Trên 2 cạnh OA OC , (bỏ các điểmO A C , , ) thì
hàm số không có điểm dừng.
• Trên cạnh : , 0
2 2
AB x y , ta có:
z y y 1 sin cos
P là điểm dừng và z P ( ) 1 2 1 .
39 trang |
Chia sẻ: nguyenlam99 | Lượt xem: 903 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Toán cao cấp A1 - Bài 1: Khái niệm cơ bản, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1/25/2013
1
Chương 1. HÀM SỐ NHIỀU BIẾN SỐ
Bài 1. Khái niệm cơ bản
Bài 2. Đạo hàm riêng – Vi phân
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Bài 1. Khái niệm cơ bản
1.1. Các định nghĩa
1.2. Giới hạn của hàm hai biến số
Chương 1. HÀM SỐ NHIỀU BIẾN SỐ
1.3. Hàm số liên tục
1.1. Các định nghĩa
Bài 1. Khái niệm cơ bản
a) Miền phẳng
D
D
Bài 1. Khái niệm cơ bản
Miền đóng
D
D
D D D
1/25/2013
2
Bài 1. Khái niệm cơ bản
Miền mở
D
\D D D
D
Bài 1. Khái niệm cơ bản
Miền đơn liên
D
D
Bài 1. Khái niệm cơ bản
D
Miền đa liên
1 2 3D C C C
1C
2C 3C
Bài 1. Khái niệm cơ bản
D•
•
Miền liên thông
1/25/2013
3
Bài 1. Khái niệm cơ bản
D
Miền không liên thông
Bài 1. Khái niệm cơ bản
b) Lân cận của một điểm trong mặt phẳng
• M0
ε
S(M0,ε)
0 0( , ) ( , )M S M d M M
Bài 1. Khái niệm cơ bản
• M0ε
H(M0,ε)
0
0
0
| |
( , ) ( , )
| |
x x
M x y H M
y y
Bài 1. Khái niệm cơ bản
• M1
• M2
• M3
Điểm trong Điểm ngoài
Điểm biên
D
D
1/25/2013
4
Bài 1. Khái niệm cơ bản
d) Hàm số hai biến số
2:f D
( , )( ) ., zy f yD xx
• Tập 2D được gọi là miền xác định (MXĐ)
của hàm số ( , )f x y , ký hiệu là fD .
2{( , ) | ( , ) }fD x y f x y
Bài 1. Khái niệm cơ bản
• ( , )z f x y được gọi là giá trị của hàm số tại ( , )x y .
0 0 0( , ) ( )z f x y f M
zO
0y
0xO
0 0( , )M x y•
x
y
•
0z
Bài 1. Khái niệm cơ bản
O
x
y
z
b
Đồ thị của hàm số z = f(x,y)
D
• N(a,b,c)
• Ma
( ) ( , )f M a cf b S
{( , , ( )) | ( , ) }S x y f M M x y D
Bài 1. Khái niệm cơ bản
VD 1
• Hàm số 2( , ) 3 cosf x y x y xy có 2fD .
• Hàm số 2 24z x y có MXĐ là hình tròn
đóng tâm (0; 0)O , bán kính 2R .
Vì 2 2( , ) 4 0zM x y D x y
2 2 4x y .
1/25/2013
5
Bài 1. Khái niệm cơ bản
• Hàm số 2 2ln(4 )z x y có MXĐ là hình tròn
mở tâm (0; 0)O , bán kính 2R .
Vì 2 2( , ) 4 0zM x y D x y
2 2 4x y .
Bài 1. Khái niệm cơ bản
• Hàm số ( , ) ln(2 3)z f x y x y có MXĐ là
nửa mp mở có biên : 2 3 0d x y , không
chứa O .
2 3 0x y
O x
y
d
2 3 0x y
Bài 1. Khái niệm cơ bản
1.2. Giới hạn của hàm số hai biến số
a) Điểm tụ
• M0
• Mn
•
•
•
•
••
•
•
•
•••
••••••••••
VD. (0, 0)O là điểm tụ của dãy điểm
2
1 1
,nM n n
.
Bài 1. Khái niệm cơ bản
b) Định nghĩa giới hạn bội
• Điểm 0 0 0( , )M x y được gọi là giới hạn của dãy
điểm ( , ), 1,2,...n n nM x y n nếu 0 0 0( , )M x y là
điểm tụ duy nhất của dãy.
Ký hiệu là:
0lim nn
M M
hay 0
n
nM M
.
1/25/2013
6
Bài 1. Khái niệm cơ bản
• Hàm số ( , )f x y có giới hạn là { }L khi
0
n
nM M
nếu lim ( , )n nn
f x y L
.
Ký hiệu là
0
lim ( )
M M
L f M
0 0
0
0( , ) ( , )
lim ( , ).lim ( , )
x y x y x x
y y
f x y f x y
Bài 1. Khái niệm cơ bản
D
D
••
O
x
y
zO
( )
L
0M
M
f
•
Bài 1. Khái niệm cơ bản
O x
y
• M0
• M
z
• L
• ( )f M
Bài 1. Khái niệm cơ bản
VD 2.
2
2( , ) (1, 1)
2 3 1 3
lim
23x y
x y x
xy
.
1/25/2013
7
Bài 1. Khái niệm cơ bản
VD 3. Tìm
( , ) (0,0)
lim ( , )
x y
f x y ,
2 2
( , )
xy
f x y
x y
.
Giải.
0
0
2 2 2
0 ( , ) 0.
x
yxy xy
f x y x
x y y
Vậy
( , ) (0,0)
lim ( , ) 0
x y
f x y .
Bài 1. Khái niệm cơ bản
Nhận xét
O x
y
• M
•
M0
r0
y y
0x x 0
0
cos
sin
x x r
y y r
0 0M M r
Bài 1. Khái niệm cơ bản
VD 4. Tìm
2 2
2 2( , ) (0,0)
sin( )
lim
x y
x y
x y
.
