拉格朗日乘數法如何證明,拉格朗日乘數法的幾何證明

時間 2021-09-07 05:15:16

1樓:

因為同濟那本書分子關於λ在對×求導的那個算式,和對y求導的算式分子在第一個算式裡相等,所以可以用同一個λ。然後可以以這個為基礎,推理論證三個和三個以上的自變數在一個約束條件下(用到多自變數隱函式偏導,注意條件是條件偏導不為零),類似於上面的兩自變數一個約束條件的分析下。最後將自變數限定三個,約束條件2個,把λ和u做都設成是不一樣的極值引數,對拉格朗日函式求偏導,排除對稱性類推。

沒每新增的約束條件的拉格朗日乘子都設做不一樣,最後輪流推理使得他們是一樣的,這個很容易得到的。這樣就證畢了~同學,告述你,大學數學老師沒幾個會或者會教數學的,很多都是混飯吃的飯桶,我當年因為鑽這牛角尖,無人尋找這種的答案而開始放棄,後來後悔不已。最近一個人琢磨兩天就出來了~但願你別走我的路子.

建議數學工科複習就分步進攻,由淺入深~同濟版本的裡面很多概念性東西論證都省略了,~建議你不要太那個牛角尖了。會做題能考試就行的~

2樓:匿名使用者

同問,題主有答案了嗎

拉格朗日乘數法的幾何證明

3樓:

已三維為例,設未知數為x,y, z,滿足約束 g(x,y,z)=0,要求f(x,y,z)的極值。其中f,g都是定義在r^3上的光滑函式。

設m=,m是一個嵌入在r^3的光滑曲面。設p是m上使f取得極值的點,如果p不在m的邊界上,那麼一定滿足f的梯度df=(fx, fy, fz)垂直於曲面,從而對曲面在p點的任何切向量x=(x',y',z'),有df(x)=0。換句話說,f在p處的各個方向導數都為0,當然這裡的方向都是m的切方向。

設dg=(gx, gy, gz)是g的梯度,因為m上g恆為0,所以有dg(x)=0恆成立。就是說對g(x,y,z)=0微分,就能得到gx*x'+gy*y'+gz*z'=0,這就是dg(x)=0。

現在,在p點,f的梯度df和g的梯度dg都和m垂直,從而df和dg只差一個標量。記這個標量是lambda,就得到 (fx, fy, fz)=lambbda*(gx,gy,gz)

這就是拉格朗日乘數法。

4樓:線徑

樓主農大11級工管····鑑定完畢

拉格朗日乘數法證明

5樓:匿名使用者

1、需要搞清楚,z=f(x,y)的極值和有約束phi(x,y)=0條件下的極值是兩個事情。前一個得到的是曲面的極值,後一個得到的是這個曲面上某一根曲線的極值。

樓主假設是無約束條件下獲得的曲面上的極值,得出fy(x0,y0)=0的結論。實際上,此(x0,y0)非最終想獲得曲線上的極值,曲線上的極值,是允許fy(x0,y0)!=0的。

同意請點贊。

2、第二個等式不需要推導,可以直接獲得。

6樓:匿名使用者

這個不需要懂過程,如果你想知道看看數學分析。直接應用就可以

高等數學拉格朗日乘數法的題目

7樓:匿名使用者

設原點到該曲面的距離

為l,考慮該距離的平方 l² 為目標函式 f(x,y,z)則 f(x,y,z)=l²=x²+y²+z²曲面方程化為 x²+2y²-3z²-4=0設輔助係數為 a,則對應的拉格朗日輔助函式為f(x,y,z,a)=x²+y²+z²+a(x²+2y²-3z²-4)

求偏導數如下(用d作偏導符號):

df/dx=2x+2ax

df/dy=2y+4ay

df/dz=2z-6az

df/da=x²+2y²-3z²-4

令上述偏導數均等於0,即

df/dx=2x+2ax=0

df/dy=2y+4ay=0

df/dz=2z-6az=0

df/da=x²+2y²-3z²-4=0

根據前三個方程成立(a不能同時取兩個值),應有x、y、z中的2個為0,另一個不為0

則有如下解

x不為0時,解為(±2,0,0,-1),

y不為0時,解為(0,±√2,0,-1/2),z不為0時,無解,

由於所求解具有對稱性,根據實際情形,

該解必對應最小值,

把解代入可得 l²=4 或 l²=2

所以,最小值是 l=√2

此時對應的最小值點為 (0,±√2,0).

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