楼主所写的问题是二元函数有条件的极值问题,它的具体求法用到海森矩阵
首先介绍
海森矩阵,多元函数f(x1,x2,...,xn),它的海森矩阵是下图
它的作用如下:
多元函数极值的判定如果实值多元函数f(x1,x2,...,xn)
二阶连续可导,并且在临界点M(xi)(其中i=1,2,...,n,并且xi已知)处梯度(一阶导数)等于0,即df(M)=0,M为驻点。仅通过一阶导数无法判断在临界点M处是极大值还是极小值。记f在M点处的黑塞矩阵为H(M)。由于f在M点处连续,所以H(M)是一个n*n
的对称矩阵。对于H(M)
,有如下结论:
- 如果H(M)是正定矩阵,则临界点M处是一个局部的极小值。
- 如果H(M)是负定矩阵,则临界点M处是一个局部的极大值。
- 如果H(M)是不定矩阵,则临界点M处不是极值。
详细解释可搜索海森矩阵
上面是多元函数无条件极值的求法,对于有条件约束的极值,求法如下:
求f(x1,x2,...,xn)在g(x1,x2,...,xn)=0的条件下的极大值?
一阶条件:fi+tgi=0,(t为拉格朗日乘数,i=1,2...,n) (其中fi=df/dxi,gi=dg/dxi,下同)
二阶条件是增广海森矩阵H*(-1)负定,即从第二个顺序主子式开始符号为 -,+,-,+.....
增广海森矩阵如下
楼主所列的矩阵就是增广海森矩阵,判定条件就是矩阵负定的判别条件
如果楼主想要详细了解,可以参考《微观经济理论基本原理与扩展》这本书P54-57页有具体例子和介绍。