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:

Характеристика и основные критерии межнациональных отношений
Анализ мирового опыта межкультурного образования позволяет выделить специфическую ценность его реализации именно в детском возрасте, обусловленную высокой сензитивностью детства к формированию позитивных установок в межкультурном общении и развитию межкультурной компетентности. Дети повсюду «наталк ...

Интеграция различных предметов школьного курса
Учитель, увлеченный своим делом, непременно мечтает о том, что из его воспитанников получатся в будущем талантливые люди, настоящие творцы. Как распознать талантливого ребенка? Как обучать одаренных детей? На этот счет есть много различных мнений педагогов, психологов. Несомненно, одно: чем шире у ...

Повышение качества знаний младших школьников посредством индивидуальных заданий на уроках «Окружающий мир»
Решая проблему возможности использования новаторских методологических подходов, при разработке индивидуальных заданий для повышения качества знаний младших школьников мы пришли к выводу, что этому будет способствовать построение индивидуальных заданий по модульному принципу, ибо модульное обучение ...