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Aufgabe:

Die Funktion

\( f\left(x_{1}, x_{2}\right)=6+8 x_{1}-4 x_{2}-3 x_{1}^{2}+2 x_{1} x_{2}-1 x_{2}^{2} \)

besitzt genau einen stationären Punkt (x1,x2). Bestimmen Sie diesen und beantworten Sie folgende Fragen:

a. x1-Wert des stationären Punktes:
b. x2-Wert des stationären Punktes:
c. Funktionswert des stationären Punktes (x1,x2):
d. Determinante der Hesse-Matrix:

e.1. (x1,x2) ist das globale Minimum.


e.2. (x1,x2) ist das globale Maximum.


e.3. (x1,x2) ist kein globales Optimum.


Problem/Ansatz:

Ich bitte um einen Rechenweg? Leider komme ich auf kein Ergebnis. Vielen Dank!

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Aloha :)

Willkommen in der Mathelounge... \o/

Die stationären Punkte der Funktion$$f(x;y)=6+8x-4y-3x^2+2xy-y^2$$finden wir dort, wo der Gradient verschwindet:$$\binom{0}{0}\stackrel!=\operatorname{grad}f(x;y)=\binom{8-6x+2y}{-4+2x-2y}$$Wir addieren die beiden Koordinatengleichungen:$$0+0=(8-6x+2y)+(-4+2x-2y)=4-4x\implies x=1$$Wir setzen \(x=1\) in die Gleichung für die 1-te Koordinate ein:$$0=8-6x+2y=8-6+2y=2+2y\implies y=-1$$Der stationäre Punkt ist: \(\quad S(1|-1)\)

Der Funktionswert an dieser Stelle ist:\(\quad f(1;-1)=12\)

Die Hesse-Matrix der Funktion ist:$$H(x;y)=\left(\begin{array}{rr}\frac{\partial^2 f}{\partial x^2} & \frac{\partial^2 f}{\partial x\partial y}\\[1ex]\frac{\partial^2 f}{\partial y\partial x} & \frac{\partial^2 f}{\partial y^2}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{rr}-6 & 2\\2 & -2\end{array}\right)$$ Die Determinante der Hesse-Matrix ist \(8\), da der erste Hauptminor \((-6)\) lautet, ist die Hesse-Matrix negativ definit. Es liegt bei \((1;-1)\) also ein Maximum vor. Dieses Maximum ist sogar global, weil die Hesse-Matrix gar nicht mehr von \(x\) oder \(y\) abhängt:

Globales Maximum bei: \(\quad(1;-1)\)

Avatar von 152 k 🚀

Vielen Dank für die Hilfe!

Ich habe die Werte entsprechend eingetragen, jedoch ist eine Teilaufgabe nicht korrekt..

blob.png

Text erkannt:

Die Funktion
\( f\left(x_{1}, x_{2}\right)=6+8 x_{1}-4 x_{2}-3 x_{1}^{2}+2 x_{1} x_{2}-1 x_{2}^{2} \)
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: \( 1.0 \)
b. \( x_{2} \)-Wert des stationären Punktes: \( -1.0 \)
c. Funktionswert des stationären Punktes \( \left(x_{1}, x_{2}\right): 22.0 \)
d. Determinante der Hesse-Matrix: \( 8.0 \)
e.1. \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \) ist das globale Minimum.
x e.2. \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \) ist das globale Maximum.
e.3. \( \left(x_{1}, x_{2}\right) \) ist kein globales Optimum.

Ich habe mich vertippt, der Funktionswert bei (c) ist \(12\), nicht \(22\)...

Danke!

Wie kommst du auf die 12? Man setzt (1,-1)  in f(x) ein, richtig? :)

Das Einsetzen ist auch richtig, aber es ist:$$f(x;y)=6+8x-4y-3x^2+2xy-y^2$$$$f(1;-1)=6+8+4-3-2-1=12$$

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