[r]
(1)BÀI 5
CỰC TRỊ CỦA HÀM NHIỀU BIẾN
ThS Hoàng Văn Thắng
(2)v1.0014105206 TÌNH HUỐNG KHỞI ĐỘNG: Lựa chọn tối ưu kinh tế
Trong doanh nghiệp cạnh tranh túy sản xuất loại sản phẩm với hàm chi phí kết hợp:
Với giá thị trường sản phẩm $160 giá sản phẩm $120
Hãy chọn cấu sản lượng (Q1, Q2) để hàm lợi nhuận đạt giá trị tối đa
2
1 2
(3)MỤC TIÊU
• Hiểu khái niệm điểm cực trị, điểm dừng hàm số • Biết cách thực hành tìm điểm cực trị tốn cực trị tự
• Biết cách thực hành tìm điểm cực trị tốn cực trị có điều kiện phương pháp nhân tử Lagrange
(4)v1.0014105206 NỘI DUNG
Bài tốn cực trị khơng có điều kiện (cực trị tự do)
Ứng dụng toán cực trị khơng có điều kiện phân tích kinh tế
Bài tốn cực trị có điều kiện ràng buộc
(5)1 CỰC TRỊ KHƠNG CĨ ĐIỀU KIỆN RÀNG BUỘC
1.2 Điều kiện cần cực trị
1.1 Khái niệm cực trị hàm số
(6)v1.0014105206 1.1 KHÁI NIỆM CỰC TRỊ CỦA HÀM SỐ HAI BIẾN SỐ
Xét hàm số w = f(x, y) xác định liên tục miền
Định nghĩa:
• Ta nói hàm số w = f(x, y) = f(M) đạt giá trị cực đại điểm M0(x0, y0) thuộc D f(M) f(M0) với điểm M(x, y) D mà khoảng cách từ M đến M0 nhỏ r (r > 0, nhỏ tùy ý)
• Ta nói hàm số w = f(x, y) = f(M) đạt giá trị cực tiểu điểm M0(x0, y0) thuộc D f(M) f(M0) với điểm M(x, y) D mà khoảng cách từ M đến M0 nhỏ r (r > 0, nhỏ tùy ý)
• Cực đại cực tiểu gọi chung cực trị Nếu hàm số đạt cực trị M0(x0, y0)
điểm M0(x0, y0) gọi điểm cực trị.
(7)1.1 KHÁI NIỆM CỰC TRỊ CỦA HÀM SỐ HAI BIẾN SỐ (tiếp theo)
Ví dụ: Hàm số w = x2 + y2 đạt giá trị cực tiểu tại điểm O(0, 0)
Vì x2 + y2 > với mọi (x, y) thuộc cận điểm (0, 0)
Câu hỏi đặt ra: Với hàm số bên điểm cực trị (0, 0) điểm cực trị khác? Tìm chúng nào?
(8)v1.0014105206 1.2 ĐIỀU KIỆN CẦN CỦA CỰC TRỊ
• Hàm số w = f(x, y) = f(M) xác định, liên tục có đạo hàm riêng miền D
• Khi đó, điểm M0(x0, y0) điểm cực trị hàm số điểm M0(x0, y0) tất
đạo hàm riêng cấp hàm số triệt tiêu
• Điểm M0(x0, y0) thỏa mãn điều kiện (*) tức nghiệm hệ gọi điểm dừng hàm w = f(x, y)
x 0
y 0
w' (x , y ) 0
(*) w ' (x , y ) 0
D M(x,y) : a x b,c y d
x
y w' w '
(9)1.2 ĐIỀU KIỆN CẦN CỦA CỰC TRỊ (tiếp theo)
• Nhận xét 1:
Từ định lý ta suy ra: Hàm số đạt cực trị điểm dừng nó, nên
để tìm điểm cực trị ta cần tìm số điểm dừng • Nhận xét 2:
(10)v1.0014105206 10 1.3 ĐIỀU KIỆN ĐỦ CỦA CỰC TRỊ (Chỉ xét điểm dừng)
Giả sử hàm số w = f(x, y) = f(M) có điểm dừng M0(x0,y0) đạo hàm riêng cấp hàm số xác định, liên tục M0(x0,y0)
Xét với
• Nếu D < điểm M0(x0,y0) điểm cực trị hàm số w = f(x, y) • Nếu D > điểm M0(x0,y0) điểm cực trị hàm số w = f(x, y)
a11 > điểm M0(x0,y0) điểm cực tiểu hàm số
a11 < điểm M0(x0,y0) điểm cực đại hàm số
" "
11 xx 0 12 xy 0 11 12
" "
21 22 21 yx 0 0 22 yy 0 0
a w (x , y ); a w (x , y )
a a
D