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
孙严Pay3 小时前
代付业务解析
笔记·科技·计算机网络·其他·微信
极新4 小时前
生数科技商业化总监陈鹤天:视频生成破瓶颈,AI赋能漫剧产业|2025极新AIGC峰会演讲实录
人工智能·科技·aigc
孙严Pay13 小时前
分享三种不同的支付体验,各自有着不同的特点与适用场景。
笔记·科技·计算机网络·其他·微信
XC1314890826718 小时前
法律行业获客,如何用科技手段突破案源瓶颈的实操方法
大数据·人工智能·科技
CES_Asia21 小时前
亚洲科技话语权之争:CES Asia 2026核心展区席位进入收官阶段
大数据·人工智能·科技·物联网·机器人
xfchsjh1 天前
在2025AI体验时代,看深圳河北上海设计公司重新定义数字科技展厅
人工智能·科技·设计·艺术·展厅设计·科技展厅设计·数字展厅设计
雷焰财经1 天前
智能合约引领数字人民币新征程 宇信科技参与共建科技金融新图景
科技·金融·智能合约
MicroTech20251 天前
微算法科技(NASDAQ :MLGO)探索基于盲量子计算的安全多方量子计算数据隐私保护
科技·安全·量子计算
雷焰财经1 天前
智能合约破解“砖头逻辑”:宇信科技解读数字人民币如何重塑科技金融
科技·金融·智能合约
鸿途优学-UU教育1 天前
2025搜狐教育年度盛典|UU教育CEO彭普杰:成人学习不止于知识传递,科技赋能背后更需温度守护
科技·学习