Необходимое условие экстремума функции трех переменных

По аналогии исследуем функцию трех переменных.

Пусть функция определена в области и будет внутренней точкой этой области.

Говорят, что функция в точке имеет максимум (минимум), если её можно окружить такой окрестностью

,

чтобы для всех точек этой окрестности выполнялось неравенство.

Если эту окрестность взять настолько малой, что бы знак равенства был исключён, т.е. чтобы в каждой её точке, кроме самой точки выполнялось строгое неравенство , то говорят, что в точке имеет место собственный максимум (минимум), в противном случае максимум (минимум) называют несобственным.

Для обозначения максимума и минимума (как и в случае одной переменной) употребляется общий термин – экстремум.

Предположим, что функция в некоторой точке имеет экстремум.

Покажем, что если в этой точке существуют (конечные) частные производные: , то все эти частные производные равны нулю, так что обращение в нуль частных производных первого порядка является необходимым условием существования экстремума.

С этой целью положим, что , сохраняя переменным; тогда получится функция от одной переменной : .

Так как предположили, что в точке существует экстремум (для определенности – пусть это будет максимум), то, в частности, отсюда следует, что в некоторой окрестноститочки , необходимо выполняться неравенство: , так что упомянутая выше функция одной переменной в точке будет иметь максимум, а отсюда по теореме Ферма следует, что .

Таким образом, можно показать, что в точке и остальные частные производные равны нулю.

Итак, «подозрительными» на экстремум являются те точки, в которых частные производные первого порядка все обращаются в нуль: их координаты можно найти, решив систему уравнений:

Как и в случае функции одной переменной, подобные точки называются стационарными.

Это интересно:

Коррекционная работа по устранению недостатков звукопроизношения у детей с фонетико-фонематическим нарушением речи
Коррекционная работа включает в себя 3 периода обучения, структура которых заключается в следующем: Индивидуальные и подгрупповые занятия 1. Постановка и первоначальное закрепление звуков в соответствии с индивидуальными планами и планом фронтальных занятий. 2. Преодоление затруднений в произношени ...

Основы воспитания подрастающего поколения с помощью средств массовой информации в истории педагогической мысли
Сегодня проблемы информации занимают умы людей самых различных профессий. Об информации говорят и те, кто ее создает, и те, кто ее потребляет, и те, кто ее исследует. Мир информации сравнивают с огромным безбрежным морем, у которого в отличие от известных нам морей берега не остаются в своих предел ...

Экспериментальное изучение особенностей игровой деятельности дошкольников с нарушениями речи
В моём исследовании приняли участие 10 воспитанников МДОУ № 76. г. Энгельса, улица Тельмана 156. Гендерный состав группы - 4 девочки и 6 мальчиков. В экспериментальную группу вошли дети с общим недоразвитием речи (ОНР то есть системным речевым нарушением). Состав группы по диагнозу: ОНР 3 уровня - ...