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怎么用Mathematica求函数的极值

时间:2024-10-12 05:17:37

Mathematica作为一款强大的数学软件,计算函数的极值,自然是小菜一碟。本文,我就介绍一下,用Mathematica计算函数极值的方法。

怎么用Mathematica求函数的极值

工具/原料

电脑

Mathematica

例一:一元函数

1、给定函数:f=x^3+3*x^2+1在极点位置上,f'=0,所以,需要求导,看下图。

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2、解方程:f'=0,可以求出极点的位置。

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3、把解的结果代入到f里面,就可以求出极值。

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例二:有约束条件

1、如果x+2*y=1,求(x^2)*y的极值。此时,由于x和y很容易分离开来,所以用x来表示y=y(x)。

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2、把y=y(x)带入到(x^2)*y里面,就得到一个关于x的函数:z=(1-x)*(x^2)/2

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3、这样再结合例一的方法,就可以求出极值。

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例三:多元函数

1、我们茧盯璜阝就以二元函数为例,介绍一下多元函数求极值的方法:z=x^3+x/y-y^2这里的z是关于x和y的函数,需要偏导数都等于0,才有可能是极值点。下图,是计算z关于x和y的偏导数。

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2、要偏导数都等于0,需要解方程组。

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3、把解代入到z里面,就得到z的值。但是,注意,这个值是极士候眨塄大值还是极小值,还需要考察z的二阶偏导数,这里不予考虑。

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例四:条件复杂

1、如果x^2+y^3-x=1,求y*x^2的极值。此时,条件里面的x和y是不太容易分离的,于是,直接把条围泠惶底件和待求表达式结合起来:a=x^2+y^3-x-1 ;b=y*x^2;c=b+u*a这里,c是关于x、y、u的三元函数,且当c的所有偏导数都等于0的时候,b才有极值。

2、于是,根据例三的方法,可以处理这个问题。

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3、把解得的x和y代入到b里面.

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