Задача 18. Исследовать на экстремум функцию
.
Решение. Чтобы исследовать данную функцию
на экстремум, необходимо:
1.
Найти частные производные первого порядка
и
, приравнять их нулю и решить систему уравнений
.
Каждая пара действительных корней этой системы определяет одну стационарную точку исследуемой функции. Пусть
— одна из этих точек.
2. Найти частные производные второго порядка
,
,
и вычислить их значения в каждой стационарной точке.
Положим, что
;
;
.
3. Составить и вычислить определитель второго порядка
.
4. Если в исследуемой стационарной точке
, то функция
в этой точке имеет максимум при
и минимум при
; если
, то в исследуемой точке нет экстремума.
Если
, то вопрос об экстремуме требует дополнительного исследования.
Находим стационарные точки заданной функции:
Решая систему
находим:
.
Следовательно, данная функция имеет только одну стационарную точку
.
Находим частные производные второго порядка и их значения в найденной стационарной точке:
Частные производные второго порядка не содержат х, они постоянны в любой точке , в частности в точке
. Имеем:
Так как
и
, то в точке
данная функция имеет максимум.