Giải. Đặt cos , sinx r y r , ta có:
2 2 2
2 2 2( , ) (0,0) 0
sin( ) sin
lim lim 1
x y r
x y r
x y r
.
Bài 1. Khái niệm cơ bản
VD 5. Cho hàm số
2 2
2
( , )
xy
f x y
x y
.
Chứng tỏ rằng
( , ) (0,0)
lim ( , )
x y
f x y không tồn tại.
Giải. Đặt cos , sinx r y r , ta có:
2
2( , ) (0,0) 0
sin2
lim ( , ) lim sin2
x y r
r
f x y
r
.
Do giới hạn phụ thuộc vào nên không duy nhất.
Vậy
( , ) (0,0)
lim ( , )
x y
f x y không tồn tại.
1/25/2013
8
Bài 1. Khái niệm cơ bản
c) Giới hạn lặp
Giới hạn theo từng biến khi dãy điểm ( , )n n nM x y
dần đến 0M của ( , )f x y được gọi là giới hạn lặp.
• Khi 0x x trước, 0y y sau thì ta viết
00
lim ( , )lim
x xy y
f x y
• Khi 0y y trước, 0x x sau thì ta viết
00
lim ( , )lim
y yx x
f x y
Bài 1. Khái niệm cơ bản
Chú ý
• Nếu
0 0 0 0
lim lim ( , ) lim lim ( , )
y y x x x x y y
f x y f x y
thì không
tồn tại
0 0( , ) ( , )
lim ( , )
x y x y
f x y
.
• Sự tồn tại giới hạn lặp không kéo theo sự tồn tại
của giới hạn bội.
Bài 1. Khái niệm cơ bản
VD 6. Xét hàm số
2 2
2 2
sin sin
( , )
x y
f x y
x y
.
Ta có:
2
20 0 0
sin
lim lim ( , ) lim 1
y x y
y
f x y
y
,
2
20 0 0
sin
lim lim ( , ) lim 1
x y x
x
f x y
x
.
Vậy
0 0 0 0
lim lim ( , ) lim lim ( , )
y x x y
f x y f x y .
Bài 1. Khái niệm cơ bản
1.3. Hàm số liên tục
• Hàm số ( , )f x y liên tục tại 20 0 0( , )M x y D
nếu
0 0
0 0( , ) ( , )
lim ( , ) ( , )
x y x y
f x y f x y
• Hàm số ( , )f x y liên tục trên tập 2D nếu nó
liên tục tại mọi điểm thuộc D .
1/25/2013
9
Bài 1. Khái niệm cơ bản
Chú ý
Hàm số ( , )f x y liên tục trên miền đóng giới nội D
thì nó đạt giá trị lớn nhất (max) và nhỏ nhất (min)
trên D .
Bài 1. Khái niệm cơ bản
VD 7. Xét sự liên tục của
2 2
2 2
sin sin
( , )
x y
f x y
x y
.
Giải
• Với ( , ) (0, 0)x y thì hàm số ( , )f x y xác định
nên liên tục.
• Tại (0, 0) thì
( , ) (0,0)
lim ( , )
x y
f x y
không tồn tại.
Vậy hàm số ( , )f x y liên tục trên 2 \ {(0, 0)}.
.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.1. Đạo hàm riêng
2.2. Vi phân
Chương 1. HÀM SỐ NHIỀU BIẾN SỐ
2.3. Đạo hàm của hàm số hợp
2.4. Đạo hàm của hàm số ẩn
2.5. Đạo hàm theo hướng
2.1. Đạo hàm riêng
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.1.1. Đạo hàm riêng cấp 1
Cho hàm số ( , )f x y xác định trên miền mở 2D
chứa điểm 0 0 0( , )M x y .
Cố định 0y , nếu hàm số 0( , )f x y có đạo hàm tại 0x
thì ta gọi đạo hàm đó là đạo hàm riêng theo biến x
của hàm số ( , )f x y tại 0 0( , )x y , ký hiệu là:
0 0( , )xf x y hay 0 0( , )
f
x y
x
hay 0 0( , )xf x y .
1/25/2013
10
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Vậy
0
0
0
000
0
( , ) ( , )
( , ) limx x x
f x f x
f x
x
y y
y
x
Tương tự, đạo hàm riêng theo biến y tại 0 0( , )x y là
0
0
0
0
0 0
0
( , ) ( , )
( , ) limy y y
f y f y
y
x x
xf y
y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Chú ý
• Nếu ( )f x là hàm số một biến x thì
( ) ( )
d
f x f x
dx
.
• Hàm số nhiều hơn hai biến có định nghĩa tương tự.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Ý nghĩa
O
x
y
z
• M(a,b)
•
( , )z f x y
y b ( , )xf a b
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Ý nghĩa
O
x
y
z
•
M(a,b)
•
( , )z f x y
x a
( , )yf a b
1/25/2013
11
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 1. Tính các đạo hàm riêng của hàm số
4 3 2 3( , ) 3 2 3f x y x x y y xy tại ( 1; 2) .
Giải
3 2 2( , ) 4 9 3xf x y x x y y
( 1, 2) 46.xf
3 2( , ) 6 6 3 ( 1, 2) 39.y yf x y x y y x f
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 2. Tính các đạo hàm riêng của hàm số
2
2 2
1
ln
1
x
z
x y
.
Giải . Ta có
2 2 2
2 2 2
1 1
.
1 1
x
x
x x y
z
x y x
2
2 2 2
2
( 1)( 1)
xy
x x y
,
2 2
2
1
y
y
z
x y
.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Cách khác
Ta có 2 2 2ln( 1) ln( 1)z x x y .
Suy ra
2 2 2
2 2
1 1
x
x x
z
x x y
2
2 2 2
2
( 1)( 1)
xy
x x y
.
2 2
2
1
y
y
z
x y
.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 3. Tính các đạo hàm riêng của hàm số
( , ) ln
x y
f x y
x y
tại (2; 1) .
Giải
( , ) .x
x
x y x y
f x y
x y x y
2 2
2y
x y
2
(2, 1)
3x
f .
