2次函数極大・極小問題の解法

このQ&Aのポイント
  • 次の2次函数極大・極小の問題の解法をまとめました。
  • 連立方程式の解けない問題についても解説しています。
  • 解答を知っている方からの回答をお待ちしています。
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次の2次函数極大・極小の問題が分かりません。

次の2次函数極大・極小の問題が分かりません。 見ていただきありがとうございます。 つぎの問題が分からないのですが見ていただけないでしょうか? 次の函数f(x,y)を極大にする点(x,y)及び極小にする点(x、y)をそれぞれすべて求めよ。 f(x,y)=x^4-10^2+16xy+y^4-10y^2 ∂f/∂x=4x^3-20x+16y(1) ∂f/∂y=4y^3-20y+16x(2) ∂^2f/∂x^2=12x^2-20 ∂^2f/∂y^2=12y^2-20 ∂^2f/∂x∂y=16 となると思います。 ここから候補点をもとめるんですが、(1)、(2)の連立方程式が解けなく先にすすめません。 ここから先の解答が分かる方いましたら、回答よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

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  • info22_
  • ベストアンサー率67% (2650/3922)
回答No.3

#2です。 A#2で書いた(1)',(2)'の5つの実解の組が停留点(極大点、極小点)の候補ですが、 A#2に書いた参考URLの判別法を適用すれば (x,y)=(0,0)でΔ>0,A<0なので極大値0を取り (x,y)=(-3,3)および(3,-3)でΔ>0,A>0なので極小値-16を取る。 (x,y)=(1,1),(-1,-1)ではΔ>0,A>0なので極大、極小とならない(いわゆる鞍点)。

その他の回答 (3)

  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.4

「判定法」ってのは、大概、棒暗記に失敗して 判定を間違える。 二次方程式の実数解の有無すら、間違える人がいるからね。 多変数関数の停留点を分類するときには、テーラー展開の二次項を 二次形式の標準形へ変形しているんだ ということを常に意識する。 毎度、係数行列の対角化を 実際に行ったほうがよい。

  • info22_
  • ベストアンサー率67% (2650/3922)
回答No.2

停留点は ∂f/∂x=0 かつ ∂f/∂y=0 から求められます。 >(1)、(2)の連立方程式が解けなく先にすすめません。 (1)、(2)をゼロとおいた連立方程式がを解きます。 #1さんも言われているように方程式をよく観察して、x,yの対称性に気がつけば 簡単に解けますよ。 (1),(2)から x^3-5x+4y=0 (1)' y^3-5y+4x=0 (2)' これを解けば実数解は (x,y)=(0,0),(1,1),(-1,-1),(3,-3),(-3,3) の5通りのみ。 後は、停留点で極値をとるかの判別法を使うだけです。 判別法は参考URLの定理6.7など参照して下さい。

参考URL:
http://next1.cc.it-hiroshima.ac.jp/MULTIMEDIA/calcmulti/node89.html
  • spring135
  • ベストアンサー率44% (1487/3332)
回答No.1

(1)+(2)=0、(1)-(2)=0 を作ってとく。 対称式だから簡単。 (1)+(2)=0から (x+y)(x^2-xy+y^2-1)=0 (1)-(2)=0から (x-y)(x^2+xy+y^2-9)=0 を得る。 QED

daisuke509
質問者

補足

よかったら求められる候補点を書いてくれると嬉しいです。

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