Maxima, minima & zadelpunten

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer

Maxima, minima & zadelpunten

Ik heb 2 sommetjes over het uitrekenen van maxima en minima.

Bij de eerste krijg ik bij me determinant 0 uit. Wat dus geen uitsluitsel is of het een zadelpunt, maxima of minima is. Hoe kan ik dan achterhalen of het een zadelpunt, maxima of minima is?

Bij de 2de som maak ik geloof ik een fout in het uitrekenen van de kandidaten, krijg complexe waardes en 't lijkt me niet dat dat de bedoeling was. Helaas zie niet waar ik de mist inga.

Som 1
\(f(x,y) = x^4 + y^4 - 4xy + 4\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial x}} = 4x^3 - 4y\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial y}} = 4y^3 - 4x\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x^2}} = 12x^2 - 4\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial y^2}} = 12y^2 - 4\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x \partial y}} = -4\)
Kandidaten uitrekenen:
\(\frac{{\partial f}}{{\partial x}} = 0 \Rightarrow 4x^3 - 4y = 0 \Leftrightarrow x^3 = y\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial y}} = 0 \Rightarrow 4y^3 - 4x = 0 \Rightarrow 4(x^3)^3 - 4x = 0 \Leftrightarrow 4x(x^8-1) = 0 \Rightarrow x = 0 \vee x = 1 \vee x = -1\)
Dus mijn kandidaten zijn
\(\{(0,0),(1,1),(-1,1)\}\)
\((0,0)\)
geeft:
\(\begin{vmatrix} -4 & -4 \\ -4 & -4 \end{vmatrix} = (-4)\cdot (-4) - (-4)\cdot (-4) = 16 - 16 = 0\)
En wat moet ik nu doen? Hoe weet ik nou of
\((0,0)\)
een zadelpunt, maxima of minima is?

Andere kandidaten uitgewerkt:
\((1,1)\)
geeft:
\(\begin{vmatrix} 8 & -4 \\-4 & 8\end{vmatrix} = 8\cdot 8 - (-4)\cdot (-4) = 48 > 0 \wedge \frac{{\partial^2}}{{\partial x^2}}f(1,1) = 8 > 0 \Rightarrow minimum\)
\((-1,-1)\)
geeft:
\(\begin{vmatrix} 8 & -4 \\-4 & 8\end{vmatrix} = 8\cdot 8 - (-4)\cdot (-4) = 48 > 0 \wedge \frac{{\partial^2}}{{\partial x^2}}f(-1,-1) = 8 > 0 \Rightarrow minimum\)
Som 2
\(f(x,y) = 3xy^2 + x^3 - 3x^2 + 3y^2 - 2\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial x}} = 3y^2 + 3x^2 - 6x\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial y}} = 6xy + 6y\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x^2}} = 6x - 6\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial y^2}} = 6x + 6\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x \partial y}} = 6y\)
Kandidaten uitrekenen:
\(\frac{{\partial f}}{{\partial y}} = 0 \Rightarrow 6y(x+1) = 0 \Rightarrow y = 0 \vee x = -1\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial x}} = 0 \Rightarrow 3y^2 + 3x(x-2) = 0 \Rightarrow \left\{\begin{matrix} 3x(x-2) = 0 \Rightarrow x = 0 \vee x = 2 & \text{if } y = 0 \\ 3y^2 + 9 = 0 \Rightarrow y = -\sqrt{3}i \vee y = \sqrt{3}i & \text{if } x = -1 \end{matrix}\right.\)
Dus mijn kandidaten zouden zijn:
\(\{(0,0),(2,0),(-1,\sqrt{3}i),(-1,-\sqrt{3}i)\}\)
Dus nu mijn vraag kloppen mijn kandidaten? Ik zie nergens een fout zitten namelijk of ik kijk er overeen wat dus denk ik het geval is ;) . Het lijkt me namelijk niet de bedoeling is dat ik complexe getallen krijg.

