第8章 拉格朗日少女(2/2)
她拿出笔,在草稿纸上轻轻写下:f(x,y)=xy,约束是
x2+y2=1
“我们想在这个圆上找到最大的乘积,那就不能直接对
f(x,y)求导。因为它有约束。”
她一边写一边解释:“所以我们构造一个新的函数,叫拉格朗日函数。”
她写下:l(x,y,λ)=xyλ(x2
+
y2
-
1)
“然后我们分别对
x,y,λ求偏导,让它们等于0,就能解出可能的极值点。”
余南汐说到这里,停顿一下,用笔尖敲了敲λ这个符号。
“这个λ,叫拉格朗日乘子。我们用它来把约束条件整合进目标函数。”
她一边说,一边迅速地在草稿纸上写了三行偏导数:
lx
=
y
2λx
=
0
ly
=
x
2λy
=
0
lλ=(x+
y
1)=
0
楚若然站在旁边,已经完全进入盲人观星状态,只觉得纸上那几串符号在对他嗤笑。
余南汐继续:“这是一个带有圆周约束的最优化问题。目标是让
xy最大或最小,但不能任意取值,x+
y必须等于
1。”
她将解出的偏导方程联立求解,手中笔尖飞快地扫过纸面。
由lx和ly得:
y2x
=
x2y
y=
x
y
=±x
代入约束条件:x+
x=
1
x=
x
=±√
y
=±√
“所以极值点是(√,√),(√,√),(√,√),(√,√),再代入原式算出目标函数值……”
她一边自自语,一边在纸上列出了几组坐标和对应的目标值。
“最大值是
xy
=,最小值是。”
她停下笔,眨了眨眼睛:“唔你听懂了吗?”
楚若然盯着纸面上奇怪的符号和密密麻麻的公式,忽然深吸了口气:“你等会,我开个技能……”
他转过身闭上双眼。几秒后,他的瞳孔里闪烁着一股淡蓝色光晕。
您已激活技能:专注!
……
a