań
$\left\{\begin{matrix} x^2+y=0 \\ y^2-8x=0 \end{matrix}\right.$
co jest nieco uproszczoną wersją przyrównania obu pochodnych do zera.
Otrzymujemy
$x^4-8x=0$
co daje rozwiązania $(0,0)$ i $(2,-4)$

$\frac{d^2f}{dx^2}=-48x$

$\frac{d^2f}{dy^2}=6y$

$\frac{d^2f}{dxdy}=-24$


$\left|\begin{matrix} -48*0&-24 \\ -24&6*0 \end{matrix}\right|<0$
czyli nie ma ekstremum w $(0,0)$

$\left|\begin{matrix} -48*(2)&-24 \\ -24&6*(-4) \end{matrix}\right|>0$
czyli mamy tam ekstremum (a nawet maksimum z uwagi na znak $\frac{d^2f}{dx^2}(2,-4)$)




tumor
postów: 8070
2014-02-22 09:19:22

c)

liczymy pochodne cząstkowe

$\frac{df}{dx}=6x-3x^2y$

$\frac{df}{dy}=2y-x^3$

układ równań
$\left\{\begin{matrix} 2x=x^2y \\ 2y=x^3 \end{matrix}\right.$

stąd:
$4x=x^5$
co daje rozwiązania
$(0,0)$, $(\sqrt{2},\sqrt{2})$, $(-\sqrt{2},-\sqrt{2})$,

$\frac{d^2f}{dx^2}=6-6xy$

$\frac{d^2f}{dy^2}=2$

$\frac{d^2f}{dxdy}=-3x^2$

liczymy wyznacznik

$\left|\begin{matrix} 6-6xy&2 \\ 2&-3x^2 \end{matrix}\right|$
dla każdego z rozwiązań.
Jeśli wychodzi dodatni, to ekstremum jest. Jeśli ujemny, to nie ma. Gdyby się zerował, to nie wiadomo, ale tu się nie zeruje.



tumor
postów: 8070
2014-02-22 09:23:25

d)

liczymy pochodne cząstkowe

$\frac{df}{dx}=-4x-4y^2+24y$

$\frac{df}{dy}=-8xy+24x$

$\left\{\begin{matrix} -4x-4y^2+24y=0 \\ -8xy+24x=0 \end{matrix}\right.$

$\left\{\begin{matrix} -y^2+6y=x \\ x(3-y)=0 \end{matrix}\right.$

$y(6-y)(3-y)=0$

$(0,0), (9,3), (0,6)$

$\frac{d^2f}{dx^2}=-4$

$\frac{d^2f}{dy^2}=-8x$

$\frac{d^2f}{dxdy}=-8y+24$

$\left|\begin{matrix} -4&-8y+24 \\ -8y+24&-8x \end{matrix}\right|$

zależnie od znaku wyznacznika ekstremum jest lub nie. Jeśli jest, to zależnie od znaku $\frac{d^2f}{dx^2}(x_0,y_0)$ jest to minimum lub maksimum.

strony: 1

Prawo do pisania przysługuje tylko zalogowanym użytkownikom. Zaloguj się lub zarejestruj





© 2019 Mariusz Śliwiński      o serwisie | kontakt   drukuj