maths.free › Multivariable Calculus › Optimisation in several variables

Optimisation in several variables

Critical points, the second-derivative test, and Lagrange multipliers.

Critical points are where the gradient vanishes; the Hessian's determinant sorts them into minima, maxima and saddles. With a constraint, Lagrange multipliers say the gradients of f and of the constraint are parallel at the optimum. Picture it: the surface's bowl bottom, hilltop or saddle. The 3D view shows which. Think it: constrained optimisation is the geometry of tangency between level sets.

דוגמה עובדת · gradient of x^2 + y^2 - 2x - 4y

Gradient of x^2 - 2x + y^2 - 4y

x^{2} - 2 x + y^{2} - 4 y

צעד אחר צעד

  1. f(x, y) = x^{2} - 2 x + y^{2} - 4 y

    The gradient is the vector of partial derivatives. Differentiate with respect to each variable, holding the others constant.

  2. \frac{\partial f}{\partial x} = 2 x - 2

    Treat every variable except x as a constant.

  3. \frac{\partial f}{\partial y} = 2 y - 4

    Treat every variable except y as a constant.

  4. \nabla f = \left[\begin{matrix}2 x - 2\\2 y - 4\end{matrix}\right]

    Assemble the gradient vector. It points in the direction of steepest ascent.

  5. (1, 2)

    Critical points: where every partial derivative is zero.

גלה את התשובה
\nabla f = \left[\begin{matrix}2 x - 2\\2 y - 4\end{matrix}\right]

עכשיו אתה בחר בעיה, או הקלד או צייר בעצמך. כל צעד, תמונה, התשובה חבויה עד שתשאל.

תמשיך לעבוד.

חשבון חינם מוסיף הערות על כל שיעור, תיעוד של מה שסיימת, הבעיות שלך נפתרות במקום אחד, ומורה פרטי אתה יכול לשאול על הדף הזה. המתמטיקה עצמה פתוחה לכולם, חתומה או לא.

הרשמה התחברות

סמלים המשמשים כאן

הקש כל סמל להגדרה המלאה, תמונה, ומה כל אות בזה אומר.

איך: Optimisation in several variables

  1. The gradient is the vector of partial derivatives. Differentiate with respect to each variable, holding the others constant.
  2. Treat every variable except x as a constant.
  3. Treat every variable except y as a constant.
  4. Assemble the gradient vector. It points in the direction of steepest ascent.
  5. Critical points: where every partial derivative is zero.

שאלות שאנשים שואלים

What is a partial derivative?

The ordinary derivative with respect to one variable while every other variable is frozen: the slope of the surface in one coordinate direction.

What does the gradient point at?

Uphill: the direction of steepest increase, with length equal to that steepest slope. It is perpendicular to the level curves.

יותר בפנים. Multivariable Calculus