Естественные науки
касательная к градиенту функции
в какой точке касательная к градиенту функции y=x^2/2-16Lnx параллельна оси Ox? Помогите решить, здесь надо производную искать?
дык приравняйте первую производную к нулю и всего делов
касательная к графику функции имеет угол наклона, тангенс которого и будет первой производной
параллельность оси ох означает нулевой угол, тангенс тоже ноль соответственно
решите уравнение х - 16/х = 0 и будет Вам щасте
ну, еще область определения функции учтите
касательная к графику функции имеет угол наклона, тангенс которого и будет первой производной
параллельность оси ох означает нулевой угол, тангенс тоже ноль соответственно
решите уравнение х - 16/х = 0 и будет Вам щасте
ну, еще область определения функции учтите
Евгения Осьмина
Спасибо
Градиент - это вектор. Достаточно странно говорить о касательной к вектору.
Градиент есть у функции нескольких аргументов. А у вашей функции сколько аргументов?
Градиент есть у функции нескольких аргументов. А у вашей функции сколько аргументов?
Евгения Осьмина
Ой, извините, это я намудрила, там не "градиенту" а "графику"
:D пока про эту задачу спраивала, решала другую, видимо из за этого слова перепутала
:D пока про эту задачу спраивала, решала другую, видимо из за этого слова перепутала
Составим функцию Лагранжа в виде линейной комбинации функции и функций, взятыми с коэффициентами, называемыми множителями Лагранжа — ,
, где .
Составим систему из уравнений, приравняв к нулю частные производные функции Лагранжа по и .
Если полученная система имеет решение относительно параметров и, и градиент функции в точке не равен нулю, тогда точка x' может быть условным экстремумом, то есть решением исходной задачи. Заметим, что это условие носит необходимый, но не достаточный характер.
Нижеприведенное обоснование метода множителей Лагранжа не является его строгим доказательством. Оно содержит эвристические рассуждения, помогающие понять геометрический смысл метода.
[править] Двумерный случай
Линии уровня f(x,y) и кривая SПусть требуется найти экстремум некоторой функции двух переменных f(x,y) при условии, задаваемом уравнением ψ(x,y) = 0. Мы будем считать, что все функции непрерывно дифференцируемы, и данное уравнение задает гладкую кривую S на плоскости (x,y). Тогда задача сводится к нахождению экстремума функции f на кривой S. Будем также считать, что S не проходит через точки, в которых градиент f обращается в 0.
Нарисуем на плоскости (x,y) линии уровня функции f (то есть кривые f(x,y) = const). Из геометрических соображений видно, что экстремумом функции f на кривой S могут быть только точки, в которых касательные к S и соответствующей линии уровня совпадают. Действительно, если кривая S пересекает линию уровня f в точке (x0,y0) трансверсально (то есть под некоторым ненулевым углом) , то двигаясь по кривой S из точки (x0,y0) мы можем попасть как на линии уровня, соответствующие большему значению f, так и меньшему. Следовательно, такая точка не может быть точкой экстремума.
Тем самым, необходимым условием экстремума в нашем случае будет совпадение касательных. Чтобы записать его в аналитической форме, заметим, что оно эквивалентно параллельности градиентов функций f и ψ в данной точке, поскольку вектор градиента перпендикулярен касательной к линии уровня. Это условие выражается в следующей форме:
(1)
где λ — некоторое число, отличное от нуля, и являющееся множителем Лагранжа.
Рассмотрим теперь функцию Лагранжа, зависящую от x,y и λ:
Необходимым условием ее экстремума является равенство нулю градиента . В соответствии с правилами дифференцирования, оно записывается в виде
Мы получили систему, первые два уравнения которой эквивалентны необходимому условию локального экстремума (1), а третье — уравнению ψ(x,y) = 0. Из нее можно найти (x0,y0,λ0). При этом, поскольку в противном случае градиент функции f обращается в нуль в точке, что противоречит нашим предположениям. Следует заметить, что найденные таким образом точки (x0,y0) могут и не являться искомым условным экстремум — рассмотренное условие носит необходимый, но не достаточный характер. Нахождение условного экстремума с помощью вспомогательной функции L и составляет основу метода множителей Лагранжа, примененного здесь для простейшего случая двух переменных. Оказывается, вышеприведенные рассуждения обобщаются на случай произвольного числа переменных и уравнений, задающих условия.
