0 Daumen
636 Aufrufe

Aufgabe: blob.png

Text erkannt:

Die Funktion
\( f\left(x_{1}, x_{2}\right)=5+3 x_{1}^{2}-3 x_{1} x_{2}+2 x_{2}^{2} \)
besitzt genau einen stationären Punkt \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \). Bestimmen Sie diesen und beantworten Sie folgende Fragen:
a. \( x_{1} \)-Wert des stationären Punktes:
b. \( x_{2} \)-Wert des stationären Punktes:
c. Funktionswert des stationären Punktes \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \) :
d. Determinante der Hesse-Matrix:
e.1. \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \) ist das globale Minimum.
e.2. \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \) ist das globale Maximum.
e.3. \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \) ist kein globales Optimum.


Problem/Ansatz: Bäuchte Hilfe bei meiner Hausübung, vielen Dank.

Avatar von

3 Antworten

0 Daumen
 
Beste Antwort

Aloha :)

Kandidaten für Extremwerte der Funktion$$f(x;y)=5+3x^2-3xy+2y^2$$findest du dort, wo der Gradient verschwindet:$$\binom{0}{0}=\operatorname{grad}f(x;y)=\binom{6x-3y}{4y-3x}\implies\left\{\begin{array}{c}6x=3y\\4y=3x\end{array}\right\}$$Aus der oberen Gleichung folgt \(y=2x\), was wir in die untere einsetzen, um \(8x=3x\) zu erhalten. Daher ist \(x=0\) und \(y=0\). Wir haben als stationären Punkt also \(S(0;0)\) gefunden.

Der Funktionswert an der Stelle ist \(f(0;0)=5\).

Um zu entscheiden von welcher Art dieser stationäre Punkt ist, brauchen wir die Hesse-Matrix:$$H(x;y)=\begin{pmatrix}\partial_{xx}f & \partial_{yx}f\\\partial_{xy}f & \partial_{yy}f\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}6 & -3\\-3 & 4\end{pmatrix}$$Der erste Hauptminor (links oben) ist \(6\), der zweite Hauptminor (die Determinante) ist \(15\), beide sind positiv, sodass die Hesse-Matrix positiv definit ist. Daher liegt an der Stelle \((0;0)\) das globale Minimum vor.$$f(0;0)=5\quad\text{(globales Minimum)}$$

Avatar von 152 k 🚀
0 Daumen

Hast du die partiellen Ableitungen nach x und nach y gebildet?

Hast du dann  beide jeweils =0 gesetzt?

Welches Paar (x,y) erfüllt beide Gleichungen?

Avatar von 55 k 🚀
0 Daumen

Gehe so vor, wie es dir in der anderen Aufgabe vorgemacht worden war

https://www.mathelounge.de/898501/finden-sie-dieses-optimum

blob.png

Avatar von 487 k 🚀

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community