1 1 4
(2, 1)
2 ( 1) 2 1 3y
f
.
1/25/2013
12
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 4. Cho hàm số 2 2 2( , , )f x y z x y z .
Tính 2 2 2( ) ( ) ( )
x y z
f f f .
Giải. Ta có
2
2
2 2 22 2 2
2
( )
2
x x
x x
f f
x y zx y z
.
Tương tự
2 2
2 2
2 2 2 2 2 2
( ) , ( )y z
y z
f f
x y z x y z
.
Vậy 2 2 2( ) ( ) ( ) 1
x y z
f f f .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.1.2. Đạo hàm riêng cấp cao
• Các đạo hàm riêng (nếu có) của các hàm số
( , )xf x y , ( , )yf x y được gọi là các đạo hàm riêng
cấp hai của hàm số ( , )f x y .
Ký hiệu:
2
2
2xx xxx
f
f f
x x
f
f
x
2
2
2yy yyy
f
f f
y y
f
f
y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.1.2. Đạo hàm riêng cấp cao
Ký hiệu:
2
x yxy xy
f
f
y x
f
f f
y x
2
y xyx yx
f
f
x y
f
f f
x y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
• Hàm số nhiều hơn 2 biến và đạo hàm riêng cấp
cao hơn 2 có định nghĩa tương tự.
VD. 3 32 2
( )5 ( , ) (((( ( , )) ) ) ) ( ( , ))
x x y y yx y x y
f x y f x y f x y ;
2 2 2 2
(6) ( , , ) ((( ( , , )) ) )
y xx yxz x z
f x y z f x y z .
1/25/2013
13
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Sơ đồ
( , )f x y
xf
yf
2x
f
xyf
2y
f
yxf
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 5. Tính các đạo hàm riêng cấp hai của hàm số
3 2 3 4( , ) yf x y x e x y y tại ( 1; 1).
Giải. Ta có
2 3
3 2 2 3
3 2
3 4
y
x
y
y
f x e xy
f x e x y y
2
2
3
2
2
2
2
2
3 2
6 2
3 6
6 1
3 6
2
y
x
y
xy
y
y
y
y
xf
f xe y
f x e
x e x
xy
f x e x y
y
y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 5. Tính các đạo hàm riêng cấp hai của hàm số
3 2 3 4( , ) yf x y x e x y y tại ( 1; 1).
2
2
( 1, 1) 6 2
( 1, 1) ( 1, 1) 3 6
( 1, 1) 6.
x
xy yx
y
f e
f f e
f e
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
• Định lý Schwarz
Nếu hàm số ( , )f x y có các đạo hàm riêng xyf và
yxf liên tục trong miền mở
2D thì xy yxf f .
1/25/2013
14
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Hermann Amandus Schwarz
(1843 – 1921)
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Bài tập. Cho ( , )u u x y , ( , )v v x y thỏa
2
2 .
y u xv
x v yu
Tính (1; 1)
x
u và (1; 1)
y
v biết (1; 1) 0u , (1; 1) 1v .
Hướng dẫn. Đạo hàm từng phương trình theo x :
0 2 .
1 2 . .
x x
x x
u u v xv
v v yu
Thay 1, 1, 0, 1x y u v vào hệ (1; 1)
x
u .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.2. VI PHÂN
a) Số gia của hàm số
2.2.1. Vi phân cấp 1
Cho hàm số ( , )f x y xác định trong một lân cận của
điểm
0 0 0
( , )M x y .
Cho x một số gia x và y một số gia y , khi đó
hàm ( , )f x y có tương ứng số gia
0 0 0 0 0 0
( , ) ( , ) ( , )f x y f x x y y f x y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
b) Định nghĩa
Giả sử hàm số ( , )f x y có các đạo hàm riêng
0 0
( , )
x
f x y và
0 0
( , )
y
f x y liên tục, khi đó ta có:
0 0 0 0
0
( , ) ( , )
lim
x
f x x y y f x y y
x
0 0
( , ).
x
f x y
1/25/2013
15
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Nghĩa là, khi 0x thì tồn tại VCB
1
sao cho
0 0 0 0
( , ) ( , )f x x y y f x y y
0 0 1
( , )
x
f x y x x .
Tương tự, khi 0y thì tồn tại VCB
2
sao cho
0 0 0 0 0 0 2
( , ) ( , ) ( , )
y
f x y y f x y f x y y y .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Suy ra, khi 0x và 0y thì tồn tại hai
VCB
1
,
2
sao cho
0 0 0 0 0 0
( , ) [ ( , ) ( , )]f x y f x x y y f x y y
0 0 0 0
[ ( , ) ( , )]f x y y f x y
0 0 0 0 1 2
( , ) ( , )
x y
f x y x f x y y x y ( ) .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Nếu khi 0x và 0y mà
0 0
( , )f x y có thể
viết được dưới dạng ( ) thì ta nói hàm số ( , )f x y
khả vi tại điểm
0 0 0
( , )M x y .
Đại lượng
0 0 0 0
( , ) ( , )
x y
f x y x f x y y , ký hiệu
0 0
( , )df x y , được gọi là vi phân của hàm số ( , )f x y
tại điểm
0 0 0
( , )M x y .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Nhận xét
Xét hàm ( , )f x y x , ta có:
( , ) ( ) . ( ) .
x y
df x y x x x y dx x .
Tương tự, dy y .
Vậy, tổng quát ta có
( , ) ( , ) ( , )
x y
df x y f x y dx f x y dy
1/25/2013
16
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
O
x
y
z
•
M
•
x
• M0
•
y
z
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
• Vi phân của hàm nhiều hơn hai biến số
có định nghĩa tương tự, chẳng hạn
( , , ) ( , , ) ( , , ) ( , , )
x y z
df x y z f x y z dx f x y z dy f x y z dz
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 8. Tính (1, )dz của hàm số
2 2cos( )y xz e x y .
Giải.
