Citat:
Ursprungligen postat av
Esteem
[; f(x,y,z)=2xy+2xz-y^2-z^2-x^3 ;]
Bestäm alla lokala max- och min-punkter.
Jag får ut gradienten, sätter = 0 och får ut möjliga punkter.
x=y=z=0 och x=y=z=4/3
Plockar ut alla möjliga andraderivator och sätter in de i matrisen till hessianen.
Därefter multiplicerar jag in (h k l) och får ut en kvadratiskt form.
Därefter tar det tvärnit, förstår inte alls hur jag ska gå vidare.
Ska jag plocka in 0 och 4/3? Hur vet jag om det är en max eller min?
∇f(x, y, z) = (2y+2z-3x^2, 2x-2y, 2x-2z) = (0, 0, 0)
omm
2y+2z-3x^2 = 0
2x-2y = 0
2x-2z = 0
dvs
x = y = z = t, där 4t-3t^2 = 0, dvs t = 0 eller t = 4/3.
Du har alltså fått fram korrekta stationära punkter.
Hessmatrisen:
Hf(x, y, z) = ( (-6x, 2, 2), (2, -2, 0), (2, 0, -2) )
Punkt (x, y, z) = (0, 0, 0)
Hf(0, 0, 0) = ( (0, 2, 2), (2, -2, 0), (2, 0, -2) )
Kvadratisk form: Q(h, k, l) = 4hk + 4hl - 2k^2 - 2l^2 = -2(k^2-2hk) -2(l^2-2hl)
= -2((k-h)^2 - h^2) - 2((l-h)^2 - h^2) = 4h^2 - 2(k-h)^2 - 2(l-h)^2
Q är indefinit eftersom t.ex. Q(0, 1, 0) = -2 < 0 medan Q(1, 1, 1) = 4 > 0.
Därför är (0, 0, 0) den tredimensionella motsvarigheten till en sadelpunkt.
Hf(4/3, 4/3, 4/3) = ( (-8, 2, 2), (2, -2, 0), (2, 0, -2) )
Kvadratisk form: Q(h, k, l) = -8h^2 + 4hk + 4hl - 2k^2 - 2l^2 = -8h^2 -2(k^2-2hk) -2(l^2-2hl)
= -8h^2 -2((k-h)^2 - h^2) - 2((l-h)^2 - h^2) = -4h^2 - 2(k-h)^2 - 2(l-h)^2
Q är negativt definit eftersom det är uppenbart att positiva värden ej kan antas (endast kvadrater med negativt tecken framför), och för Q(h, k, l) = 0 krävs h^2 = (k-h)^2 = (l-h)^2 = 0 dvs h = k = l = 0.
Eftersom Q är negativt definit är (4/3, 4/3, 4/3) ett lokalt maximum.