极值

✍ dations ◷ 2024-09-20 05:50:38 #微积分,数学分析,最优化

在数学中,极大值与极小值(统称极值)是指在一个域上函数取得最大值(或最小值)的点的函数值。而使函数取得极值的点(的横坐标)被称作极值点。这个域既可以是一个邻域,又可以是整个函数域(这时极值称为最值)。

极值的概念不仅仅限于定义在实数域上的函数。定义在任何集合上的实数值函数都可以讨论其最大最小值。为了定义局部极值,函数值必须为实数,同时此函数的定义域上必须能够定义邻域。邻域的概念使得在的定义域上可以有。

局部最大值(最小值)也被称为极值(或局部最优值),全局最大值(最小值)也被称为最值(或全局最优值)。

求全局极值是最优化方法的目的。对于一元二阶可导函数,求极值的一种方法是求驻点(亦称为静止点,停留点,英语:stationary point),也就是求一阶导数为零的点。如果在驻点的二阶导数为正,那么这个点就是局部最小值;如果二阶导数为负,则是局部最大值;如果为零,则还需要进一步的研究。

一般地,如果在驻点处的一阶、二阶、三阶……直到N阶导数都是零,而N+1阶导数不为零,则当N奇数且N+1阶导数为正时,该点为极小值;当N是奇数且N+1阶导数为负时,该点为极大值;如果N是偶数,则该点不是极值。

如果这个函数定义在一个有界区域内,则还要检查局域的边界点。如果函数在定义域内存在不可导点,则这些不可导点也可能是极值点。

求函数的极值时还应当考虑其不可导点,即导数不存在的点。如函数中0处的导数不存在,事实上从图像上也能看出这一点来。而且0就是该函数的一个极小值。

对于多变量函数(多元函数),同样存在在极值点的概念。其定义为:

此外,也有鞍点的概念。

相关

  • 利益冲突利益冲突是指个人或组织涉及不同方面相同的利益时,向自己或与自己相关人士作出偏袒或优待的不当行为。利益冲突通常出现于公职人员或律师身上。如果没有一个完善的利益申报制
  • 脑血管障壁脑血管障壁(英语:blood–brain barrier ,BBB),也称为血脑屏障或血脑障壁,指在血管和脑之间有一种选择性地阻止某些物质由血液进入大脑的“屏障”。19世纪末,保罗·埃尔利希在一个实
  • 本体论论证本体论证明(Ontological argument)是证明上帝存在的一种理论,属于先验性的证明方式。该理论最早由中世纪哲学家伊本·西那和安瑟伦提出。后世的哲学家,包括谢哈布丁·苏哈拉瓦迪
  • 家得宝家得宝(英语:The Home Depot;NYSE:HD)是美国一家家庭装饰品与建材的零售商,总部设于佐治亚州科布县维宁斯市。家得宝雇用超过355,000名员工,经营2,164家大型五金商场,分店遍及美国(包
  • 斯堪的纳维亚半岛斯堪的纳维亚半岛(丹麦语:Skandinaviske halvø,瑞典语:Skandinaviska halvön,挪威语:Den skandinaviske halvøy,芬兰语:Skandinavian niemimaa),位于欧洲西北角,其濒临波罗的海、挪
  • 表面上皮间质肿瘤表面上皮间质肿瘤(英语:Surface epithelial-stromal tumor),是指一类卵巢肿瘤,它可能是良性或恶性肿瘤。这类肿瘤产生于卵巢表面上皮(英语:ovarian surface epithelium)或异常的子宫
  • 暨南大学出版社暨南大学出版社是中华人民共和国的一家出版社,成立于1989年,社址位于广东省广州市,由国务院侨务办公室主管、暨南大学主办。
  • 结构节点结构节点(Joints)是建筑结构系统的主要元素之一。一般而言,构材会受限于生产或运送的最大尺寸,所以将两个以上的固定体连结起来的构件称为结构节点。同时因为节点种类选择性大,有
  • 铁杉var formosana铁杉(学名:Tsuga chinensis),为松科铁杉属下的一个植物种,有一变种台湾铁杉。
  • 贝可莱尔贝可莱尔(Peclers)是一家法国的色彩趋势调查公司,由Dominque Peclers成立于1970年,成立之初将公司定义为风格经纪顾问(Styling Agency),以时装业为主要服务对象。1998年加入了英美