局部极值
数理科学术语
局部极值是数理科学中定义在n维欧氏空间区域R上的n元实函数在某点邻域内取得极小值或极大值的统称。设X=(x1,x2,…,xn)^T为区域R中的点,若存在ε>0使所有与X距离小于ε的点X∈R满足f(X)≥f(X)(或f(X)≤f(X)),则称X为局部极小(或极大)点;当严格不等式f(X)>f(X)(或f(X)(X))成立时,称为严格局部极值点。局部极值可能为多个,而全局极值在整个函数域内唯一。
局部极值的定义
设 是欧氏空间 中某一区域 上的n元实函数,对于 ,若存在某个 .使得所有 ,满足 ,则称 为 在R上的局部极小点(或称相对极小点), 为局部极小值。若对于所有 ,且与 的距离小于 的 ,有 ,则称 为 在R上的严格局部极小点, 为严格局部极小值。
设 是欧氏空间 中某一区域 上的n元实函数。若点 对于所有 ,都有 ,则称 为 在 上的全局极小点,称 为全局极小值。若对于所有 ,且 ,都有 则称 为 在R上的严格全局极小点, 为严格全局极小值。
对于极大点与极大值,不难仿上给出相应定义。
极值存在的条件
极值存在的必要条件
定理1:(极值存在的必要条件)设是定义在区域上的实值函数,,是的内点。若在处可微,且在处取得局部极小值.则必有
满足上式的点通常称为驻点。驻点是函数在区域内部可能取得极值的点,即在区域内部,极值点必为驻点,但驻点不一定是极值点。
极值存在的充分条件
定理2: (极值存在的充分条件) 设函数是定义在区域上的实值函数,,是R的内点,在R上二次连续可微。若在处满足,且当点处的海赛矩阵正定(或负定)时,则在处取得严格局部极小值(或严格局部极大值)。
例题解析
例如,求函数的极值点及极值。
解:令
解得驻点在驻点处,海赛矩阵
是负定的(注:二次函数的海赛矩阵均为常数阵),所以点(0,0,0)为极大点.其极大值为。
参考资料
函数的极大值和极小值.www.shuxuele.com.2025-07-09
最新修订时间:2025-10-07 00:22
目录
概述
局部极值的定义
极值存在的条件
参考资料