Консультация № 186008
11.05.2012, 18:59
210.47 руб.
11.05.2012, 19:12
0 7 4
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
1) доказать что функция является решением дифференциального уравнения:

x du/dx +y du/dy + z du/dz = u + xy/z

2)найти все вторые частные производные и дифференциалы du и d^2 u(d в квадрате умножить на u)

u = f( xy+z, x^2 + y^2 )

3)произвести замену переменных в дифференциальном уравнении:

(x+z)*dz/dx + (y+z)*dz/dy = x+y+z
u=x+z
v=y+z

4) найти локальные и абсолютные экстремумы для функции:

z= x^2 + xy + y^2 - 3x - 6y






Обсуждение

давно
Профессор
399103
482
11.05.2012, 20:22
общий
это ответ
Здравствуйте, Денис!

4.

Необходимое условие экстремума - равенство нулю частных производных(обращение в ноль дифференциала).
,
.

Система линейная - т.е. экстремум может быть только один. В точке (x,y)=(0,3).
Чтобы убедиться, что это действительно экстремум, надо исследовать гессиан(члены второго порядка в разложении по Тейлору).
,
,
.
Т.е. в окрестности (0,3) z имеет вид
.
Соответствующая квадратичная форма положительно определена(да и по-простому - т.к. уравнение x2 + x + 1 = 0 не имеет решений), потому (0,3) - действительно экстремум. Максимум.
давно
Студент
203041
36
11.05.2012, 23:47
общий
это ответ
Здравствуйте, Денис!

1.
1.docx (19.5 кб)
5
Неизвестный
12.05.2012, 09:09
общий
а что скрыто за троеточиям?
давно
Профессор
323606
198
12.05.2012, 14:13
общий
это ответ
Здравствуйте, Денис!
2. Решение Вы можете загрузить по следующей ссылке

давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
12.05.2012, 15:16
общий
это ответ
Здравствуйте, Денис!
3) Для удобства будем обозначать частные производные индексами. По правилу дифференцирования сложной функции
zx=zuux+zvvx
zy=zuuy+zvvy
Из уравнений замены находим
ux=1+zx
vx=zx
uy=zy
vy=1+zy
Таким образом, получаем систему
zx=zu(1+zx)+zvzx
zy=zuzy+zv(1+zy)
Решая ее относительно zx,zy получаем
zx=zu/(1-zu-zv)
zy=zv/(1-zu-zv)

Складывая уравнения замены находим x+y+2z=u+v ----> x+y+z=u+v-z. Это дает нам уравнение в норвых переменных
u(zu/(1-zu-zv))+v(zv/(1-zu-zv))=u+v-z
Умножая на знаменатель и приводя подобные члены, получим ответ
(2u+v-z)zu+(u+2v-z)zv=u+v-z
давно
Профессор
323606
198
12.05.2012, 15:31
общий
12.05.2012, 15:36
Обращаю Ваше внимание, что в тексте решения 2-ой задачи есть опечатки. В 3-ей строчке сверху, конечно же, имелась в виду функция f(v,w), а в 3-ей строчке снизу dy2 вместо d2y. Прошу прощения за неточность.
давно
Профессор
399103
482
12.05.2012, 17:20
общий
12.05.2012, 17:27
Члены более высоких порядков малости. dx3 и т.п. Это в общем случае. А данном случае функция z - многочлен второй степени, так что эти члены даже равны нулю. Но при ненулевом гессиане это не важно.
Форма ответа