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Forum "Reelle Analysis mehrerer Veränderlichen" - Relative Extrema mit NB
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Relative Extrema mit NB: Frage (reagiert)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 17:53 Fr 07.08.2009
Autor: LowBob

Aufgabe
Bestimmen und Charakterisieren Sie die relativen Extrema der Funktion [mm] f(x;y)=x^2+y^2 [/mm] unter der Nebenbedingung [mm] 2x^2+3y^2=1 [/mm]

Hallo,

ich kenne nur das Lagrange Multiplikatorverfahren um Extrema unter Nebenbedingungen zu ermitteln. Und da kommt bei mir immer nur 0 raus. Und zwar für alles wie man ja auch schon leicht an der Gleichung erkennt.

Hat einer ne Idee??

Danke

LG Bob

        
Bezug
Relative Extrema mit NB: vorrechnen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:02 Fr 07.08.2009
Autor: Loddar

Hallo LowBob!


Was meinst Du bei insgesamt 3 unterschiedlichen Variablen mit "kommt immer Null heraus"? Ich erhalte hier unterschiedliche Lösungen für $x_$ und $y_$ .

Bitte poste Deine Zwischenschritte zur Kontrolle.


Gruß
Loddar


Bezug
                
Bezug
Relative Extrema mit NB: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:36 Fr 07.08.2009
Autor: LowBob

Hallo

Also, wie bereits beschrieben kenne ich nur Lagrange um sowas zu lösen.

HB: [mm] f(x;y)=x^2+y2 [/mm]
NB: [mm] 2x^2+3y^2=1 [/mm] -> [mm] 2x^2+3y^2-1=0 [/mm]

[mm] F(x;y;\lambda)=x^2+y^2+\lambda\*(2x^2+3y^2-1) [/mm]

Partielle Ableitungen

[mm] F_x=2x+4\lambda{x}=0 [/mm]
[mm] F_y=2y+6\lambda{y}=0 [/mm]
[mm] F_\lambda= 2x^2+3y^2-1=0 [/mm]

Und aus denen sollte ich doch jetzt Werte für x und y gewinnen oder?

Ich habe keine Idee mehr wie das funktionieren soll...

Gruß

Bezug
                        
Bezug
Relative Extrema mit NB: ausklammern
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:38 Fr 07.08.2009
Autor: Loddar

Hallo LowBob!


> Also, wie bereits beschrieben kenne ich nur Lagrange um
> sowas zu lösen.

[ok]

  

> HB: [mm]f(x;y)=x^2+y2[/mm]
> NB: [mm]2x^2+3y^2=1[/mm] -> [mm]2x^2+3y^2-1=0[/mm]
>  
> [mm]F(x;y;\lambda)=x^2+y^2+\lambda\*(2x^2+3y^2-1)[/mm]

[ok]

  

> Partielle Ableitungen
>  
> [mm]F_x=2x+4\lambda{x}=0[/mm]
> [mm]F_y=2y+6\lambda{y}=0[/mm]
> [mm]F_\lambda= 2x^2+3y^2-1=0[/mm]

[ok] Klammere nun bei den ersten beiden Ableitungen $2x_$ bzw. $2y_$ aus und löse diese Gleichungen. Die Ergebnisse dann jeweils in die 3. Gleichung einsetzen.


Gruß
Loddar


Bezug
                                
Bezug
Relative Extrema mit NB: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:48 Fr 07.08.2009
Autor: LowBob


> Hallo LowBob!
>  
>
> > Also, wie bereits beschrieben kenne ich nur Lagrange um
> > sowas zu lösen.
>  
> [ok]
>  
>
> > HB: [mm]f(x;y)=x^2+y2[/mm]
>  > NB: [mm]2x^2+3y^2=1[/mm] -> [mm]2x^2+3y^2-1=0[/mm]

>  >  
> > [mm]F(x;y;\lambda)=x^2+y^2+\lambda\*(2x^2+3y^2-1)[/mm]
>  
> [ok]
>  
>
> > Partielle Ableitungen
>  >  
> > [mm]F_x=2x+4\lambda{x}=0[/mm]
>  > [mm]F_y=2y+6\lambda{y}=0[/mm]

