Экстремум функции 2ух переменных. Необходимое и достаточное условия экстремума функции нескольких переменных.

Ɛ M0    
Точка М0 называется точкой локального минимума для функции Ƶ = f(x, y), если для любой точки М є Ɛ окрестности точки М0 справедливо неравенство:

 

В окрестности множество точек, лежащие внутри

Круга с центром в точке М0 и радиусом Ɛ. (Ɛ→0)

Аналогично определяется и локальный максимум: точка М0 – точка локального максимума для функции Ƶ = f(x, y), если для любой точки М из Ɛ окрестности точке М справедливо неравенство:

 

На практике для нахождения экстремумов необходимы 2 условия в виде теорем:

Теорема 1. (необходимое условие существования экстремума в точке М0)

Если М0 – точка локального экстремума, то в точке М0 1ые производные функции 2ух переменных обращаются в 0.

 

Несмотря на то, что это условие является необходимым, оно используется для выбора среди точек из области определения ряда точек, в которых может быть экстремум. Конкретно для выбора экстремальных точек среди уже отобранных с помощью Теоремы 1 , применяется Теорема 2(критерий Сильвестра).

Теорема 2. Функция Ƶ = f(x, y) имеет в М0 экстремум, если определитель 2го порядка, состоящий из всевозможных 2ых производных функции 2ух переменных и вычисленный в этой точке М0 >0. >0

⃒M0=(x0, y0)

Характер экстремума определяется по 1му элементу, а именно, если , то в точке М0 достигается минимум, если , то в точке М0- максимум.

Если при вычислении Δ он окажется < 0 , то в точке М0 экстремума нет, если Δ = 0, то вопрос о существовании экстремума в точке M0 остается открытым – нужны дополнительные исследования.

Ввиду того, что = ( при выполнении условия теоремы) критерий можно переписать в следующем виде: Δ = 2⃒М0

 


8.Свойства неопределённого интеграла

1. (òf(х)dх)'= f(х)

(òf(х)dх)'=(F(x)+C)'=F'(x)+C'= f(х)

2.Интеграл от дифференциала ф-ции f(х)равен самой ф-ции f(х) òdf(х)= f(х)

3.Свойство линейности. Интеграл от линейной комбинации двух ф-ций равен

ò( α1f1(х)± α2f2(х))dх= α1 òf1(х)dх± α2òf2(х)dх

Св-во 1 неопред. интеграла будем использовать на практике для проверки правильности нахождения неопред. интеграла.

В рез-те дифференцирования любой ф-ции, заданной в виде линейной комбинации элементарной ф-ции всегда получается также комбинация элементарной ф-ции. При нахождении неопред. интеграла от комбинации элементарных ф-ций не всегда получается комбинация элементарн. ф-ций, т.е. не все комбинации элементарн. ф-ций интегрируются, т.е. интегралы не от всяких ф-ций берутся.

Известные примеры «не берущихся» интегралов

- интеграл Пуасона

- интеграл Кринеля

25. Понятие несобственных интегралов I рода. Пример интеграл Дирихле I рода.

Если в определении определенного интеграла нарушено либо условие непрерывности функции, либо условие конечности отрезка интегрирования, то имеем дело с НИ.

1) Если отрезок интегрирования [a,b]- бесконечен, то НИ-1

2) Если подынтегральная функция y=f(x) разрывна на отрезке [a,b], то НИ-2

Рассмотрим НИ-1. Их может быть 3 варианта: 1) 2) 3)

Дадим определение НИ-1первого варианта: =

В случае если при вычислении НИ-1 получается константа, то говорят, что НИ-1 сходятся к этому числу. В случае если в ответе получается ∞ или предел не существует, то говорят, что НИ-1 расходится.

Аналогично определения и других НИ-1: ;

Пример: = = =

Вывод: НИ сходится к π.