Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

МЕТОД ЛАГРАНЖА РЕШЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ

Макаркин В.М. 1 Апайчева Л.А. 1
1 Нижнекамский химико-технологический институт
1. Бутузов В.Ф., Крутицкий Н.Ч., Медведев Г.Н., Шишкин А.А. Математический анализ в вопросах и задачах: Уч. пособие / Под ред. В.Ф. Бутузова, 6-е изд., испр. – СПб.: Лань, 2008. – С. 261 – 264.

Развитие областей науки и техники существенно зависят от развития различных направлений математики. В настоящее время математика становится средством решения проблем организации производства, помогает в поиске оптимальных решений, что содействует повышению производительности труда.

Многие прикладные задачи сводятся к исследованию функции на экстремум. В частности, в экономической теории задача математического программирования часто сводится к задаче на условный экстремум. Одним из наиболее удобных способов поиска экстремума функции при наличии ограничений на ее переменные, т.е. решения задачи условной оптимизации, является метод множителей Лагранжа. Основное практическое значение метода Лагранжа заключается в том, что он позволяет перейти от условной оптимизации к безусловной.

Ниже рассматривается задача о нахождении условного экстремума функции нескольких переменных.

Задача. Найти наименьшее значение выражения bezse229.wmf при условии связи

bezse230.wmf.

Решение будем искать методом множителей Лагранжа. Функция Лагранжа в этом случае принимает вид:

bezse231.wmf

Для нахождения стационарных точек составляем систему уравнений:

bezse232.wmf (1)

Складывая первое уравнение системы (1) со вторым, а третье уравнение – с четвертым, получаем следующую систему:

bezse233.wmf (2)

Отсюда имеем:

bezse234.wmf (3)

Из системы (3), выражая l:

bezse235.wmf, bezse236.wmf,

получаем соотношение

bezse237.wmf.

Отсюда имеем

bezse238.wmf. (4)

Подставляя соотношение (4) в третье уравнение системы (3), находим:

bezse239.wmf, bezse240.wmf.

Далее из системы (3) получаем два решения системы (1):

bezse241.wmf

bezse242.wmf

bezse243.wmf

bezse244.wmf

Поскольку bezse245.wmf, то при bezse246.wmf имеем bezse247.wmf и M1 является точкой условного максимума, при bezse248.wmf получаем bezse249.wmf и M2 – точка условного минимума. Итак, минимальное значение выражения bezse250.wmf.


Библиографическая ссылка

Макаркин В.М., Апайчева Л.А. МЕТОД ЛАГРАНЖА РЕШЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 3-3. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14992 (дата обращения: 07.12.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674