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多元函数极值与最值

50 分钟

多元函数极值与最值

先识别对象,再选择工具

无约束极值先找驻点并用Hessian判别;有约束问题用边界参数化或Lagrange乘子。

读题后先把“已知—所求—约束”写成三行。已知决定对象的结构,所求决定是算值、判敛还是证明,约束决定公式是否合法。强化题真正的分水岭不是记忆公式数量,而是能否在第一分钟排除不适用的方法,并为选中的方法写出成立条件。

陪你完成一个标准模型

f=x²+y²-2x-4y,驻点(1,2),Hessian正定,故为极小点;函数值1+4-2-8=-5。

现在停笔复盘:第一处决定路线的信息是什么?每个等号根据哪条定义、定理或代数变形?若删掉一个条件,哪一步最先失效?把答案说清后再继续。微分方程要把解代回原式,多元题要检查区域和变量,级数要区分绝对与条件收敛,曲线曲面积分还要核对方向。

公式/结论卡(可直接提取)

结论: 二元驻点处D=f_xx f_yy-f_xy²;D>0且f_xx>0为极小,D>0且f_xx<0为极大,D<0为鞍点。边界:D=0时判别失效;闭区域最值还必须检查边界。

抄卡片时不可只留主公式,必须保留符号、条件、方向或区域以及失效边界。公式是压缩后的推理链,不是脱离前提的口令。复习时遮住正文,凭这张卡重做模型;若无法说明每个符号指什么,就回到上一段补齐,而不是机械多抄一遍。

易错点与独立反查

第一类错误是对象混淆,例如把偏导存在当成可微、把通项趋零当成级数收敛;第二类是边界遗漏,例如换序不重画区域、Green公式不检查方向;第三类是算完不验。数值结果至少用代回、求导、量级、对称性或特殊点中的一种独立检查,证明题则尝试构造反例检查条件必要性。

迁移任务

求x+y在x²+y²=1上的最值,用Lagrange乘子并核对几何意义。

页面配有单选、多选和计算题。选择题逐项写成立或失效的理由;计算题保留识型、关键公式、边界处理、结果与反查。24小时后闭卷重做计算题,七天后与本章另外两节混合限时。错题只记录第一处错误及修正动作,避免抄一页看似完整却无法迁移的答案。

本节严格验收

合上正文,用一分钟讲清“题型信号—适用条件—完整路线—检查方法”。再把模型中的常数、区域或方向改掉,判断原路线是否仍然有效。能处理这个小变式,才算掌握;只能复述原题结论,则回到公式卡补上缺失边界。

Practice

本课练习

3

先独立作答再提交;编程题会在隔离沙箱中真实编译、运行并对拍。

1计算题:多元函数极值与最值 3

示例极小值是多少?

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2单选题:多元函数极值与最值 3

闭区域最值还必须检查什么?

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3多选题:多元函数极值与最值 3

极值题步骤有?

多选题:必须选全正确项,漏选或多选均不得分。

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