極值
編輯在數學分析中,函數的xxx值和最小值(xxx值和最小值各自的復數),統稱為極值(extremum的復數),是函數的xxx值和最小值,要么在給定范圍內(局部 或相對極值),或整個域(全局或xxx極值)。 皮埃爾·德·費馬 (Pierre de Fermat) 是最早提出一種通用技術“適度”(adequality) 來尋找函數的xxx值和最小值的數學家之一。
按照集合論的定義,集合的xxx值和最小值分別是集合中最大和最小的元素。 無界無限集,例如實數集,沒有最小值或xxx值。
定義
編輯如果 f(x?) ≥ f(x) 對于 X 中的所有 x,則定義域 X 上的實值函數 f 在 x? 處具有全局(或xxx)xxx點。類似地,該函數具有全局(或xxx)xxx點 absolute) minimum point at x?, if f(x?) ≤ f(x) for all x in X. 函數在xxx值點的值稱為函數的xxx值,表示為 max ( f ( x ) ) {\displaystyle \max(f(x))} ,函數在極小點處的值稱為函數的最小值。
全局最小點的定義也類似。
如果域 X 是一個度量空間,則稱 f 在點 x* 處有一個局部(或相對)xxx值點,如果存在某個 ε > ; 0 使得對于 x* 的距離 ε 內 X 中的所有 x,f(x*) ≥ f(x)。 類似地,函數在 x? 處有一個局部最小點,如果對于 x? 的距離 ε 內的所有 x,f(x?) ≤ f(x)。 當 X 是一個拓撲空間時,可以使用類似的定義,因為剛才給出的定義可以用鄰域的形式重新表述。 請注意,當且僅當一個點是xxx的全局xxx值點時,它才是嚴格的全局xxx值點,對于最小值點也是如此。
具有緊域的連續實值函數總是具有xxx值點和最小值點。 一個重要的例子是定義域是實數的閉有界區間的函數。
搜索
編輯找到全局xxx值和最小值是數學優化的目標。 如果函數在閉區間上連續,則根據極值定理,存在全局xxx值和最小值。 此外,全局xxx值(或最小值)要么必須是域內部的局部xxx值(或最小值),要么必須位于域的邊界上。 所以尋找全局xxx值(或最小值)的方法是查看內部所有的局部xxx值(或最小值),同時查看邊界上點的xxx值(或最小值),并取xxx的( 或最小的)一個。
對于可微函數,費馬定理指出域內部的局部極值必須出現在臨界點(或導數為零的點)。 然而,并不是所有的臨界點都是極值。
在可微性足夠的情況下,可以通過一階導數檢驗、二階導數檢驗或高階導數檢驗來區分臨界點是局部xxx值還是局部最小值。
對于分段定義的任何函數,通過分別找到每個部分的xxx值(或最小值),然后查看哪個xxx(或最小)來找到xxx值(或最小值)。
例子
編輯舉一個實際的例子,假設某人有 200 {\displaystyle 200} 英尺的圍欄,并試圖最大化矩形圍欄的面積。
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