2 2 2( , ) 2 [cos( ) sin( )]y xxz x y xe x y y x y
1(1, ) 2xz e
,
2 2 2 2( , ) [cos( ) sin( )]y x
y
z x y e x y x x y
1(1, )
y
z e .
Vậy 1(2 )dz e dx dy .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 9. Cho hàm số 2 5 3 3( , , ) x yf x y z x y z e .
Tính (2, 1, 1)df .
Giải.
5 3 3
2 4 3 3
2 5 2
( , , ) 2
( , , ) 5 3
( , , ) 3
x y
x
x y
y
z
f x y z xy z e
f x y z x y z e
f x y z x y z
5
5
(2, 1, 1) 4
(2, 1, 1) 20 3
(2, 1, 1) 12
x
y
z
f e
f e
f
.
Vậy
5 5(2, 1, 1) (4 ) (3 20) 12df e dx e dy dz .
1/25/2013
17
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
a) Vi phân cấp 2
2.2.2. VI PHÂN CẤP CAO
Vi phân của hàm ( , )df x y được gọi là vi phân cấp 2
của hàm số ( , )f x y .
Ký hiệu và công thức:
2 2
2 2 2( ) 2 xyx yd f d df f dx f dxdy f dy
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Chú ý
Nếu ,x y là các biến không độc lập (biến trung gian)
( , )x x , ( , )y y thì công thức trên không
còn đúng nữa. Sau đây ta chỉ xét trường hợp ,x y
độc lập.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 10. Cho hàm số 2 3 2 3 5( , ) 3f x y x y xy x y .
Tính vi phân cấp hai 2 (2, 1)d f .
Giải. Ta có
3 2 2 5
2 2 3 4
( , ) 2 9
( , ) 3 2 15
x
y
f x y xy y x y
f x y x y xy x y
2
2
3 5
2 2 4
2 3 3
( , ) 2 18
( , ) 6 +2 45
( , ) 6 +2 60
x
xy
y
f x y y xy
f x y xy y x y
f x y x y x x y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 10. Cho hàm số 2 3 2 3 5( , ) 3f x y x y xy x y .
Tính vi phân cấp hai 2 (2, 1)d f .
2
2
(2, 1) 34
(2, 1) 170
(2, 1) 460.
x
xy
y
f
f
f
Vậy 2 2 2(2, 1) 34 340 460d f dx dxdy dy .
1/25/2013
18
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 11. Tính vi phân cấp 2 của hàm 2sin( )z xy .
Giải. Ta có
2 2
2
( , ) cos( )
( , ) 2 cos( )
x
y
z x y y xy
z x y xy xy
2
2
4 2
2 3 2
2 2 2 2
( , ) sin( )
( , ) 2 cos( ) 2 sin( )
( , ) 2 cos( ) 4 sin( )
x
xy
y
z x y y xy
z x y y xy xy xy
z x y x xy x y xy
2 ( , ) ...d z x y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
b) Vi phân cấp n
( )
0
( )
0
k
n
k
k
n
k
n
k
x
n k
x
nn k n k
n y
k
n
nk k
n y
k
d f C f dy
C
x
f dy
d
dx
trong đó:
0
( ) ( )
n n
n n
x y x
f f , 0
( ) ( )
n n
n n
x y y
f f ,
0n ndx dy dx , 0 n ndx dy dy .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Đặc biệt
3 2 2 3
3 3 2 2 33 3
x x y xy y
d f f dx f dx dy f dxdy f dy
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 12. Tính vi phân cấp 3 của hàm 3 2( , )f x y x y .
Giải. Ta có:
2 3
2 2 2 23 6 6
x x x
f x y f xy f y ,
2 2
2 2 23 6 12
x x x y
f x y f xy f xy ,
2
2 2 2 23 6 6
x xy xy
f x y f x y f x ,
3 0yf
.
Vậy 3 2 3 2 2 26 36 18d f y dx xydx dy x dxdy .
1/25/2013
19
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 13. Tính vi phân
3d z của hàm 2 cos3xz e y .
Giải. Ta có:
3 2 2 3
3 3 2 2 33 3
x x y xy y
d z z dx z dx dy z dxdy z dy
2 3 2 28 cos3 36 sin3x xe ydx e ydx dy
2 2 2 354 cos 3 27 sin 3x xe ydxdy e ydy .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 14. Tính vi phân 10d f của hàm 3 2( , ) yf x y x e .
Đáp số.
10 10 3 2 10 9 2 2 92 3.10.2y yd f x e dy x e dxdy
8 2 2 8 7 2 3 76.45.2 6.240.2y yxe dx dy e dx dy .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.3. Đạo hàm của hàm số hợp
2.3.1. Hàm hợp với một biến độc lập
Cho ( , )f x y là hàm khả vi đối với ,x y và ,x y là
những hàm khả vi đối với biến độc lập t .
Khi đó, hàm hợp của biến t là ( ) ( ( ), ( ))t f x t y t
khả vi và
( ) ( ) ( , ). ( ) ( , ). ( )x y
d
t t f x y x t f x y y t
dt
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Đặc biệt, nếu ( ) ( , ( ))x f x y x thì
( ) ( ) ( , ) ( , ). ( )x y
d
x x f x y f x y y x
dx
1/25/2013
20
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 15. Tính ( )t , biết ( ) ( ( ), ( ))t f x t y t trong đó
2( , )f x y x y và 23 , sinx t t y t .
Giải. 2 2 2( ) ( ) .(3 ) ( ) .(sin )x yt x y t t x y t
22 (6 1) cosxy t x t
2 2 22(3 )sin .(6 1) (3 ) cost t t t t t t .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Ta có thể tính trực tiếp như sau:
2 2( ) (3 ) sint t t t
2 2 2( ) 2(3 )(6 1)sin (3 ) cost t t t t t t t .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 16. Tính ( )x , biết ( ) ( , ( ))x f x y x trong đó
2 2( , ) ln( )f x y x y và 2siny x .
