Riešené príklady k predmetu Matematika I (pre 2. stupeň štúdia) na Fakulte BERG Technickej univerzity v Košiciach (FBERG TUKE). Sú určené na podporu samostatnej práce študentov.
Friday, February 9, 2018
Funkcia viac premenných - viazané extrémy funkcie
Funkcia viac premenných
Viazané extrémy funkcie
Príklad 3: Nájdite viazané extrémy funkcie $$f(x,y)= 2x^2+4y^2$$
na hraniciach oblasti $M$, ktorá je daná $$x^2+y^2 \leqq 9.$$
Ide o rovnicu kružnice, z rovnice si vyjadrime $y$ dostaneme tak 2 rovnice, jednu pre hornú a jednu pre dolnú polkružnicu.
ReplyDelete$ y_1= \sqrt[]{9-x^2} $
$ y_2= -\sqrt[]{9-x^2} $
Vyšetrenie extrému na väzbe $ y_1= \sqrt[]{9-x^2} $
Dosadíme $y_1 $ do predpisu
$f(x,\sqrt[]{9-x^2})$
$f(x; y) = 2x^2 + 4(\sqrt[]{9-x^2})^2 =$
$= 2x^2 + 4(9-x^2)=$
$ = 2x^2 + 36-4*x^2=$
$= -2x^2 + 36$
Vypočítame prvú deriváciu, položíme ju rovnú nule a následne určíme korene.
$f'=-4*x$
$-4*x=0$
$x=0$
Dosadíme x=0 do $ y_1= \sqrt[]{9-x^2} $ čím sme získali $y_1=3$
Dostávame tak stacionárny bod [0,3]
Do predpisu polkruznice $f(x; y) = -2x^2 + 36$ dosadíme hodnotu x.
V bode $f([0,3]) = (36>0 ) $ sa nachádza viazané lokálne maximum.
Vyšetrenie extrému na väzbe $ y_2= -\sqrt[]{9-x^2} $
Dosadíme $y_2 $ do predpisu
$f(x,-\sqrt[]{9-x^2})$
$f(x; y) = 2x^2 + 4(-\sqrt[]{9-x^2})^2 =$
$= 2x^2 + 4(-9-x^2)=$
$ = 2x^2 - 36-4*x^2=$
$= -2x^2 - 36$
Vypočítame prvú deriváciu, položíme ju rovnú nule a následne určíme korene.
$f'=-4*x$
$-4*x=0$
$x=0$
Dosadíme x=0 do $ y_2=-\sqrt[]{9-x^2} $ čím sme získali $y_2=-3$
Dostávame tak stacionárny bod [0,-3]
Do predpisu polkruznice $f(x; y) = -2x^2 - 36$ dosadíme hodnotu x.
V bode $f([0,-3]) = (36>0 ) $ sa nachádza viazané lokálne maximum.