Matematik
Kritiske punkter.
Opgaven går ud på at finde stationære punkter samt afgøre lokalt maximum, minimum eller sadelpunkt for denne funktion, f: R2→R er givet ved f(x,y) = x(8x2 + 5x + cos(y)).
Jeg har udregnet de stationære punkter vha Maple, hvor gradienten af denne funktion skal være lig med 0, hvorefter de to ligninger med to ubekendte løses, fik jeg fem forskellige resultater.
(1) {x = 0, y = (1/2)π},
(2) {x = -1/6, y = 0},
(3) {x = -1/4, y = 0},
(4) {x = -1/2, y = π}, og
(5) {x = 1/12, y = π}
Jeg hat læst i bogen, en sætning, der omhandler ABC-kriteriet (se s. 114).
Spørgsmålet er, hvordan afgøre man lokalt max, min eller sadelpunkt for denne funktion, når man har fået oplyst mange forskellige stationære punkter, når denne sætning gælder for et stationært punkt for f? Skal det ellers forstås som, at jeg gøre hvert fundne stationære punkter?
Mange tak.
Svar #1
05. november 2012 af Andersen11 (Slettet)
Du har ikke bestemt alle de stationære punkter. Der er uendeligt mange af dem, da definitonsmængden er hele R2 .
Stationære punkter er punkter, hvor begge ligninger ∂f/∂x = 0 og ∂f/∂y = 0 er opfyldt. Det vil her sige
24x2 + 10x + cos(y) = 0 og
-x·sin(y) = 0
Af den sidste ligning har vi
-x·sin(y) = 0 ⇔ x = 0 ∨ sin(y) = 0 ⇔ x = 0 ∨ y = p·π , p ∈ Z .
Ser vi nu på Lign 1 sammen med x = 0, får vi cos(y) = 0 ⇒ y = π/2 + p·π , p ∈ Z .
Ser vi på Lign 1 sammen med sin(y) = 0 , får vi
24x2 + 10x +1 = 0 for p lige, og 24x2 + 10x -1 = 0 for p ulige , dvs
(x = -1/4 ∨ x = -1/6) for p lige, og (x = 1/12 ∨ x = -1/2) for p ulige.
For hvert stationært punkt benytter man de 2. afledede til at afgøre, hvorvidt det er et saddelpunkt eller el lokalt minimum eller maksimum.
Svar #2
05. november 2012 af YesMe (Slettet)
Du har helt ret det med stationære punkter.
Jeg har læst flere gange for at forstå, hvordan du er kommet frem til det her i lang tid;
"Ser vi på Lign 1 sammen med sin(y) = 0 , får vi
24x2 + 10x +1 = 0 for p lige, og 24x2 + 10x -1 = 0 for p ulige" ?
Har det noget med idiotformlen at gøre, at sin(y)2 + cos(y)2 = 1?
Svar #3
05. november 2012 af Andersen11 (Slettet)
#2
Ja, det har noget at gøre med, at hvis sin(y) = 0, er cos2(y) = 1, og dermed er cos(y) enten +1 eller -1 .
Svar #4
05. november 2012 af YesMe (Slettet)
#3
Når man har, at cos2(y) = 1, så må cos(y) jo være lig med ±√(1)
eller mere præcis skulle det være cos2(y) = 12 istedet, selvom 12 = 1?
Svar #5
05. november 2012 af Andersen11 (Slettet)
#4
Jeg forstår ikke, hvor du vil hen med det.
Når sin2(y) + cos2(y) = 1, og sin(y) = 0, er cos2(y) = 1 . Længere er den ikke.
Svar #6
05. november 2012 af YesMe (Slettet)
#5
cos2(y) = 1
Når jeg sætter kvadratroden på hver sider, får man
cos(y) = ±√(1) hvilket stemmer ikke overens med det, du siger i #3.
Svar #7
05. november 2012 af Andersen11 (Slettet)
#6
Hvorledes stemmer det ikke overens med, at cos(y) er enten +1 eller -1 ?
Svar #8
05. november 2012 af YesMe (Slettet)
#7
Lol. Undskyld, det er mig, der ikke troede, at ±√(1) = ±1.
Når jeg skal benytte sætningen (ABC-kriteriet) (se #0), ved jeg, at
∂2f/∂x2(x,y) = 48x + 10
∂2f/∂x∂y(x,y) = -sin(y) og
∂2f/∂y2(x,y) = -xcos(y)
så det(Hf(x,y)) = -(48x + 10)xcos(y) - sin(y)2
Vi lader k(x,y) = det(Hf(x,y))
Stationære punkter indsættes,
k(-1/6,0) = 1/3 , k(-1/4,0) = -1/2
k(-1/2,π) = 7 , k(1/12,π) = 7/6
Man kan nu se, at det stationært punkt (-1/2,π) er lokalt max, og
at det stationært punkt (1/12,π) er et lokalt min
samt stationært punkt (-1/4,0) er et sadelpunkt. Er det korrekt?
Svar #9
05. november 2012 af Andersen11 (Slettet)
Du mangler vist at betragte punkterne x = 0, cos(y) = 0 .
Svar #10
06. november 2012 af YesMe (Slettet)
#9
Skal man betragte punkterne i de 1. afledede funktioner, eller også for 2. aflede funktioner? Hvis det gælder for 1. afledede, så siger vi nu, at
∂2f/∂x2(x,y) = 0
∂2f/∂x∂y(x,y) = -sin(y)
∂2f/∂y2(x,y) = 0
så det(H(x,y)) = -sin(y)2 , ikke?
Svar #12
06. november 2012 af Andersen11 (Slettet)
#10
Man skal betragte alle de stationære punkter. Man kan lave følgende oversigt:
x sin(y) cos(y) fxx fxy fyy det(H) f(x,y)
0 +1 0 10 -1 0 < 0 0 sadel
0 -1 0 10 +1 0 < 0 0 sadel
-1/4 0 1 -2 0 1/4 < 0 -1/16 sadel
-1/6 0 1 2 0 1/6 > 0 -7/108 globalt min
1/12 0 -1 14 0 1/12 > 0 -19/432 lokalt min
-1/2 0 -1 -14 0 -1/2 > 0 3/4 globalt max
Skriv et svar til: Kritiske punkter.
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
