Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Исследовать на экстремум функцию
Исследовать на экстремум функцию
Решение.
Поскольку перед нами рациональная функция, знаменатель которой никогда не обращается в ноль,
то она будет всюду сколько угодно раз дифференцируема, и следовательно, ее критические точки будут
только точками, в которых все ее частные производные равны нулю.
1. Поиск критических точек (=кандидатов на экстремум).
Необходимо решить систему
Она принимает вид
Решениями этой системы является точка и все точки вида , то есть две
гиперболы.
Таким образом, множество всех критических точек представляют из себя следующую картинку:
2. Попробуем применить достаточное условие. Посчитаем гессиан в общем виде:
Посмотрим, что происходит с этим гессианом на первой гиперболе :
(в последнем равенстве мы воспользовались тем, что ).
Таким образом, эта форма (давайте, чтобы не путаться, распишем её в координатах ) имеет
вид
(опять мы пользуемся тем, что ).
К сожалению, у нас не получилось, чтобы эта форма была знакопеременна.
Она конечно и не знакопостоянна, поскольку
Поэтому на этой гиперболе (нетрудно убедиться, что и на другой гиперболе тоже) исследование
через гессиан ничего не дает - поскольку критерий Сильвестра ничего не дал, а проверив всё руками
мы видим, что у нас не получается знакопеременной формы (иначе бы мы сразу поняли, что на
гиперболе нет экстремумов).
Поэтому на гиперболе требуется непосредственное исследование поведения функции в окрестности
каждой точки гиперболы.
Итак, в каждой точке гиперболы имеем
В то же самое время, в произвольной окреостности точки гиперболы получим
Поэтому всюду на гиперболе функция испытывает локальный максимум.
Наоборот, в каждой точке гиперболы имеет , и аналогично показывается, что в
любой окрестности любой точки этой второй гиперболы . Поэтому каждая точка гиперболы
является локальным минимумом.
Осталась для исследования только точка .
Видим, что
А это, очевидно, матрица знакопеременной формы, поскольку форма
конечно знакопеременна - при она больше нуля, а при она меньше
нуля.
Следовательно, - не экстремум. (заметим, что тут критерий Сильвестра неприменим, но мы сами
поняли, что форма знакопеременна).
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное обучение
в Школково
Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!