Условный экстремум

Найти наибольшее и наименьшее значения функции [Graphics:1.gif] в области [Graphics:2.gif], [Graphics:3.gif]

Введем функцию [Graphics:4.gif]

[Graphics:5.gif]

Нарисуем график функции

[Graphics:6.gif]

[Graphics:7.gif]

[Graphics:8.gif]

Исследуем функцию внутри рассматриваемой области. Найдем точки, где частные производные обращаются в ноль.

[Graphics:9.gif]

[Graphics:10.gif]

Действительных решений два: [Graphics:11.gif] и [Graphics:12.gif]Вычислим значение функции в этих точках.

[Graphics:13.gif]

[Graphics:14.gif]

[Graphics:15.gif]

[Graphics:16.gif]

Исследуем функцию на границе прямоугольника.

Рассмотрим поведение функции [Graphics:17.gif] при [Graphics:18.gif]

[Graphics:19.gif]

[Graphics:20.gif]

Эта функция принимает наибольшее и наименьшее значение на концах отрезка [Graphics:21.gif]

[Graphics:22.gif]

[Graphics:23.gif]

[Graphics:24.gif]

[Graphics:25.gif]

Рассмотрим поведение функции [Graphics:26.gif] при [Graphics:27.gif]

[Graphics:28.gif]

[Graphics:29.gif]

Нарисуем график этой функции

[Graphics:30.gif]

[Graphics:31.gif]

[Graphics:32.gif]

Максимальное значение эта функция принимает в точке [Graphics:33.gif]. Вычислим точку минимума

[Graphics:34.gif]

[Graphics:35.gif]

Точка минимума на отрезке [Graphics:36.gif] – точка [Graphics:37.gif]

Вычислим значения функции [Graphics:38.gif] в точках максимума и минимума.

[Graphics:39.gif]

[Graphics:40.gif]

[Graphics:41.gif]

[Graphics:42.gif]

Рассмотрим поведение функции [Graphics:43.gif] при [Graphics:44.gif]

[Graphics:45.gif]

[Graphics:46.gif]

[Graphics:47.gif]

[Graphics:48.gif]

[Graphics:49.gif]

Функция [Graphics:50.gif] принимает максимальной и минимальное значение на концах отрезка [Graphics:51.gif]. Эти значения мы уже вычисляли.

Рассмотрим поведение функции [Graphics:52.gif] при [Graphics:53.gif]

[Graphics:54.gif]

[Graphics:55.gif]

[Graphics:56.gif]

[Graphics:57.gif]

[Graphics:58.gif]

Максимальное значение эта функция принимает в точке [Graphics:59.gif]. Вычислим точку минимума

[Graphics:60.gif]

[Graphics:61.gif]

[Graphics:62.gif]

[Graphics:63.gif]

Теперь надо посмотреть все то, что мы насчитали, и выбрать наибольшее и наименьшее значения функции. Наибольшее значение в точке [Graphics:64.gif] равно [Graphics:65.gif]. Наименьшее значение принимается в двух точках [Graphics:66.gif] и [Graphics:67.gif]и равно [Graphics:68.gif].

[Graphics:69.gif]