§ 12. Экстремум функции двух переменных

   1°. Необходимые условия. Функция z = F(x, y) может иметь экстремум только в точках. В которых = 0 и = 0 . Эти точки называются критическими.
2°. Достаточные условия. Обозначим через А, В и С значения производных , , в критической точке (х0; у0).
   Тогда, если:
1) то F (х0; у0) = zmax при A < 0, F (х0; у0) = zmin при A > 0;
2) то экстремума нет;
3) то экстремум может быть, а может и не быть (сомнительный случай).
3°. Условный экстремум. Чтобы найти экстремум функции z = F(x, y) при условии, что х и у связаны уравнением φ(х, у) = 0, составим вспомогательную функцию u = F(x, y) + λ φ(х, у). Координаты экстремальной точки (х; у) должны удовлетворить трем уравнениям: φ(х, у) = 0, , из которых и находятся λ, х и у.
   Найти экстремум функции:
2030. z = x² - xy + y² + 9x - 6y + 20. (видео) 2031. 2032. z = x³ + 8y³ - 6xy + 1. (видео)
2033. z =2xy - 4x - 2y. 2034. z = e x/2 (x + y²). 2035. z = sin x + sin y + sin (x + y)
при 0 ≤ x ≤ π/2 и 0 ≤ y ≤ π/2.
2036. при x + y = 2. (видео) 2037. z = x + y при (видео)
2038. Определить размеры прямоугольного открытого бассейна, имеющего наименьшую поверхность, при условии, что его объем равен V. (видео)

2039. Построить эллипс х² + 4у² = 4 и прямую 2х + 3у - 6 = 0 и на эллипсе найти точки, наиболее и наименее удаленные от прямой. (видео)

2040. На гиперболе х² - у² = 4 найти точку, наименее удаленную от точки (0; 2).

2041. Определить размеры цилиндра наибольшего объема при условии, что его полная поверхность равна S = 6π м². (видео)

2042. 1) В эллипс х² + 3у² = 12 вписать равнобедренный треугольник с основанием, параллельным большой оси, так, чтобы площадь треугольника была наибольшей. 2) Ось Ох расположена на границе двух сред. По какому пути должен пройти луч света из точки А(0; а) в точку В(с; - b), чтобы затратить на прохождение этого расстояния наименьшее время (а > 0, b > 0, c > 0)?
   Указание. Нужно найти минимум функции при условии a tg α + b tg β = c, где v1 и v2 – скорости света в двух средах, а α и β – углы падения и преломления.
   Найти экстремумы функций:
2043. z = 3x + 6y - x² - xy - y². 2044. z = x ² + y ² - 2 x - 4 √xy - 2y + 8
2045. z = 2x ³ - xy² + 5x² + y². 2046. z = 3 x ² - 2 xy + y - 8 x+ 8
2047. z = xy при условии, что x² + y² = 2.

2048. Найти наибольший объем прямоугольного параллелепипеда при условии, что длина его диагонали равна 2√3.

2049. 1) На параболе y² = 4x найти точку, наименее удаленную от прямой х - у + 4 = 0. 2) В эллипс вписан прямоугольник наибольшей площади. Найти эту площадь.

2050. Определить размеры конуса наибольшего объема при условии, что его боковая поверхность равна S.