Berichten: 160

Re: Maxima, minima & zadelpunten

WG- schreef:som 1
\(f(x,y) = x^4 + y^4 - 4xy + 4\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial x}} = 4x^3 - 4y\)
\(\frac{{\partial f}}{{\partial y}} = 4y^3 - 4x\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x^2}} = 12x^2 - 4\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial y^2}} = 12y^2 - 4\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x \partial y}} = -4\)
Beste,

Volgens mij ben je iets te snel geweest bij het berekenen van je 2de partiële afgeleiden:
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x^2}}\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial y^2}}\)
zijn namelijk niet 100% correct denk ik.

Als je de fout vindt en het dan in je discriminant aanpast, dan zul je wel zien dat je discriminant niet meer 0 is ;)
Heb je een passieve computer ?

Dan kan je WSF helpen met het vouwen van eiwitten en zo de ziekten als kanker en dergelijke te bestrijden:



http://www.wetenschapsforum.nl/index.ph ... opic=59270

Berichten: 160

Re: Maxima, minima & zadelpunten

discriminant
Het moet natuurlijk 2 maal 'determinant' zijn.

Bij de tweede som kom ik ook gewoon op dezelfde kritieke punten uit als je

en heb ik geen raad bij aangezien ik ook maar pas met partiële afgeleiden bezig ben ;)
Heb je een passieve computer ?

Dan kan je WSF helpen met het vouwen van eiwitten en zo de ziekten als kanker en dergelijke te bestrijden:



http://www.wetenschapsforum.nl/index.ph ... opic=59270

Re: Maxima, minima & zadelpunten

point schreef:Beste,

Volgens mij ben je iets te snel geweest bij het berekenen van je 2de partiële afgeleiden:
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial x^2}}\)
\(\frac{{\partial^2 f}}{{\partial y^2}}\)
zijn namelijk niet 100% correct denk ik.

Als je de fout vindt en het dan in je discriminant aanpast, dan zul je wel zien dat je discriminant niet meer 0 is ;)
Ah ja bedankt! Zie het hahaha iets te snel geweest daar ja ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Maxima, minima & zadelpunten

Ik vermoed dat je de functie als reële functie moet onderzoeken, dus 3y²+9 heeft dan geen nulpunten. De enige twee (reële) stationaire punten zijn (0,0) en (2,0); je moet geen complexe getallen gebruiken.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Re: Maxima, minima & zadelpunten

Ik vermoed dat je de functie als reële functie moet onderzoeken, dus 3y²+9 heeft dan geen nulpunten. De enige twee (reële) stationaire punten zijn (0,0) en (2,0); je moet geen complexe getallen gebruiken.


Gelijk heb je was even te snel. Bij de opgave staat namelijk dat
\(f:R^2 \to R\)
;)

Re: Maxima, minima & zadelpunten

ps. Ik heb trouwens nog geen antwoord op de eigenlijke vraag. Wat te doen als de determinant 0 is? Waar moet ik dan naar kijken?

Berichten: 4.246

Re: Maxima, minima & zadelpunten

Dan heb je te maken met een bifurcatie.
Quitters never win and winners never quit.

Re: Maxima, minima & zadelpunten

Dan heb je te maken met een bifurcatie.


Ah leuk, moelijk woord voor choas dus als ik even op de wiki kijk. Maar idd laat die uitleg maar zitten dan ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Maxima, minima & zadelpunten

ps. Ik heb trouwens nog geen antwoord op de eigenlijke vraag. Wat te doen als de determinant 0 is? Waar moet ik dan naar kijken?
Dan geeft deze test (op basis van tweede orde partiële afgeleiden) geen uitsluitsel. Je kan tests van hogere orde gebruiken of op andere manieren proberen na te gaan welke de aard van het stationair punt is. Een bifurcatie is volgens mij iets anders...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer