1. 拉格朗日條件最值
[拉格朗日(Lagrange)中值定理]若函數f(x)滿足條件:
(1)在閉區間[a,b]上連續;
(2)在開區間(a,b)內可導,則在(a,b)內至少存在一點ξ,使得
顯然,羅爾定理是拉格朗日中值定理當f(a)=f(b)時的特殊情形,拉格朗日中值定理是羅爾定理的推廣。
2. 拉格朗日最大值
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。
3. 拉格朗日 條件極值
判斷是極大值還是極小值點,一個初步的方法是依靠經驗和對問題的認識。當不能作出有效判斷時,可以求取函數的二階導數進行判斷,其實一個簡單的方法是比較該極值點的函數值與相鄰點的函數來作出判斷。
至于存在不能化為無條件極值的問題,一般是先不管約束條件建立求解極值點的方程,然后再限制在約束條件下求出最后解答,具體的過程,建議參看變分原理等數學或力學書籍,如《計算動力學》中就有提到,不過這本書不是純粹的數學推演。
4. 約束條件拉格朗日求最大值
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)的線性組合里每個向量的系數。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。5. 拉格朗日中值的條件
拉格朗日中值定理又稱拉氏定理,是微分學中的基本定理之一,它反映了可導函數在閉區間上的整體的平均變化率與區間內某點的局部變化率的關系。
6. 拉格朗日求最值的方法
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。