【主要内容】1.二元函数极值的定义设二元函数f(x,y)在点(x0,y0)的某个邻域内有定义.如果在此邻域内对任意(x,y)≠(x0,y0)都有f(x,y)
2023-10-27
上图:变分法可以用来描述许多自然过程,比如肥皂膜的运动过程。
1.多维度看全
函数是由数到数的映射,而泛函是由函数到数的映射。你可以把泛函看作对每一个函数在某种标准下进行的测量。举例来讲,每一个函数都可以作成图,且在(0,1)区间上的图像都是某种曲线,泛函可以用来测量该曲线的长度。
通常来讲,我们希望找到给定的泛函有最大或最小可能值的函数。例如,我们想要找到图像长度尽可能短的函数。这就是变分法的相关内容。
我们可以用变分法来证明一些显而易见的事实。比如,同等周长下圆围成的面积最大;再比如,两点之间直线距离最短。再稍微对它的应用进行推广的话,我们还可以用它来解决一些更为复杂的问题。
2.关键点梳理
变分法的主要技巧是将一个难解的泛函转化为一个微分方程。微分方程虽然也不是很好解,但是相对于解泛函已经要容易许多了。
这个技巧所用到的的原理是,当函数达到它的最大值或最小值的时候,它的图像会发生方向的转变,该点处的导数值也会相应地变为零。
光线沿某一路径传播、肥皂泡呈现出某种形状等都是用这种方式自然最小化泛函的物理现象。
参考阅读//(www.chuimin.cn)
No. 9 映射,第22页
No. 50 导数,第104页
No. 55 微分方程,第114页
No. 66 极小曲面,第136页
右图:当一个函数达到最大值或者最小值时,它的导数为零。
3.一分钟记忆
泛函是对函数的测量。通过采用变分法的技巧,我们可以找出这些测量值中的最大值与最小值。
通常来讲,要解决一个泛函问题,我们就把它转化为一个有希望解决的微分方程问题。
有关2页纸图解数学 : 以极聪明的方式,让你三步读懂数学的文章
【主要内容】1.二元函数极值的定义设二元函数f(x,y)在点(x0,y0)的某个邻域内有定义.如果在此邻域内对任意(x,y)≠(x0,y0)都有f(x,y)
2023-10-27
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2023-11-23
指数函数w = ez在全平面上解析,且(ez)′ = ez 0,因而在全平面上都是保角的.设z =x+iy,w =ρeiφ,则由ρeiφ =ex·eiy得由此可知,在w = ez映射下,z平面上的直线x = x0(实常数)映射成w平面上的圆周ρ = ex0,直线y = y0(实常数)映射成射线argw = φ = y0,带形域0 <y <y0(≤2π)映射成角形域0 <arg w <y0.特别地,......
2023-10-30
“我大概知道你的学习成绩上不去的原因了,因为你对学习提不起兴趣,所以要花点时间激发学习热情。”兴趣对学习起着重大的基础、决定性作用。的确,学习是枯燥的,但只要你努力专注于它,你就能逐渐产生兴趣。如果你能对学习的个人意义及社会意义有较深刻的理解,你就会认真学习,从而对学习产生浓厚的兴趣。这样通过渐次奖励来巩固自己的行为,有助于产生自我成功感,不知不觉就会建立起直接兴趣。......
2023-11-19
定义 设函数z=f(x,y)在点(x0,y0)的某个邻域内有定义,对于该邻域内异于点(x0,y0)的点(x,y):(1)若f(x,y)<f(x0,y0),则称函数在点(x0,y0)有极大值f(x0,y0);(2)若f(x,y)>f(x0,y0),则称函数在点(x0,y0)有极小值f(x0,y0).极大值、极小值统称为极值.使函数取得极值的点称为极值点.例1 函数z=3x2+4y2在点(0,0)处有......
2023-10-19
解:要使材料最省,就是要罐头筒的总表面积最小.设罐头的底半径为r,高为h,如图3.5所示,则它的侧面积为2πrh,底面积为πr2,因此总表面积为图3.5于是得出结论:当所做罐头筒的高和底直径相等时,所用材料最省.习题3.21.求函数的单调区间和极值.f=x2-2x+4;f=x2-6x;y=2x3-3x2;y=x-ln(1+x);f=x3-12x.2.运用极值的第二定理求极值.f=x2-2x;f=x4-2x2.3.求函数的最值.f=x2-2x+1,x∈[-1,2];f=x2-2x,x∈[0,2];f=x3-3x,x∈[0,2];f=x4-2x2,x∈[0,2].4.已知x+y=s,运用极值第二定理证明......
2023-11-20
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