Giải
2 2 2 2 2( ) [ln( )] [ln( )] .(sin )x yx x y x y x
3
2 2 2 2 2 4
2 2 sin2 2 4 cos sin
sin
x y x x x x
x y x y x x
.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Ta có thể tính trực tiếp như sau:
3
2 4
2 4
2 4 cos sin
( ) [ln( sin )]
sin
x x x
x x x
x x
.
1/25/2013
21
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.3.2. Đạo hàm riêng của hàm hợp
với hai biến độc lập
Cho ( , )f x y là hàm khả vi đối với ,x y và ,x y là
những hàm khả vi đối với hai biến độc lập , .
Khi đó, hàm ( , ) ( ( , ), ( , ))f x y khả vi và
( , ) ( , ). ( , ) ( , ). ( , )
( , ) ( , ). ( , ) ( , ). ( , )
x y
x y
f x y x f x y y
f x y x f x y y
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Tương tự, ( , ) ( ( , ), ( , ), ( , ))U r s f x r s y r s z r s thì
. . .
. . .
U f x f y f z
x y z
U f x f
r r r r
s s
y f z
x y zs s
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 17. Cho ( , ) ( ( , ), ( , ))f x y trong đó
2( , )f x y x y , 2 3,x e y . Tính ( , ) .
Giải. 2 2 2 3( , ) ( ) .( ) ( ) .( )x yx y e x y
2 32 .2 .xy e x 4 3 25 e .
Cách khác. 2 2 3 5 3 2( , ) ( )e e
4 3 2( , ) 5 e .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Bài tập. Tính
U
r
,
U
s
với sin
y
U z
x
trong đó
23 2x r s , 34 2y s , 2 22 3z r s .
1/25/2013
22
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.4.1. Đạo hàm của hàm số ẩn một biến
2.4. Đạo hàm của hàm số ẩn
Hàm ( )y x xác định trên
y
D thỏa phương
trình ( , ( )) 0,
y
F x y x x D D ( ) được gọi là
hàm số ẩn một biến xác định bởi ( ) .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Giả sử các hàm số ở trên đều khả vi, đạo hàm 2 vế
của ( ) theo biến x ta được . ( ) 0
x y
F F y x .
Giả sử 0
y
F , vậy ta có:
( ) x
y
F
y x
F
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 18. Tính hệ số góc tiếp tuyến tại điểm ( ; 3)M a
( 5)a nằm trên đường conic có phương trình
2 2( ) : 8 15 24 16 30 1 0C x y xy x y .
Giải. ( ) 7 (7; 3)M C a M .
2 28 15 24 16 30 1F x y xy x y
16 24 16
30 24 30
x
y
F x y
F y x
16 24 16 1
( ) (7)
30 24 30 2
x y
y x y
y x
.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Cách khác
Đạo hàm theo biến x , ta được:
16 30 24( ) 16 30 0x yy y xy y .
Thay 7x và 3y ta có kết quả.
1/25/2013
23
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.4.2. Đạo hàm của hàm số ẩn hai biến
Hàm ( , )z x y xác định trên 2
z
D thỏa phg trình
( , , ( , )) 0, ( , )
z
F x y z x y x y D D ( ) được gọi
là hàm số ẩn hai biến xác định bởi ( ) .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Giả sử các hàm số ở trên đều khả vi, đạo hàm
riêng 2 vế của ( ) lần lượt theo x và y ta được:
. 0, . 0
x z x y z y
F F z F F z .
Giả sử 0
z
F , vậy ta có:
, y
x
z
x
y
z
FF
z z
F F
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 19. Cho hàm ẩn ( , )z x y thỏa phương trình
cos( )xyz x y z . Tính ,
x y
z z .
Giải. Ta có ( , , ) cos( )F x y z xyz x y z
sin( )
sin( )
sin( ).
x
y
z
F yz x y z
F xz x y z
F xy x y z
Vậy
sin( )
sin( )x
yz x y z
z
xy x y z
,
sin( )
sin( )y
xz x y z
z
xy x y z
.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 20. Cho hàm ẩn ( , )z x y thỏa phg trình mặt cầu
2 2 2 2 4 6 2 0x y z x y z . Tính
y
z .
Giải. Ta có 2 2 2 2 4 6 2F x y z x y z
2 4 2
2 6 3
y
y
z
F y y
z
F z z
.
1/25/2013
24
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 21. Tìm hệ số góc tiếp tuyến tại điểm (3;4;5)M
nằm trên mặt nón 2 2z x y , biết tiếp tuyến
nằm trong mặt phẳng 4y .
Giải. Ta có
2 2
( , )
x
x
z x y
x y
.
Vậy hệ số góc là
3
(3, 4)
5x
z .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.5.1. Hàm vector
2.5. Đạo hàm theo hướng – Vector gradient
• Ánh xạ
: nr T
1 2
( ) ( ( ), ( ),..., ( ))
n
t r t x t x t x t
được gọi là một hàm vector.
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
• Giới hạn
0 0
lim ( ) lim ( ) 0
t t t t
r t v r t v
• Đạo hàm
1 2( ) ( ( ), ( ),..., ( ))nr t x t x t x t
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
0( )r t
•
O
M0
•
M
•
0( )r t t
Tốc đồ
0( )r t
1/25/2013
25
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
a) Định nghĩa
2.5.2. Đạo hàm theo hướng
•
M0
v
( , , )f x y z xác định
M
•
r
00
0
( ) ( )
( ) limv
r
f M f M
f M
r
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
b) Cosin chỉ phương
Gọi , , lần lượt là góc tạo bởi ( , , )x y zv v v v
khác 0
với
, ,i j k . Khi đó cos , cos , cos được
gọi là các cosin chỉ phương của
v và:
cos , cos , cos
| | | | | |
yx z
vv v
v v v
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
0 0 0
0 0 0 0( ) ( ( ), ( ), ( )
( )cos (
)
)cos ( )cos
, ,
| | | | | |
yx
x z
v
y
z
x y z
vv v
f M f M f M f M
v v v
f M f M f M
Vậy ta có:
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
2.5.3. Vector gradient
0 0 0 0( ) ( ), ( ), ( )x y zf M f M f M f M
0 0( ) ( ). | |v
v
f M f M
v
Vậy ta có:
1/25/2013
26
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Ý nghĩa
( ) : ( , ) 0C f x y
•
M
( )n f M
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
( ) : ( , , ) 0S f x y z
•
M
( )n f M
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 22. Cho hàm 2 2 2( , , )f x y z x y z và
vector
(1; 2; 2)v .
