极值

✍ dations ◷ 2025-11-24 05:25:00 #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

  • 幼年特发性关节炎幼年特发性关节炎(英语:juvenile idiopathic arthritis,JIA)是儿童和青少年中最常见的关节炎类型。病名中的“幼年”是指 16 岁之前发病,又被译为“儿童”;“特发性”是指没有明确
  • 原始色素体生物原始色素体生物(Archaeplastida)即泛植物,是真核生物的主要群体。包括红藻、绿藻、陆生植物(有胚植物狭义植物)及少量合称为灰胞藻的生物。除了狭义植物以外,这个组的其他生物只具
  • 聚丙烯腈聚丙烯腈(英文:Polyacrylonitrile,PAN)是由单体的丙烯腈经过自由基聚合反应而得到高分子材料。聚丙烯腈为白色粉末状,密度为1.14-1.15g/cm。常压下,220-300℃时会软化分解。纯聚丙
  • 复演说复演说(英语:Recapitulation theory)是一个由德国生物学家恩斯特·海克尔主张的历史上的假说,称动物胚胎的发育过程,从受精到妊娠和孵化(个体发生学)会经历和该动物远古祖先成年个
  • 照相摄影(英语:photography)是指使用某种专门设备进行影像记录的过程。一般我们使用机械照相机或者数码照相机进行静态图片摄影,静态摄影也会被称为照相。而摄影机(摄像放像机)则可以
  • 大隅号大隅号是一颗在1970年2月11日时由东京大学宇宙航空研究所自鹿儿岛宇宙空间观测所使用L-4S型火箭五号机发射升空的人造卫星大隅五号,也是日本最初的人造卫星。名称取自于发射
  • Trogiomorpha小啮虫亚目(学名:Trogiomorpha)是啮虫目(Psocodea)的七个亚目之一,以霉菌和腐屑为食。小啮虫亚目物种的触角由22到50节组成,有三节跗节。 肛侧板肛门脊柱。小啮虫亚目原来是旧有啮
  • span style=color: white;欧洲联盟公署/span欧洲联盟专门机构(英语:Agencies of the European Union)是欧洲联盟的分权机关,与欧洲联盟机构并不相同。公署的建立是为了完成某项特定目标。各公署均为法人。一些公署的成立是
  • 马努·吉诺比利埃马努埃尔·大卫·“马努”·吉诺比利·马卡里(西班牙语:Emanuel David "Manu" Ginóbili Maccari,1977年7月28日-),已退役阿根廷职业篮球运动员,其NBA生涯效力于圣安东尼奥马刺队
  • V-2火箭V-2火箭是指德国在第二次世界大战中研制的一种短程弹道导弹,也是世界上最早投入实战使用的弹道导弹。其目的在于从欧洲大陆直接准确地打击英国本土目标。因为是人类第一个可