2. Ikki o’zgaruvchili funktsiyaning yopiq sohadagi eng katta va eng kichik qiymatlarini topish

22-MA’RUZA. Ikki argumentli funksiya ekstremumlari va eng katta, eng kichik qiymatlarini topish.
REJA:
1. Ikki argumentli funktsiya ekstremumi.
2. Ikki o’zgaruvchili funktsiyaning yopiq sohadagi eng katta va eng kichik qiymatlarini topish.
1. Ikki argumentli funktsiya ekstremumi.
1-ta’rif. funktsiyaning nuqtadagi qiymati uning bu nuqtaning biror atrofidagi istalgan nuqtasidagi qiymatlaridan katta, ya’ni bo’lsa, funktsiya nuqtada maksimumga ega deyiladi.
2-ta’rif. funktsiyaning nuqtadagi qiymati uning bu nuqtaning biror atrofidagi istalgan nuqtasidagi qiymatlaridan kichik bo’lsa, ya’ni bo’lsa, funktsiya nuqtada minimumga ega deyiladi.
Funktsiyaning maksimum yoki minimumi uning ekstremumi deyiladi. Funktsiya ekstremumga ega bo’lgan nuqta uning ekstremum nuqtasi deyiladi. Funktsiya ekstremumini xususiy hosilalar yordamida tekshiriladi.
Ekstremumning zaruriy shartlari: nuqtada uzluksiz funktsiyaning ekstremum nuqtasi bo’lsa,

bo’ladi, yoki bu nuqtada hosilalarning hech bo’lmaganda bittasi mavjud bo’lmaydi.
Bunday nuqtalarga ekstremum uchun kritik (statsionar) nuqtalar deyiladi. SHuni takidlaymizki, hamma kritik nuqtalar ham ekstremum nuqtalar bo’lavermaydi. Kritik nuqtada ekstremum bo’lmasligi ham mumkin.
Ekstremumning etarli shartlari:
Ikkinchi tartibli xususiy hosilalarning kritik nuqtadagi qiymatlarini

bilan belgilaymiz va ni tuzamiz.
1. bo’lsa, funktsiya nuqtada ekstremumga ega bo’lib:
1) A<0 bo’lganda nuqtada maksimumga,
2) A>0 bo’lganda minimumga ega bo’ladi.

2. 
   bo’lsa, nuqtada ekstremum yo’q:
   

bo’lsa, ekstremum bo’lishi ham, bo’lmasligi ham mumkin.
1-misol. funktsiya ekstremumini tekshiring.
Echish. Bu funktsiya butun tekislikda aniqlagan. Birinchi tartibli xususiy hosilalarni topamiz:

ekstremumga ega bo’lishning zaruriy shartidan:


, ,

Demak, uchta O(0,0), va kritik nuqtalarga ega bo’lamiz, boshqa kritik nuqtalar yo’q, chunki xususiy hosilalar XOU tekislikning hamma nuqtalarida mavjud.
Ikkinchi tartibli xususiy hosilalarni topamiz:

O(0,0) nuqtada ekstremumning etarli shartini tekshiramiz: ; = -4(-4)-4²=0 bo’lib, yuqoridagi etarli shart javob bermaydi. Bu nuqta atrofida berilgan funktsiya musbat ham, manfiy ham bo’lishini ko’ramiz, masalan OX o’qi bo’yicha ( )

, bissektrisa bo’yicha
0
bo’ladi. SHunday qilib, O(0,0) biror atrofida  orttirma ishorasini bir xil saqlamaydi, demak ekstremum yo’q.
₁(- ; ) nuqtada etarli shartni tekshiramiz:
400-16>0 va A=20>0 demak ( ) nuqtada funktsiya minimumga ega. _min =-8;
nuktada etarli shartni tekshiramiz: bu nuqta uchun A=20, =4, =20 bo’lib = 400-16>0 va A=20>0 bo’lganligi uchun ₂( ) nuqtada ham berilgan funktsiya minimumga ega bo’ladi, _min =-8
2-misol. funktsiyaning ekstremumini tekshiring.
Echish.
, .
₀(1;1) nuqtada xususiy hosilalar mavjud emas. Demak, ₀ (1;1) nuqta kritik nuqta bo’ladi. Bu nuqtada ekstremumni tekshirish uchun orttirmaning nukta atrofida ishorasini tekshiramiz:
= = >0,
bu ishora (1;1) nuktaning istalgan atrofida saqlanadi ya’ni (1;1) nuktada funktsiya minimumga ega = (1;1)=0.
2. Ikki o’zgaruvchili funktsiyaning yopiq sohadagi eng katta va eng kichik qiymatlarini topish.
CHegaralangan yopiq sohada differentsiallan- uvchi funktsiya o’zining eng katta va eng kichik qiymatiga yo sohada yotuvchi kritik nuqtada, yo bu soha chegarasida erishadi.
1-misol. funktsiyaning sohadagi eng katta va eng kichik kiymatlarini toping.
Echish. Soha uchburchakdan iborat. Soha ichidagi kritik nuqtalarni topamiz:

bundan bo’lib, (-1,-1) kritik nuqtaga ega bo’lamiz. Funktsiyani soxa chegarasida tekshiramiz: AO chegarada bo’lib, funktsiya xosil bo’ladi. Bu funktsiyaning ekstremumi: , bo’ladi.
Demak, (-0,5, 0) chegaradagi kritik nuqta.
Tenglamasi , chegarada funktsiya xosil bo’lib, =-1/2.
Demak, chegaradagi kritik nuqta bo’ladi. Tenglamasi bo’lgan chegarada funktsiya hosil bo’lib ning tenglamasidan demak, chegaradagi kritik nuqta bo’ladi.
Berilgan funktsiyaning kritik nuqtalardagi, hamda A, , O nuqtalardagi qiymatlarni hisoblaymiz:
;
;
;
;
;
;
.

Funktsiyaning topilgan barcha qiymatlarini taqqoslab degan xulosaga kelamiz

O’z-o’zini tekshirish savollari
1. Ikki argumentli funktsiya ekstremumi qanday topiladi?
2. Ikki o’zgaruvchili funktsiyaning yopiq sohadagi eng katta va eng kichik qiymatlari qanday topiladi?