На основе метода множителей Лагранжа можно доказать и некоторые достаточные условия для условного экстремума, требующие анализа вторых производных функции Лагранжа.
, где .
Составим систему из уравнений, приравняв к нулю частные производные функции Лагранжа по и .
Если полученная система имеет решение относительно параметров и, и градиент функции в точке не равен нулю, тогда точка x' может быть условным экстремумом, то есть решением исходной задачи. Заметим, что это условие носит необходимый, но не достаточный характер.
Нижеприведенное обоснование метода множителей Лагранжа не является его строгим доказательством. Оно содержит эвристические рассуждения, помогающие понять геометрический смысл метода.
[править] Двумерный случай
Линии уровня f(x,y) и кривая SПусть требуется найти экстремум некоторой функции двух переменных f(x,y) при условии, задаваемом уравнением ψ(x,y) = 0. Мы будем считать, что все функции непрерывно дифференцируемы, и данное уравнение задает гладкую кривую S на плоскости (x,y). Тогда задача сводится к нахождению экстремума функции f на кривой S. Будем также считать, что S не проходит через точки, в которых градиент f обращается в 0.
Нарисуем на плоскости (x,y) линии уровня функции f (то есть кривые f(x,y) = const). Из геометрических соображений видно, что экстремумом функции f на кривой S могут быть только точки, в которых касательные к S и соответствующей линии уровня совпадают. Действительно, если кривая S пересекает линию уровня f в точке (x0,y0) трансверсально (то есть под некоторым ненулевым углом) , то двигаясь по кривой S из точки (x0,y0) мы можем попасть как на линии уровня, соответствующие большему значению f, так и меньшему. Следовательно, такая точка не может быть точкой экстремума.
Тем самым, необходимым условием экстремума в нашем случае будет совпадение касательных. Чтобы записать его в аналитической форме, заметим, что оно эквивалентно параллельности градиентов функций f и ψ в данной точке, поскольку вектор градиента перпендикулярен касательной к линии уровня. Это условие выражается в следующей форме:
(1)
где λ — некоторое число, отличное от нуля, и являющееся множителем Лагранжа.
Рассмотрим теперь функцию Лагранжа, зависящую от x,y и λ:
Необходимым условием ее экстремума является равенство нулю градиента . В соответствии с правилами дифференцирования, оно записывается в виде
Мы получили систему, первые два уравнения которой эквивалентны необходимому условию локального экстремума (1), а третье — уравнению ψ(x,y) = 0. Из нее можно найти (x0,y0,λ0). При этом, поскольку в противном случае градиент функции f обращается в нуль в точке, что противоречит нашим предположениям. Следует заметить, что найденные таким образом точки (x0,y0) могут и не являться искомым условным экстремум — рассмотренное условие носит необходимый, но не достаточный характер. Нахождение условного экстремума с помощью вспомогательной функции L и составляет основу метода множителей Лагранжа, примененного здесь для простейшего случая двух переменных. Оказывается, вышеприведенные рассуждения обобщаются на случай произвольного числа переменных и уравнений, задающих условия.
На основе метода множителей Лагранжа можно доказать и некоторые достаточные условия для условного экстремума, требующие анализа вторых производных функции Лагранжа.
Евгения Осьмина
Это конечно интересно, Но запутанно.
Михаил Шах
да это просто бред больного)
Похожие вопросы
- в чем смысл построения касательной к графику функции для чего ее вообще строят ? ведьи без нее вроде бы не плохо? спасиб
- для чего мы проводим касательную к графику функции? спасибо всем
- Почему градиент силы притяжения Луны на поверхности земли эффективнее градиента силы тяжести Земли? (вн)
- какова цель составления уравнения касательной? спасибо всем
- Почему график наклона касательной в данной точке функции не соответствует математическому решению производной ?
- Почему кратеры Луны круглые а не овальные - падения-то по касательной идут?
- Что такое ионные градиенты клетки? Механизмы их. можно понятным языком=_= мне сам термин ионный градиент не понятен
- Вопрос по векторной графике и переходи от одного цвета к другому (градиент)
- Градиент луны до земли по трем координатам
- Как составить уравнение касательных к окружности в общем виде