Tính ( ), ( )vf M f M tại (0; 4; 3)M .
Giải. Ta có:
4 3
( ) 0, ( ) , ( )
5 5x y z
f M f M f M .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
Mặt khác
1 2 2
(1; 2; 2) ; ;
| | 5 5 5
v
v
v
.
Vậy
4 3
( ) 0; ;
5 5
f M và
2
( ) ( ).
| | 15v
v
f M f M
v
.
1/25/2013
27
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 23. Trong mặt phẳng, cho đường cong
2 2( ) : 3 2 1 0C x y xy y .
Viết pttt với ( )C tại (1; 1)M .
Giải. Ta có 2 2( , ) 3 2 1f x y x y xy y
( ) 5
x
f M , ( ) 1 (5; 1)
y
f M n
.
Vậy : 5 4 0x y .
Bài 2. Đạo hàm – Vi phân
VD 24. Trong không gian, cho mặt parabolic eliptic
2
2( ) : 2
4
x
S z y .
Viết pt tiếp diện ( )P với ( )S tại (2; 3; 8)M .
Giải. Ta có 2 2( , , ) 4 4 8f x y z x y z
( ) 4
x
f M , ( ) 24
y
f M , ( ) 4
z
f M
( )
(1; 6; 1)
P
n
.
Vậy ( ) : 6 12 0P x y z .
.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
3.1. Định nghĩa
Chương 1. HÀM SỐ NHIỀU BIẾN SỐ
3.2. Cực trị tự do
3.3. Cực trị có điều kiện
3.4. Cực trị toàn cục (max – min)
3.1. Định nghĩa
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Xem bài giảng!
1/25/2013
28
Cực trị tự do
O
x
y
z
S
( , )z f x y
Điểm cực đại
•
•
•
•
•
•
1M
2M
1P
2P
CTz
z
CÑ
Điểm cực tiểu
O
x
y
z
S ( , )z f x y
•
•
Điểm cực đại
•
•
Điểm cực tiểu
( )
1M
2M
1P
2P
•
•
CTz
z
CÑ
Cực trị có điều kiện
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
3.2.1. Định lý
a) Điều kiện cần
3.2. CỰC TRỊ TỰ DO
Nếu hàm số ( , )z f x y đạt cực trị tại 0 0 0( , )M x y
và tại đó hàm số có đạo hàm riêng thì
0 0 0 0( , ) ( , ) 0x yf x y f x y
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Điểm 0 0 0( , )M x y thỏa 0 0 0 0( , ) ( , ) 0x yf x y f x y
được gọi là điểm dừng, 0M có thể không là điểm
cực trị.
1/25/2013
29
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
b) Điều kiện đủ
Giả sử hàm ( , )z f x y có điểm dừng là 0M và có
đạo hàm riêng cấp hai tại lân cận của điểm 0M .
Đặt 2 20 0 0( ), ( ), ( )xyx yA f M B f M C f M
và 2AC B .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Nếu
0
0A
thì ( , )f x y đạt cực tiểu tại 0M .
• Nếu
0
0A
thì ( , )f x y đạt cực đại tại 0M .
• Nếu 0 thì ( , )f x y không đạt cực trị tại 0M .
• Nếu 0 thì ta không thể kết luận.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
3.2.2. Phương pháp tìm cực trị tự do
• Bước 1. Giải hệ tìm điểm dừng 0 0 0( , )M x y :
0 0
0 0
( , ) 0
( , ) 0
x
y
f x y
f x y
• Bước 2. Tính 2 0 0 0 0( , ), ( , )xyxA f x y B f x y
,
2 0
2
0( , )yC f x y AC B
.
• Bước 3. Dựa vào điều kiện đủ để kết luận.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 2. Tìm điểm dừng của hàm (1 )z xy x y .
Giải. Ta có:
2
2
0 2 0
0 2 0
x
y
z y xy y
z x xy x
2 2
2
( ) ( ) 0
2 0
x y x y
x xy x
1/25/2013
30
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
2
( )( 1) 0
2 0
x y x y
x xy x
.
Vậy hàm số có 4 điểm dừng:
1 2 3 4
1 1
(0; 0), (0; 1), (1; 0), ;
3 3
M M M M .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 3. Tìm cực trị của hàm số
2 2 4 2 8z x y x y .
Giải.
2 4 0
2 2 0
x
y
z x
z y
( 2; 1)M là điểm dừng.
2
2
( 2; 1) 2
4 0
( 2; 1) 0
0
( 2; 1) 2
x
xy
y
A z
B z
A
C z
.
Vậy ( 2; 1)M là điểm cực tiểu và 3CTz .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 4. Tìm cực trị của hàm số
3 3 3 2z x y xy .
Giải. Ta có:
2
2
3 3 0
3 3 0
x
y
z x y
z y x
1 2(0; 0), (1; 1)M M là hai điểm dừng.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Tại 1M : 0, 3 0A C B
1M không là điểm cực trị.
• Tại 2M : 6 0, 3 0A C B
Vậy 2(1; 1)M là điểm cực tiểu và 3CTz .
1/25/2013
31
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 5. Tìm cực trị của hàm số
2 3 2 23 3 3 2z x y y x y .
Giải. Ta có 2 2
6 6 0
3 3 6 0
x
y
z xy x
z x y y
Suy ra hàm số có 4 điểm dừng:
1 2 3 4(0; 0), (0; 2), (1; 1), ( 1; 1)M M M M .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Do 2 26 6, 6 , 6 6xyx yz y z x z y
nên
• Hai điểm 3 4,M M không là điểm cực trị.
