极值

✍ dations ◷ 2025-12-05 21:08:56 #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

  • NAGN-乙酰葡糖胺(GlcNAc;NAG)是葡糖胺的N-乙酰衍生物,分子式C8H15NO6。NAG与NAM为组成细菌细胞壁的单体,与葡糖醛酸为透明质酸的单体。NAG也是甲壳素的聚合单体。细菌疾病 · 科莱
  • 阿尔萨斯-洛林阿尔萨斯-洛林 (德语:Elsaß-Lothringen;法语:Alsace-Lorraine)指的是法国和德国在历史上有过争议的一处地区。此地区本属神圣罗马帝国,自1648年威斯特伐利亚和约后逐渐成为法国领
  • 人间福报《人间福报》是在台湾发行的中文报纸,由佛光山开山宗长释星云于2000年4月1日创刊。为一多元性日报,乃以推动祥和社会、净化人心为职志,以关怀人类福祉、追求世界和平为宗旨,2002
  • 爬行类动物爬行纲(学名:Reptilia)动物通称爬行动物、爬行类、爬虫类,是一类脊椎动物,属于四足总纲的羊膜动物,是包括了龟、蛇、蜥蜴、鳄、鸟类及史前恐龙等物种的通称。本分类过去传统上包含
  • 1951年1951年被中华人民共和国处决的死刑犯列表,旨在列出1951年被中华人民共和国处决的死刑犯。
  • 太浩湖塔霍湖(英语:Lake Tahoe)是一个位于美国加利福尼亚州和内华达州边界上的湖泊,在内华达州首府卡森城以西约10英里,海拔1,897米的地方。它是北美最大的高山湖泊。深501米,是美国第二
  • 史帝文斯湖史帝文斯湖(Lake Stevens)位于美国华盛顿州斯诺霍米什县,围绕着与其同名的湖泊。本市位在马里斯维尔的东南边、斯诺霍米什的北边、埃弗里特的东边。2010年美国人口普查时人口为
  • C-130大力士运输机C-130大力神(Hercules,海格力斯,希腊神话中的英雄)运输机是由美国洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)所研发生产的中型战术运输机,是美国最成功、最长寿(1956年开始服役)和生产最多
  • 京沈客运专线.mw-parser-output .RMbox{box-shadow:0 2px 2px 0 rgba(0,0,0,.14),0 1px 5px 0 rgba(0,0,0,.12),0 3px 1px -2px rgba(0,0,0,.2)}.mw-parser-output .RMinline{float:none
  • 喀尔巴阡山脉原始山毛榉森林和欧洲其他地区古山毛榉森林喀尔巴阡山脉原始山毛榉森林和欧洲其他地区古山毛榉森林(英语:Ancient and Primeval Beech Forests of the Carpathians and Other Regions of Europe)是一组联合国教科文组织