>  > [mm]F_\lambda= 2x^2+3y^2-1=0[/mm]

>  
> [ok] Klammere nun bei den ersten beiden Ableitungen [mm]2x_[/mm]
> bzw. [mm]2y_[/mm] aus und löse diese Gleichungen. Die Ergebnisse
> dann jeweils in die 3. Gleichung einsetzen.
>  
>
> Gruß
>  Loddar
>  

Ich glaub ich Stehe auf dem Schlauch...

[mm] 2x(1+2\lambda)=0 [/mm]
[mm] 2y(1+3\lambda)=0 [/mm]
[mm] 2x^2+3y^2-1=0 [/mm]

Und nun? Wie soll ich die Gleichungen lösen? Wenn ich teile wird doch alles 0???

Ich glaube du musst mich heute echt an die Hand nehmen...

Bezug
                                        
Bezug
Relative Extrema mit NB: einsetzen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:58 Fr 07.08.2009
Autor: Loddar

Hallo LowBob!


Die erste Gleichung z.B. wird doch genau dann gleich Null, wenn $x \ = \ 0$ oder [mm] $\lambda [/mm] \ = \ [mm] -\bruch{1}{2}$ [/mm] .

Setze dies nun mal (jeweils getrennt) in die anderen beiden Gleichungen ein.


Gruß
Loddar


Bezug
                                                
Bezug
Relative Extrema mit NB: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:19 Fr 07.08.2009
Autor: LowBob

Hallo Loddar,

auch auf die Gefahr hin mich hier als total unbegabt zu outen...

Wenn ich in die letzte Gleichung x=0 einsetze bekomme ich [mm] y=\wurzel{\bruch{1}{3}} [/mm] Ist das nun ein Extremwert?

Analog für y?

Also  [mm] \lambda [/mm] =-1/3

y=0 -> [mm] x=\wurzel{\bruch{1}{2}} [/mm]

Wenn ich [mm] \lambda [/mm] in die zweite Gleichung einsetze bekomme ich [mm] 2y(1+3\*-0,5)=0 [/mm] -> 2y(-1/2)=0 -> -y=0

Was mir das sagen soll, weiß ich nicht :-(

Und wie Charakterisiere ich die Extrema?

Grüße

Bezug
                                                        
Bezug
Relative Extrema mit NB: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:54 Fr 07.08.2009
Autor: MathePower

Hallo LowBob,

> Hallo Loddar,
>  
> auch auf die Gefahr hin mich hier als total unbegabt zu
> outen...
>  
> Wenn ich in die letzte Gleichung x=0 einsetze bekomme ich
> [mm]y=\wurzel{\bruch{1}{3}}[/mm] Ist das nun ein Extremwert?


Die quadratische Gleichung  [mm]3*y^{2}=1[/mm] hat zwei Lösungen:

[mm]y=\pm\wurzel{\bruch{1}{3}}[/mm]


>  
> Analog für y?
>  
> Also  [mm]\lambda[/mm] =-1/3
>  
> y=0 -> [mm]x=\wurzel{\bruch{1}{2}}[/mm]


Auch hier: [mm]x=\pm\wurzel{\bruch{1}{2}}[/mm]

Das sind jetzt alles Kandidaten für mögliche Extrema.


>  
> Wenn ich [mm]\lambda[/mm] in die zweite Gleichung einsetze bekomme
> ich [mm]2y(1+3\*-0,5)=0[/mm] -> 2y(-1/2)=0 -> -y=0
>  
> Was mir das sagen soll, weiß ich nicht :-(
>  
> Und wie Charakterisiere ich die Extrema?


Die Extrema charakterisierst Du in der Regel über die Hessematrix.

Hier wird allerdings eine Entscheidung über die Funktionswerte zu treffen sein.


Gruss
MathePower

>  
> Grüße

Bezug
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