1. 拉格朗日不等式求極值
對于無約束條件的函數求極值,主要利用導數求解法
例如求解函數f(x,y)=x3-4x2+2xy-y2+1的極值。步驟如下:
(1)求出f(x,y)的一階偏導函數f’x(x,y),f’y(x,y)。
f’x(x,y) = 3x2-8x+2y
f’y(x,y) = 2x-2y
(2)令f’x(x,y)=0,f’y(x,y)=0,解方程組。
3x2-8x+2y = 0
2x-2y = 0
得到解為(0,0),(2,2)。這兩個解是f(x,y)的極值點。
2. 條件極值拉格朗日公式
拉格朗日乘數原理(即拉格朗日乘數法)由用來解決有約束極值的一種方法。
有約束極值:舉例說明,函數 z=x^2+y^2 的極小值在x=y=0處取得,且其值為零。如果加上約束條件 x+y-1=0,那么在要求z的極小值的問題就叫做有約束極值問題。
上述問題可以通過消元來解決,例如消去x,則變成
z=(y-1)^2+y^2
則容易求解。
但如果約束條件是(x+1)^2+(y-1)^2-5=0,此時消元將會很繁,則須用拉格朗日乘數法,過程如下:
令
f=x^2+y^2+k*((y-1)^2+y^2)
令
f對x的偏導=0
f對y的偏導=0
f對k的偏導=0
解上述三個方程,即可得到可讓z取到極小值的x,y值。
拉格朗日乘數原理在工程中有廣泛的應用,以上只簡單地舉一例,更復雜的情況(多元函數,多限制條件)可參閱高等數學教材。
3. 有條件求極值拉格朗日
構造函數4a+b+m(a^2+b^2+c^2-3)
對函數求偏導并令其等于0
4+2ma=0
1+2mb=0
2mc=0
同時a^2+b^2+c^2=3
所以
m=根號17/2根號3
a=-4根號3/根號17
b=-根號3/根號17
4a+b=-根號51
1、是求極值的,不是求最值的
2、如果要求最值,要把極值點的函數值和不可導點的函數值還有端點函數值進行比較
3、書上說是可能的極值點,這個沒錯,比如f(x)=x^3,在x=0點導數確實為0,但是不是極值點,所以是可能的極值點,到底是不是要帶入原函數再看
4. 拉格朗日定理求極值
舉個最簡單的例子
f(x,y)=x+y subject to the constraint:2x+y^2 -5=0
define the lagrange function
L(x,y)=x+y+λ(2x+y-5)
partial derivertive:
d(L)/d(x)=1+2λ=0
d(L)/d(y)=1+λy=0
d(L)/d(λ)=2x+y-5=0
最底下著三個方程組是怎么的出來的
f(x,y)= C ln x1+d ln x2
P1X1+P2X2=M
解
L(x,y) 分別對x,y,λ 求偏導
L(x,y)=C ln x1+d ln x2+λ (P1X1+P2X2-M)
分別對x1,x2,λ 求偏導
d(L)/d(x1)=c/x1+λp1=0
d(L)/d(x1)=d/x2+λp2=0
d(L)/d(x1)=P1X1+P2X2-M=0
5. 拉格朗日乘數法求條件極值
拉格郎日乘數法的適用條件是乘數不等于0。
求最值(最值是某個區間的最大或最小,注意最大/最小可能有同值的多個,所以也不唯一哈,極值是一個小范圍,很小很小,內的最值).因為最值總是發生在極值點+區間邊界點+間斷點處,所以可以用拉朗乘數求出極值,用邊界和間斷點極限求出可疑極值,比較他們的大小,就可以找到區間內的最值了.特別地,若函數在區間內用拉朗求出僅一個極值,切很易判定沒有其他可疑極值點,就可以直接判斷那個極值是最值;或者可以判斷函數在所給區間內單調(比如exp(x^2+y^2)在(x>0,y>0)時單調遞增),就不用求極值(因為沒有),直接求區間邊界(或者間斷點,有間斷點也可以單調的)作為最值。
6. 拉格朗日條件極值怎么解
設給定二元函數z=?(x,y)和附加條件φ(x,y)=0,為尋找z=?(x,y)在附加條件下的極值點,先做拉格朗日函數,其中λ為參數。求L(x,y)對x和y的一階偏導數,令它們等于零,并與附加條件聯立,即
L'x(x,y)=?'x(x,y)+λφ'x(x,y)=0,
L'y(x,y)=?'y(x,y)+λφ'y(x,y)=0,
φ(x,y)=0
由上述方程組解出x,y及λ,如此求得的(x,y),就是函數z=?(x,y)在附加條件φ(x,y)=0下的可能極值點。
7. 拉格朗日公式求極限
在經典的牛頓物理學中,系統的拉格朗日是總動能減去總勢能,但在量子場論中,這種簡單的關系不再真實,并且每個時間點的拉格朗日方程是所有空間中所有領域的功能。我們可以處理愛因斯坦的相對論,或者使用量子場論,或者采用牛頓運動定律,當物理學家提出新的物理基本定律時,它們經常通過提出拉格朗日的新方程來做到這一點。
因此我們要關注的不是任何一個特定理論中的拉格朗日方程,但拉格朗日如何用于預測系統的行為,這具有普遍的實踐和哲學意義。
8. 拉格朗日定理怎么求極限
拉格朗日定理存在于多個學科領域中,分別為:流體力學中的拉格朗日定理;微積分中的拉格朗日定理;數論中的拉格朗日定理;群論中的拉格朗日定理。
正壓理想流體在質量力有勢的情況下,如果初始時刻某部分流體內無渦,則在此之前或以后的任何時刻中這部分流體皆為無渦。以某一起始時刻每個質點的坐標位置(a、b、c),作為該質點的標志。 如果在一個正整數的因數分解式中,沒有一個數有形式如4k+3的質數次方,該正整數可以表示成兩個平方數之和。
9. 拉格朗日公式求極值
在數學最優化問題中,拉格朗日乘數法(以數學家約瑟夫·路易斯·拉格朗日命名)是一種尋找變量受一個或多個條件所限制的多元函數的極值的方法。這種方法將一個有n 個變量與k 個約束條件的最優化問題轉換為一個有n + k個變量的方程組的極值問題,其變量不受任何約束。這種方法引入了一種新的標量未知數,即拉格朗日乘數:約束方程的梯度(gradient)的線性組合里每個矢量的系數。
引入新變量拉格朗日乘數,即可求解拉格朗日方程
此方法的證明牽涉到偏微分,全微分或鏈法,從而找到能讓設出的隱函數的微分為零的未知數的值。