求函数z=x*x-12*x*y+8*y*y的极值;
时间: 2023-09-07 17:14:05 浏览: 76
我们可以通过求偏导数来找到函数的极值点。首先,对于这个函数,我们有:
f(x, y) = x^2 - 12xy + 8y^2
对x求偏导数,得到:
fx = 2x - 12y
对y求偏导数,得到:
fy = -12x + 16y
要找到极值点,我们需要让偏导数等于0,即:
2x - 12y = 0
-12x + 16y = 0
解方程组得到:
x = 0, y = 0 或者 x = 3, y = 1.5
接下来,我们需要判断这些点是极大值还是极小值。为了做到这一点,我们需要计算二阶偏导数:
fxx = 2
fxy = -12
fyx = -12
fyy = 16
计算出Hessian矩阵,然后判断特征值的正负性即可。在这个例子中,特征值为2和16,都是正数,因此这个函数的极值点(x=0,y=0)是一个极小值点,(x=3,y=1.5)是一个极大值点。
因此,这个函数的最小值为0,最大值为27。
相关问题
求 z = x *+ y *-4xy+1的极值,并对图形进行观测。
首先,您提到的表达式 `z = x .*+ y .*-4*x*y + 1` 使用了点乘运算符(`.`)而不是标准的乘法运算符(`*`),这可能是您想用元素-wise 运算来处理向量或矩阵。在MATLAB中,`.*` 表示对应元素相乘,`.*-` 和 `.*+` 分别表示对应元素相减和相加。
为了找到这个函数的极值,我们可以使用 `fminbnd` 或 `fzero` 函数,但首先我们需要确保这是一个连续可微的函数。这个函数看起来像是一个二次项加上常数项,可能会有局部极小值。对于单变量的情况,我们可以通过计算一阶导数为0的点来寻找可能的临界点。
下面是找到这个函数极值的一个简单步骤:
1. 定义函数 `fun(x)`,接受一个自变量 `x` 作为输入并返回 `z` 的值。
2. 计算一阶导数 `dfun(x)`,确认是否存在零点。
3. 使用 `fminbnd` 或者 `fzero` 来搜索极值点。
```matlab
% 假设 x 和 y 是向量或矩阵,这里为了简化例子,我们将它们看作是一维实数
x = linspace(-10, 10); % 创建一个搜索区间
% 定义函数 z(x) 和它的导数 dz(x)
fun = @(x) x .*+ y .*-4*x.*y + 1; % 原始函数
dfun = @(x) (1 - 8*y.*x).*x .*+ y .*-4*y; % 导数
% 搜索极值点
if length(y) == 1 % 如果 y 是标量
% fminbnd 更适合单峰函数
[val, min_x] = fminbnd(fun, x(1), x(end));
else
% fzero 更灵活,可以处理多峰或多变号情况
options = optimoptions('fzero', 'Display', 'none');
min_x = fzero(dfun, x(1), options);
end
% 检查是否找到极值点
if isnan(min_x)
disp('无法找到极值点');
else
val = fun(min_x);
% 绘制函数图像
plot(x, fun(x), '-o', 'LineWidth', 2);
hold on;
plot(min_x, val, 'ro', 'MarkerSize', 10);
title(['极值点: (' num2str(min_x) ', ' num2str(val) ')']);
xlabel('x');
ylabel('z');
legend('函数', ['极值点 (' num2str(min_x) ')'], 'Location', 'NorthWest');
hold off;
% 查看一阶导数图
figure;
plot(x, dfun(x), '-');
title('一阶导数');
xlabel('x');
ylabel('df/dx');
grid on;
end
```
z=2*x*y-3*x^2-2*y^2的极大值
我们可以使用偏导数来求得该函数的极值。首先,对于该函数 z=2*x*y-3*x^2-2*y^2,我们分别对 x 和 y 求偏导数,得到:
∂z/∂x = 2*y - 6*x
∂z/∂y = 2*x - 4*y
然后我们令两个偏导数都等于 0,求出 x 和 y 的值:
2*y - 6*x = 0
2*x - 4*y = 0
解得:
x = 0
y = 0
接着,我们可以通过求二阶偏导数来判断这个点是极大值还是极小值,具体来说,我们可以求出二阶偏导数的值,然后判断其正负性。这里不再赘述,最终的结论是该函数在点 (0, 0) 处取得极大值,极大值为 0。
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