知识点
多元函数在区域上的最值
定义
在有界闭区域 上连续的多元函数一定取得最大值和最小值,见多元函数的连续性中的有界闭区域性质。求连续函数 在有界闭区域 上的最值,一般按以下步骤进行:
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收集区域内部的候选点
求出 内部的所有驻点,以及偏导数不存在但函数有定义的点,计算这些点处的函数值。
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求边界上的最值
把边界曲线代入 ,化为一元函数的最值问题;边界也可以按条件极值处理。
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比较所有候选值
内部候选值与边界最值中,最大的就是 上的最大值,最小的就是最小值。
例子
有界闭区域上的最值: 在 上
区域内部只有驻点 ,。边界是单位圆,在边界上 。比较所有候选值,最大值为 (边界上每一点都取到),最小值为 (在原点取到)。
若把区域换成开圆盘 ,最小值仍是 ,但最大值不存在:函数值可以任意接近 ,却取不到 。这说明最值定理要求区域有界且闭。
探索
最值可能出现在区域边界吗?
观察平方和函数在闭圆盘上的取值。
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