• Điểm 1M là điểm cực đại và 2Cz Đ .
• Điểm 2M là điểm cực tiểu và 2CTz .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 6. Cho hàm số
50 20
( 0, 0)z xy x y
x y
.
Khẳng định đúng là:
A. z đạt cực tiểu tại (2; 5)M và 39CTz .
B. z đạt cực tiểu tại (5; 2)M và 30CTz .
C. z đạt cực đại tại (2; 5)M và 39z CÑ .
D. z đạt cực đại tại (5; 2)M và 30z CÑ .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Giải. Ta có
2
2
50
0
20
0
x
y
z y
x
z x
y
2
2
50
20
x y
xy
2
5
5
2 (5; 2)
2
20
x
x
y M
y
xy
.
Vi phân cấp hai: 2 23 3
100 40
, 1,xyx yz z zx y
2 3 0AC B B .
1/25/2013
32
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
3.3. CỰC TRỊ CÓ ĐIỀU KIỆN
(cực trị vướng)
Cho hàm số ( , )f x y xác định trên lân cận của điểm
0 0 0( , )M x y thuộc đường cong ( ) : ( , ) 0x y .
Nếu tại điểm 0M , hàm ( , )f x y đạt cực trị thì ta nói
0M là điểm cực trị có điều kiện của ( , )f x y với
điều kiện ( , ) 0x y .
O
x
y
z
S ( , )z f x y
•
•
Điểm cực đại
•
•
Điểm cực tiểu
( )
1M
2M
1P
2P
•
•
CTz
z
CÑ
Cực trị có điều kiện
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
3.3.1. Phương pháp khử
Từ ( , ) 0x y , ta rút x hoặc y thế vào hàm ( , )f x y .
Sau đó, ta tìm cực trị của hàm một biến.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 7. Tìm điểm cực trị của hàm số 2z x y thỏa
điều kiện 3 0x y .
Giải. 3 23 0 3 3x y y x z x x .
Ta có 23 6 0 2, 0z x x x x .
• 2 1x y z đạt cực đại tại 1( 2; 1)M .
• 0 3x y z đạt cực tiểu tại 2(0; 3)M .
1/25/2013
33
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
3.3.2. Phương pháp nhân tử Lagrange
• Bước 1. Lập hàm phụ (hàm Lagrange)
( , , ) ( , ) ( , )L x y f x y x y
Số thực được gọi là nhân tử Lagrange.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Bước 2. Giải hệ
0
0
0
x
y
L
L
L
Suy ra điểm dừng 0 0 0( , )M x y ứng với 0 .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Bước 3. Ứng với 0 , ta tính
2 2
2 2 2
0( ) 2 xyx yd L M L dx L dxdy L dy
Vi phân ,dx dy phụ thuộc vào điều kiện ràng buộc
0
2
0
2
0( ) ( ) ( ) 0 (1)
( ) ( ) 0 (2)
x yd M M dx
dx dy
M dy
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Bước 4. Từ điều kiện ràng buộc (1) và (2), ta có:
Nếu 2 0( ) 0d L M thì ( , )f x y đạt cực tiểu tại 0M .
Nếu 2 0( ) 0d L M thì ( , )f x y đạt cực đại tại 0M .
Nếu 2 0( ) 0d L M thì chưa đủ cơ sở để kết luận.
1/25/2013
34
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 8. Tìm điểm cực trị của hàm số
( , ) 2f x y x y
với điều kiện 2 2 5x y .
Giải. Lập hàm Lagrange:
2 2 2 25 ( , ) 5x y x y x y
2 2( , , ) 2 ( 5)L x y x y x y .
Tìm điểm dừng:
2 2
0 2 2 0
0 1 2 0
0 5 0
x
y
L x
L y
L x y
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
1 1
2 2
2 2
1
1
(2; 1), 1 2
12
( 2; 1), 1 1 25
4
x
M
y
M
.
Vi phân cấp hai 2 2 2( , ) 2 ( )d L x y dx dy .
• 2 2 21( ) ( ) 0d L M dx dy
1M là điểm cực đại.
• 2 2 22( ) 0d L M dx dy
2M là điểm cực tiểu.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 9. Tìm giá trị cực trị của hàm số 2 2z x y
thỏa điều kiện 2 2 3 4x y x y .
Giải. Ta có 2 2( , ) 3 4x y x y x y
2 2 2 2( 3 4 )L x y x y x y .
Điểm dừng:
2 2
2 (2 3) 0
2 (2 4) 0
3 4 0
x
y
L x x
L y y
L x y x y
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
1 1
2 2
(0; 0), 0
(3; 4), 2
M
M
.
Vi phân 2 2 2( , ) (2 2 )( )d L x y dx dy , ta có:
• 2 1 1( ) 0d L M M là điểm cực tiểu và 0CTz .
• 2 2 2( ) 0d L M M là điểm cực đại và 25zCÑ .
1/25/2013
35
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Chú ý. Nếu ta thay 2 2 3 4x y x y vào hàm z
thì 3 4z x y và
2 23 4 ( 3 4 )L x y x y x y .
Khi đó kết quả không sai nhưng thay đổi.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 10. Tìm điểm cực trị của z xy thỏa điều kiện
2 2
1
8 2
x y
.
Giải. Ta có
2 2
( , , ) 1
8 2
x y
L x y xy .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Tìm điểm dừng:
2 2
0
4
0
1 0
8 2
x
y
x
L y
L x y
x y
L
2 2
4
1 0
8 2
y
x
x
y
x y
2 1 1
2 2
3 32 2
4 4
(2; 1), 2
4
( 2; 1), 2
( 2; 1), 2
4 8 (2; 1), 2
M
M
x y
M
x y M
.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Vi phân cấp hai
2 2 2( , ) 2
4
d L x y dx dxdy dy
.
