Сторінка
4
Звідси дістаємо такі стаціонарні точки: .
Знаходимо похідні другого порядку: . Підставляємо у вираз для
знайдені значення
і
:
.
Отже, є точкою максимуму, а
- точкою мінімуму функції
, причому максимум і мінімум відповідно дорівнюють
.
Достатня умова екстремуму функції двох змінних.
Теорема. Нехай в околі критичної точки функція
має неперервні частинні похідні до другого порядку включно. Розглянемо вираз
.
Тоді
1) якщо , то в точці
функція
має екстремум; максимум, якщо
, і мінімум, якщо
,
2) якщо , то в точці
функція
екстремуму не має.
У випадку , коли , екстремум в точці
може бути, може і не бути.
Приклад. Знайти екстремум функції .
Р о з в ’ я з о к. Знаходимо критичні точки функції :
Функція має дві критичні точки:
.
Знаходимо частинні похідні другого порядку:
Дослідимо характер першої критичної точки :
.
Отже, в точці функція не має ні максимуму, ні мінімуму.
Дослідимо характер другої точки :
Оскільки , то в точці
функція
має мінімум:
.
6.15.3. Знаходження найбільшого і найменшого значень функції
1. Нехай на відрізку задана неперервна функція
, яка за теоремою Вейерштрасса на даному відрізку сягає свого найбільшого і свого найменшого значення. Проте теорема Вейерштрасса не дає способу знаходження тих точок відрізка
, в яких функція дорівнює своєму найбільшому (найменшому) значенню. Теорема тільки стверджує, що такі точки існують. Це можуть бути як внутрішні точки відрізка, так і його кінці.
Щоб знайти найбільше (найменше) значення неперервної функції на відрізку , треба знайти максимуми і мінімуми і порівняти їх із значеннями функції, яких вона набуває на кінцях відрізка. Найбільше (найменше) число серед утвореної множини і буде найбільшим (найменшим) значенням функції, заданої на відрізку
.
Приклад. Знайти найбільше і найменше значення функції на відрізку
.
Р о з в ’я з о к. Знаходимо стаціонарні точки. Для цього обчислимо похідну Прирівнюючи цю похідну до нуля і розв’язуючи рівняння
,
дістаємо стаціонарні точки .