2変数関数の極値
■問題
次の関数の極値を求めよ.
■答
点
で極小値
をとる.
■ヒント
2変数関数の極値の定理1を使用する.
与えられた関数を
でそれぞれ偏微分し,連立方程式
とし,その解を求める.
更に
,
,
をそれぞれ求め
を計算して極値を判定する.
■解答
与式を
で偏微分(偏導関数の定義より,
を定数とみなして
で微分)すると
次に
を
で偏微分(偏導関数の定義より,
を定数とみなして
で微分)すると
両者を連立させる.
(1)から
, ・・・・・・(3)
これを(2)に代入する.
,(分数の性質を用いる.),,,,
(4)から
,
また,与式より
である.
よって
を(3)に代入する.
以上から極値をとる候補は
となる.
次に
,
,
をそれぞれ求める.
における,の値は
D
=
{
f
xy
(
a,b
)
}
2
−
f
xx
(
a,b
)·
f
yy
(
a,b
)
=
1
2
−
2
a
3
·
2
b
3
=1−
4
a
3
b
3
これを元に各点における
A,D
を求める.
●点
(
1,1
)
においては
A
=
2
1
3
=
2
1
=2
D
=1−
4
1
3
·
1
3
=1−
4
1·1
=1−
4
1
=1−4
=−3
以上より,
A
>
0
,
D
<
0
より,点
(
1
,
1
)
で極小となる.
この点での値は
f(
1,1
)
=1·1+
1
1
+
1
1
=1+1+1
=3
従って,この関数は点
(
1,1
)
で極小値
3
をとる.
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最終更新日:
2023年9月21日