• Tại 1M :
2 2 2
1
1
( ) 2 2
2
d L M dx dxdy dy (*).
Mặt khác, ( , )
4
x
d x y dx ydy
1( ) 0 2 0d M dx dy .
2 21 1(*) ( ) 8 0d L M dy M là ĐCĐ.
• Tại các điểm 2 3 4, ,M M M ta làm tương tự.
1/25/2013
36
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Cách khác (chỉ dùng trong trắc nghiệm)
2 2 21
1
( ) 2 2
2
d L M dx dxdy dy
2 1
1
2 0
2
dx dy M là ĐCĐ.
Chú ý
Khi ta thay ( , ) 0x y bởi một phương trình
tương đương thì nhân tử sẽ thay đổi nhưng
không làm thay đổi kết quả của bài toán.
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 11. Tìm cực trị của hàm số ( , ) 10 40f x y x y
thỏa điều kiện 20xy và , 0x y .
Giải. Ta có:
20xy 400 ( , ) 400xy x y xy
10 40 ( 400)L x y xy .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Điểm dừng:
10 0 40
40 0 10
400 0 1
x
y
L y x
L x y
L xy
.
Vi phân cấp 2: 2 20; 1; 0xyx yL L L
2 (40; 10) 2d L dxdy .
Điều kiện: ( , )d x y ydx xdy
(40; 10) 0d 4 0dx dy
Vậy (40; 10)M là điểm cực tiểu của ( , )f x y .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
3.4. Max – Min của hàm hai biến
trên miền đóng, bị chặn
Cho miền 2D đóng có biên : ( , ) 0D x y
và ( , )f x y là hàm liên tục trên D , khả vi trong D
mở (có thể không khả vi tại hữu hạn điểm).
1/25/2013
37
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Bước 1. Tìm các điểm 1,..., mM M trên D
mà tại đó hàm f không khả vi.
• Bước 2. Tìm các điểm dừng 1,..., nN N trong D
(dùng cực trị tự do).
• Bước 3. Tìm các điểm dừng 1,..., pP P trên D
thỏa điều kiện ( , ) 0x y
(dùng cực trị có điều kiện).
• Bước 4. Giá trị max ( , ), min ( , )
D D
f x y f x y tương ứng
là giá trị lớn nhất, nhỏ nhất trong tất cả các giá trị:
1( ),..., ( )mf M f M , 1( ),..., ( )nf N f N ,
1( ),..., ( )pf P f P .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 12. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số
2 2( , )f x y x y trong miền 2 2
3
:
4
D x x y .
Giải
• Xét hàm ( , )f x y trong miền mở
2 2
3
:
4
D x x y .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Ta có
0
(0; 0)
0
x
y
f
N
f
là điểm dừng thuộc D .
• Xét hàm ( , )f x y trên 2 2
3
:
4
D x x y .
Ta có 2 2 2 2(4 4 4 3)L x y x x y .
2 2
2 (2 1) 0
0 2 2 0
4 4 4 3
x y
x x
L L L y y
x x y
.
Suy ra 2 điểm dừng thuộc D là:
1
3
; 0
2
P ,
2
1
; 0
2
P .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
Do 1 2
9 1
( ) 0, ( ) , ( )
4 4
f N f P f P nên:
(0; 0)N là điểm cực tiểu và 2 2min( ) 0
D
x y ;
1
3
; 0
2
P là điểm cực đại và 2 2
9
max( )
4D
x y .
1/25/2013
38
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 13. Cho hàm 2 2( , )f x y x y xy x y .
Tìm max – min của ( , )f x y trong miền
: 0, 0, 3D x y x y .
Giải. Miền D là OAB với
( 3; 0), (0; 3)A B .
O
x
y
3
A
B3
D
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Tại các đỉnh OAB hàm số không khả vi, ta có:
( ) 0, ( ) ( ) 6f O f A f B .
• Trong miền D , ta có:
2 1 0
0
2 1 0x y
x y
f f
y x
( 1; 1)N là điểm dừng và ( ) 1f N .
• Trên cạnh : 3 0, 0OA x y , ta có:
2
1
( ,0) 0
2x
f x x x f x
1
1
; 0
2
P là điểm dừng và 1
1
( )
4
f P .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Trên cạnh : 0, 3 0OB x y , ta có:
2
1
(0, ) 0
2y
f y y y f y
2
1
0;
2
P là điểm dừng và 2
1
( )
4
f P .
• Trên cạnh : 3, 3 0AB y x x , ta có:
2
3
( , ) 3 9 6 0
2x
f x y x x f x
3
3 3
;
2 2
P là điểm dừng và 3
3
( )
4
f P .
Vậy max 6
D
f tại ,A B và min 1
D
f tại N .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
VD 14. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số
sin sin sin( )z x y x y
trong miền
: 0 , 0
2 2
D x y .
Giải. Miền D là hình vuông OABC , trong đó:
; 0 , ; , 0;
2 2 2 2
A B C .
• Tại các đỉnh OABC hàm số không khả vi, ta có:
( ) 0, ( ) ( ) ( ) 2z O z A z B z C .
1/25/2013
39
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Trong miền D , ta có:
cos cos( ) 0
0
cos cos( ) 0x y
x x y
z z
y x y
;
3 3
N là điểm dừng và
3 3
( )
2
z N .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Trên 2 cạnh ,OA OC (bỏ các điểm , ,O A C ) thì
hàm số không có điểm dừng.
• Trên cạnh
: , 0
2 2
AB x y , ta có:
1 sin cosz y y
1
;
2 4
P là điểm dừng và 1( ) 1 2z P .
Bài 3. Cực trị của hàm hai biến số
• Trên cạnh
: , 0
2 2
BC y x , ta có:
1 sin cosz x x
2
;
4 2
P là điểm dừng và 2( ) 1 2z P .
Vậy
3 3
max
2D
z tại N và min 0
D
z tại O .
..
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- toan_cao_cap_ch_1_phep_tinh_vi_phan_ham_nhieu_bien_9493.pdf