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拉格朗日乘除法(拉格朗日乘數(shù)法怎么判斷極大極小值)

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1. 拉格朗日乘數(shù)法怎么判斷極大極小值

拉格朗日乘數(shù)法(以數(shù)學家約瑟夫·路易斯·拉格朗日命名)是一種尋找變量受一個或多個條件所限制的 多元函數(shù)的 極值的方法。

這種方法將一個有n 個變量與k 個 約束條件的最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為一個有n + k個變量的方程組的極值問題,其變量不受任何約束。

這種方法引入了一種新的標量未知數(shù),即拉格朗日乘數(shù):約束方程的梯度(gradient)的線性組合里每個向量的系數(shù)。

此方法的證明牽涉到偏微分, 全微分或鏈法,從而找到能讓設(shè)出的隱函數(shù)的微分為零的未知數(shù)的值。

2. 拉格朗日乘數(shù)法求極大值

拉格朗日乘數(shù)原理(即拉格朗日乘數(shù)法)由用來解決有約束極值的一種方法。

有約束極值:舉例說明,函數(shù) z=x^2+y^2 的極小值在x=y=0處取得,且其值為零。如果加上約束條件 x+y-1=0,那么在要求z的極小值的問題就叫做有約束極值問題。

上述問題可以通過消元來解決,例如消去x,則變成

z=(y-1)^2+y^2

則容易求解。

但如果約束條件是(x+1)^2+(y-1)^2-5=0,此時消元將會很繁,則須用拉格朗日乘數(shù)法,過程如下:

f=x^2+y^2+k*((y-1)^2+y^2)

f對x的偏導=0

f對y的偏導=0

f對k的偏導=0

解上述三個方程,即可得到可讓z取到極小值的x,y值。

拉格朗日乘數(shù)原理在工程中有廣泛的應(yīng)用,以上只簡單地舉一例,更復雜的情況(多元函數(shù),多限制條件)可參閱高等數(shù)學教材。

3. 拉格朗日判斷極大值極小值

拉格朗日出生在意大利的都靈。由于是長子,父親一心想讓他學習法律,然而,拉格朗日對法律毫無興趣,偏偏喜愛上文學。

直到16歲時,拉格朗日仍十分偏愛文學,對數(shù)學尚未產(chǎn)生興趣。16歲那年,他偶然讀到一篇介紹牛頓微積分的文章《論分析方法的優(yōu)點》,使他對牛頓產(chǎn)生了無限崇拜和敬仰之情,于是,他下決心要成為牛頓式的數(shù)學家。

在進入都靈皇家炮兵學院學習后,拉格朗日開始有計劃地自學數(shù)學。由于勤奮刻苦,他的進步很快,尚未畢業(yè)就擔任了該校的數(shù)學教學工作。20歲時就被正式聘任為該校的數(shù)學副教授。從這一年起,拉格朗日開始研究“極大和極小”的問題。他采用的是純分析的方法。1758年8月,他把自己的研究方法寫信告訴了歐拉,歐拉對此給予了極高的評價。從此,兩位大師開始頻繁通信,就在這一來一往中,誕生了數(shù)學的一個新的分支——變分法。

1759年,在歐拉的推薦下,拉格朗日被提名為柏林科學院的通訊院士。接著,他又當選為該院的外國院士。

1762年,法國科學院懸賞征解有關(guān)月球何以自轉(zhuǎn),以及自轉(zhuǎn)時總是以同一面對著地球的難題。拉格朗日寫出一篇出色的論文,成功地解決了這一問題,并獲得了科學院的大獎。拉格朗日的名字因此傳遍了整個歐洲,引起世人的矚目。兩年之后,法國科學院又提出了木星的4個衛(wèi)星和太陽之間的攝動問題的所謂“六體問題”。面對這一難題,拉格朗日毫不畏懼,經(jīng)過數(shù)個不眠之夜,他終于用近似解法找到了答案,從而再度獲獎。這次獲獎,使他贏得了世界性的聲譽。

1766年,拉格朗日接替歐拉擔任柏林科學院物理數(shù)學所所長。在擔任所長的20年中,拉格朗日發(fā)表了許多論文,并多次獲得法國科學院的大獎:1722年,其論文《論三體問題》獲獎;1773年,其論文《論月球的長期方程》再次獲獎;1779年,拉格朗日又因論文《由行星活動的試驗來研究彗星的攝動理論》而獲得雙倍獎金。

