1. 拉格朗日公式求极值
对于无约束条件的函数求极值,主要利用导数求解法
例如求解函数f(x,y)=x3-4x2+2xy-y2+1的极值。步骤如下:
(1)求出f(x,y)的一阶偏导函数f’x(x,y),f’y(x,y)。
f’x(x,y) = 3x2-8x+2y
f’y(x,y) = 2x-2y
(2)令f’x(x,y)=0,f’y(x,y)=0,解方程组。
3x2-8x+2y = 0
2x-2y = 0
得到解为(0,0),(2,2)。这两个解是f(x,y)的极值点。
2. 拉格朗日乘数求极值
在数学最优化问题中,拉格朗日乘数法(以数学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日命名)是一种寻找变量受一个或多个条件所限制的多元函数的极值的方法。
这种方法将一个有n 个变量与k 个约束条件的最优化问题转换为一个有n + k个变量的方程组的极值问题,其变量不受任何约束。这种方法引入了一种新的标量未知数,即拉格朗日乘数:约束方程的梯度(gradient)的线性组合里每个向量的系数。此方法的证明牵涉到偏微分,全微分或链法,从而找到能让设出的隐函数的微分为零的未知数的值。3. 条件极值拉格朗日公式
1、多元函数的条件极值与条件最值问题概述。
2、求条件极值的基础题目。
3、例1的解答(求出全部可能的条件极值点)。
4、例1中极值点的判断及评注(本题的“不等式”意义)。
5、考研试题中的条件最值问题。
6、例2的解答与评注。
4. 有条件求极值拉格朗日
构造函数4a+b+m(a^2+b^2+c^2-3)
对函数求偏导并令其等于0
4+2ma=0
1+2mb=0
2mc=0
同时a^2+b^2+c^2=3
所以
m=根号17/2根号3
a=-4根号3/根号17
b=-根号3/根号17
4a+b=-根号51
1、是求极值的,不是求最值的
2、如果要求最值,要把极值点的函数值和不可导点的函数值还有端点函数值进行比较
3、书上说是可能的极值点,这个没错,比如f(x)=x^3,在x=0点导数确实为0,但是不是极值点,所以是可能的极值点,到底是不是要带入原函数再看
5. 拉格朗日 求极值
判断是极大值还是极小值点,一个初步的方法是依靠经验和对问题的认识。当不能作出有效判断时,可以求取函数的二阶导数进行判断,其实一个简单的方法是比较该极值点的函数值与相邻点的函数来作出判断。
至于存在不能化为无条件极值的问题,一般是先不管约束条件建立求解极值点的方程,然后再限制在约束条件下求出最后解答,具体的过程,建议参看变分原理等数学或力学书籍,如《计算动力学》中就有提到,不过这本书不是纯粹的数学推演。
6. 拉格朗日公式求极限
求极限常用等价无穷小替代、洛必达法则、泰勒公式等方法,有时候等价无穷小不能用,洛必达法则过于繁琐,泰勒公式法虽然强大但是相对麻烦。对有一些形式,使用拉格朗日中值定理非常便捷。下面举两个个例子:
这种形式的式子,很明显直接使用等价无穷小是不行的,洛必达法则又麻烦至极,泰勒公式做起来也不轻松。
我们发现上述式子有这样的特点:右侧减法式子里,两项的形式都非常类似,并且随着极限的趋向,两项越来越接近。这时候我们可以使用拉格朗日中值定理处理这个减法式子。
于是上述式子就可以变成(恒等变换):
这个时候,随着x的增大,可以发现,拉格朗日中值定理作用的区间越来越小,最终可以确定
然后接下来就非常好办了
上面的式子有这样的共性:1.存在两项相减因式且形式相同;2.随着x的变化,因式的两项越来越接近(
所在区间变小)
7. 拉格朗日中值定理求极值的方法
二阶导数求极值还是要与一阶联系起来理解。一阶导在某点值为0的时候有可能成为极值点,所以当一阶导递减到该点时原函数就是最大值,递增到的则是最小值,
所以二阶导看正负号。二阶导在该点为正,则原函数在该点为最小值,为负就最大值。
8. 拉格朗日定理求极值
拉格朗日定理,数理科学术语,存在于多个学科领域中,分别为:微积分中的拉格朗日中值定理;数论中的四平方和定理;群论中的拉格朗日定理 (群论)。拉格朗日定理是群论的定理,利用陪集证明了子群的阶一定是有限群G的阶的约数值。
1.定理内容
叙述:设H是有限群G的子群,则H的阶整除G的阶。
9. 拉格朗日函数怎么求极值
1.求函数的定义域;
2.求函数的导数;
3.解不等式导数大于0,导数小于0的解集;
4.根据导数大于0以及导数小于0的解集,得到这个函数的单调递增区间和单调递减区间;
5.根据函数的单调性判断函数的极值点有哪些,是极大值还是极小值,先减后增是极小值,先增后减是极大值;
6.分别代入每个极值点,求函数的所有极值,如果只有极小值,答案中一定注明“无极大值”,只有极大值也是如此。
10. 拉格朗日法求极值快速求解
举个最简单的例子
f(x,y)=x+y subject to the constraint:2x+y^2 -5=0
define the lagrange function
L(x,y)=x+y+λ(2x+y-5)
partial derivertive:
d(L)/d(x)=1+2λ=0
d(L)/d(y)=1+λy=0
d(L)/d(λ)=2x+y-5=0
最底下着三个方程组是怎么的出来的
f(x,y)= C ln x1+d ln x2
P1X1+P2X2=M
解
L(x,y) 分别对x,y,λ 求偏导
L(x,y)=C ln x1+d ln x2+λ (P1X1+P2X2-M)
分别对x1,x2,λ 求偏导
d(L)/d(x1)=c/x1+λp1=0
d(L)/d(x1)=d/x2+λp2=0
d(L)/d(x1)=P1X1+P2X2-M=0