Mathematics
มหาวิทยาลัย
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多変数関数の極値問題の記述についてです。

「境界で最大を取らない」という記述が余計に感じます。本当に必要でしょうか。元々その境界は領域に含まれてないので、境界の値は取れないんじゃないですか。ではそれが取れないってかけばいいと思うんですが、取れるか取れないかと関係なく極値の判断が必要なんじゃないかとも思ってます。

よろしくお願いします。

ァ。 9, る がすべて正で x二ッ二=g (2 は定数) のと き, 積 zz の最 | 大値 を 求 めよ O | NN のタク 1 関数 7(x, y) において最大値・ 最小値の存在および最大・最小とな る点が極大・極小であることが明らかな場合がある。しか も極大・極小となる 点の候補がごく限られているならば, ただち に最大・最小が オッ二三@ より, <ニgーァーッ z三6gーターッタン0 より, ァ二< よって, *, ? が満たすべき条件は, ァ>0,ッ>0,テz二yく2 . この不等式によって表される領域をの とぉく。 また, ツターィの"(のテー?) 三gy299一999一y20 7(%,。 モリータリー とおく。 7 y) は上の連続関数で。 かつ, カ の境界上で値は 0 となり最大とはな らない。 よって, の内部で必ず最大となる。したがって, 最大となる点は停 留点である。 (, ッ)ー2gxyツー3zy!ー2xy*ニxy3(2g一8一2y) 記(, ッ)ー3gxy“ー3zy2一4z29ニ2y2(3g一8一4) た(タタ)テモ0 かつ あの=モ0 とすると, 2g一3z一2ッテ0 かつ 3g一3xz一4ッテ0 求まる。 6Z 例題6 一10 (最大・最小① ー この の これを解く と, *ーー。 ツーっ 2 の よって, 最大となる点の候補は (3 2 ) 2であぁるから, 7(X, y) は (Gy, り=(人る 3) において最大となる。 "2拓 ア き 9)- 282 ん 類題 6 一 1ググググタクググクタクタクタクググググクンクンククル 解答は p. 226 ききがア の線分を 3 つの部分に分けるとき, おのおのの長さの 3 乗の和が 最小に なるのは いつか。
極値 多変数関数 記述

คำตอบ

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その部分は
「閉集合上の連続関数は最大値と最小値を持つ」
という定理を利用しています。「最大値を求めよ」と聞かれてはいるものの、大学レベルであれば本当にfが定義域内に最大値を持つかは述べておく方がいいでしょう。そのために上記の定理を使います

しかし、fの定義域Dは閉集合ではありません。そこで一旦、fの定義域をDの閉包
 D°:x≧0, y≧0, x+y≦a
にまで拡張します。そうすることでfは閉集合D°上の連続関数となりD°上に最大値を持つことが分かります。そして、最大値を与える点がD内にあることを示すためにDの境界上でfは最大とならないことを述べているのです

哲治

なるほど! 僕自身の質問ではないですが、疑問に思ってました。いつもながらgößtさんの解説は素晴らしいですね!

gößt

いやあ、ひととおり勉強したから説明できているに過ぎないですよ。哲治さんが高校数学の問題を難なく解けるのと同じようなもんです

哲治

gößtさんへ
僕はマセマで大学1年レベルの微積分を独学しているのですが、マセマの次に読めるような、微積分のテキストってオススメありますか? 大学のテキストのことはマセマ以外は全く分からないのでよろしければ教えてください。
お願いします。

gößt

マセマは高校数学と大学数学の橋渡し的な立ち位置の本でしたっけ。易しめなのかなと思っていたんですがレビューを見た印象では意外と本格的に書かれているみたいですね

マセマの次に読む、というのは内容的に続きの分野という意味か、同じ内容だけどマセマより発展的なことが書いてあるという意味なのかどちらでしょうか?

哲治

まずは後者のタイプを知りたいです。マセマより少し発展なレベル位をお願いします。

gößt

私も基本的に大学で指定されたテキストでしか勉強したことがないので、少し調べてきました

マセマよりも大学数学の雰囲気を味わえる(悪く言えば不親切な)テキストとしては
・吹田•新保「理工系の微分積分学」
・笠原「微分積分学」
・難波「微分積分学」
あたりが良さそうです。私は吹田•新保の本で習いました。下2つの本とマセマは中を見たことがないので内容にどれだけ差異があるのか、或いはほとんどないのかはよく分かりませんが参考になれば

哲治

ありがとうございます!参考にさせていただきます!
とりあえず、まずはマセマで残りのヤコビアンと重積分を勉強して頑張って一冊読み終えたいと思っています。

gößt

もう重積分なんですか。学習が早いですね
上に書いた本は(おそらく)マセマよりもだいぶ堅い説明になっていて初めは面食らってしまうかもしれませんが、頑張ってください(`・ω・´)

哲治

ありがとうございます!

なず

ありがとうございます。そういう定理があったんですね。

gößt

いえいえ。数学科的には重要な定理ですが応用上だとこういう場面でしか登場しないので影が薄いかもしれないですね

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