在柏林科學院工作期間,拉格朗日對代數(shù)、數(shù)論、微分方程、變分法和力學等方面進行了廣泛而深入的研究。他最有價值的貢獻之一是在方程論方面。他的“用代數(shù)運算解一般n次方程(n4)是不能的”結(jié)論,可以說是伽羅華建立群論的基礎(chǔ)。

4. 拉格朗日乘數(shù)法最小值

拉格朗日乘數(shù)法是多元微分學中用來求函數(shù)z=f(x,y)在滿足g(x,y)=0條件下的極值問題的方法:通過設(shè)F(x,y)=f(x,y)+λg(x,y),其中λ稱為拉格朗日乘數(shù),并求F(x,y)的極值點求得條件極值的方法

5. 拉格朗日極大極小值原理

關(guān)于代數(shù)方程的求解,從16世紀前半葉起,已成為代數(shù)學的首要問題,一般的三次和四次方程解法被意大利的幾位數(shù)學家解決.在以后的幾百年里,代數(shù)學家們主要致力于求解五次乃至更高次數(shù)的方程,但是一直沒有成功.對于方程論,拉格朗日比較系統(tǒng)地研究了方程根的性質(zhì)(1770),正確指出方程根的排列與置換理論是解代數(shù)方程的關(guān)鍵所在,從而實現(xiàn)了代數(shù)思維方式的轉(zhuǎn)變.盡管拉格朗日沒能徹底解決高次方程的求解問題,但是他的思維方法卻給后人以啟示

6. 拉格朗日函數(shù)怎么判斷極大極小值

1、屬性不同

極大值點,極小值點都各指的是一個點;極值是包括極大值與極小值的一組數(shù)據(jù)。

2、所表示的意思不同

極大值點與極小值點說的是橫坐標的數(shù)值;而極值指的是縱坐標的數(shù)值。

極值是一個函數(shù)的極大值或極小值。如果一個函數(shù)在一點的一個鄰域內(nèi)處處都有確定的值,而以該點處的值為最大(?。?,這函數(shù)在該點處的值就是一個極大(?。┲?。如果它比鄰域內(nèi)其他各點處的函數(shù)值都大(小),它就是一個嚴格極大(小)。該點就相應(yīng)地稱為一個極值點或嚴格極值點。

極值的求解:

尋求函數(shù)整個定義域上的最大值和最小值是數(shù)學優(yōu)化的目標。如果函數(shù)在閉合區(qū)間上是連續(xù)的,則通過極值定理存在整個定義域上的最大值和最小值。此外,整個定義域上最大值(或最小值)必須是域內(nèi)部的局部最大值(或最小值),或必須位于域的邊界上。

因此,尋找整個定義域上最大值(或最小值)的方法是查看內(nèi)部的所有局部最大值(或最小值),并且還查看邊界上的點的最大值(或最小值),并且取最大值或最小的)一個。

費馬定理可以發(fā)現(xiàn)局部極值的微分函數(shù),它表明它們必須發(fā)生在關(guān)鍵點??梢酝ㄟ^使用一階導數(shù)測試,二階導數(shù)測試或高階導數(shù)測試來區(qū)分臨界點是局部最大值還是局部最小值,給出足夠的可區(qū)分性。

對于分段定義的任何功能,通過分別找出每個零件的最大值(或最小值),然后查看哪一個是最大(或最?。?,找到最大值(或最小值)。

7. 拉格朗日乘數(shù)法怎么判斷最大值最小值

在這里xyz都是自變量,

V=xyz就是一個多元函數(shù),并不是方程,

x,y,z的變化都會使V發(fā)生變化

沒錯,xyz滿足了條件

φ(x,y,z)=2xy+2yz+2xz-a^2=0

你當然可以把其中一個用另外兩個來表示,

再帶回到V=xyz中,

然后只求偏導兩次就可以了

8. 拉格朗日乘數(shù)法怎么判斷最大最小

拉格朗日乘數(shù)法(以數(shù)學家約瑟夫·路易斯·拉格朗日命名)是一種尋找變量受一個或多個條件所限制的 多元函數(shù)的 極值的方法。

這種方法將一個有n 個變量與k 個 約束條件的最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為一個有n + k個變量的方程組的極值問題,其變量不受任何約束。這種方法引入了一種新的標量未知數(shù),即拉格朗日乘數(shù):約束方程的梯度(gradient)的線性組合里每個向量的系數(shù)。此方法的證明牽涉到偏微分, 全微分或鏈法,從而找到能讓設(shè)出的隱函數(shù)的微分為零的未知數(shù)的值

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