第三章补充:拉格朗日乘子法(B站:中华科技大学-李柏坚)

原视频:28-9 拉格朗日乘数_哔哩哔哩_bilibili

我们现在来介绍一下拉格朗日乘子法的用途:

上图👆是一个三维空间的曲面,我们现在给它一个限制条件,来求它的极值。

如上图👆,假设曲面为,限制条件为平面(注意:这个平面不一定和xy平面垂直哦~),与曲面的交线是一个在空间中的抛物线。那么它会有一个极值(最小值)。那么问题来了,这个极值怎么算?首先,我们要先来了解这个算法。

如上图👆,我们做出了这个曲面的等高线,右侧为等高线的俯视图(即在xy平面上的投影)。那么平面和曲面形成的交线会和等高线在什么地方造成最小值呢?

如下图👇,应该在红色框框这个地方(切线)发生最小值

我们用下面这张图看就更容易理解了👇

绿色线为限制条件在xy平面上的投影(注意:由于平面不一定和xy平面垂直,所以平面与曲面的交线在xy平面上的投影也不一定是直线),而圈圈就是等高线在xy平面上的投影。要想发生极值,那绿色的线就要和圈圈发生相切的情况,而且它们会有共同的切线斜率(即共同的切线)。那么我们就要准备下结论了:绿色线和等高线在切点处,它们法线的向量在方向上是相同或相反的,在数值上是成比例的,即:,这也就是拉格朗日乘子法的公式。

如果你觉得用几何的方式不容易理解,我们也可以用代数的方式,利用连锁率来解释。

由于限制条件为,我们把这里的看作是关于的函数,那么限制条件可写成隐函数的形式:

既然曲面是限制在的情况下,那么曲面函数也可写成:

下面,我们利用连锁率:

例题:

所以,上面题目中的极大值是5,极小值是-5

注意:如果碰到更多的条件,就要扩展出更多的方程式,求出更多的

相关推荐
蓝悦无人机1 小时前
未来科技感的飞行器设计
科技·无人机·飞行器设计
SZ_WSKY1 小时前
拆解微型滑台的“生命周期”:非标自动化产线背后的精度损耗与维护真相
人工智能·科技·机器人·自动化·制造
光锥智能1 小时前
争抢“实时互动”,爱诗科技的世界模型走到哪了
人工智能·科技·实时互动
Mininglamp_27185 小时前
明略科技携手海康机器人亮相世界机器人大会,以“Agent+具身“联合进入商业机器人场景
人工智能·科技·机器人·开源·agent·ai agent
蓝速科技5 小时前
蓝速科技会议电子门牌:重塑对外会务接待新体验
科技
财迅通Ai11 小时前
AI布局全面深化,赤子城科技上半年创新业务收入大幅增长41.2%
人工智能·科技·赤子城科技
陕西企来客15 小时前
2026年8月沣东新城企来客科技是什么?相关信息介绍
科技·沣东新城企来客科技
数字护盾(和中)18 小时前
和中科技剖析 EDR 绕过全链路,AMSI、ETW 规避技术与防御对策
运维·网络·人工智能·科技·安全·web安全
墨_浅-21 小时前
20260825金融科技动向:智能体支付应用自律公约
大数据·科技·金融
蓝速科技1 天前
蓝速科技信创触控终端多芯片统一适配实战指南
科技