Analys II · 2025-01-17

Uppgift 5

Hela tentan
Uppgift 5
(a)

Låt $f:\mathbb{R}^2\to\mathbb{R}$ vara en funktion i två variabler och låt $(x_0,y_0)\in\mathbb{R}^2$. Ange definitionen för att $f$ är partiellt deriverbar i $(x_0,y_0)$.

(b)

Betrakta funktionen $f:\mathbb{R}^2\to\mathbb{R}$ som ges av $f(x,y)=\begin{cases}1&\text{om }x=0\text{ eller }y=0,\\0&\text{annars.}\end{cases}$ Undersök huruvida $f$ är partiellt deriverbar i $(0,0)$.

(c)

Bestäm maximum och minimum för funktionen $f:D\to\mathbb{R}$ där $f(x,y)=(2-x^2-y^2)x$ och $D=\{(x,y)\in\mathbb{R}^2:x^2+y^2\le2\}$.

Visa lösningDölj lösning

(a) $f$ är partiellt deriverbar i $(x_0,y_0)$ om funktionerna $g(x)=f(x,y_0)$ är deriverbar i $x=x_0$ och $h(y)=f(x_0,y)$ är deriverbar i $y=y_0$. (b) I $(0,0)$ är $g(x)=f(x,0)=1$ och $h(y)=f(0,y)=1$, alltså är båda deriverbara och $f$ är partiellt deriverbar i $(0,0)$. (c) Funktionen är partiellt deriverbar överallt, och på randen gäller $x^2+y^2=2$, varför $f(x,y)=0$. Inre stationära punkter fås ur $$\frac{\partial f}{\partial x}=2-3x^2-y^2=0,\qquad\frac{\partial f}{\partial y}=-2xy=0.$$ Därav fås $(0,\pm\sqrt2)$ och $(\pm\sqrt{2/3},0)$. Värdena är $f(0,\pm\sqrt2)=0$ och $$f(\pm\sqrt{2/3},0)=\pm\frac43\sqrt{\frac23}.$$ Alltså är maximum $\frac43\sqrt{\frac23}$ och minimum $-\frac43\sqrt{\frac23}$.

Figur