题目
求函数(x,y)=4(x-y)-(x)^2-(y)^2的极值。
求函数
的极值。
题目解答
答案


解析
考查要点:本题主要考查二元函数极值的求解方法,包括临界点的求解和极值类型的判定。
解题核心思路:
- 求偏导数:分别对$x$和$y$求一阶偏导,联立方程求解临界点坐标。
- 二阶偏导数检验:通过计算二阶偏导数构造Hessian矩阵,利用二阶导数判别法判断临界点是否为极值点及极值类型。
破题关键点:
- 正确求解一阶偏导数并解方程组得到临界点。
- 准确计算二阶偏导数,构造行列式$AC-B^2$,结合$A$的符号判断极值类型。
步骤1:求一阶偏导数并解方程组
- 对$x$求偏导:
$f_x = \frac{\partial f}{\partial x} = 4 - 2x$ - 对$y$求偏导:
$f_y = \frac{\partial f}{\partial y} = -4 - 2y$ - 联立方程:
$\begin{cases} 4 - 2x = 0 \\ -4 - 2y = 0 \end{cases}$
解得:$x = 2$,$y = -2$,即临界点为$(2, -2)$。
步骤2:二阶偏导数检验
- 计算二阶偏导数:
$f_{xx} = -2, \quad f_{xy} = 0, \quad f_{yy} = -2$ - 构造Hessian矩阵行列式:
$AC - B^2 = (-2)(-2) - 0^2 = 4 > 0$ - 判断极值类型:
- 因为$A = f_{xx} = -2 < 0$,且$AC - B^2 > 0$,根据二阶导数判别法,$(2, -2)$是极大值点。
步骤3:计算极大值
将临界点代入原函数:
$f(2, -2) = 4(2 - (-2)) - 2^2 - (-2)^2 = 16 - 4 - 4 = 8$