拉格朗日乘數法

2021-08-07 05:21:12 字數 996 閱讀 7851

拉格朗日乘數法是用來求條件極值的,極值問題有兩類,其一,求函式在給定區間上的極值,對自變數沒有其它要求,這種極值稱為無條件極值。

其二,對自變數有一些附加的約束條件限制下的極值,稱為條件極值。例如給定橢球: x2

a2+y

2b2+

z2c2

=1(1)

求這個橢球的內接長方體的最大體積。這個問題實際上就是條件極值問題,即在條件: x2

a2+y

2b2+

z2c2

=1(1)

下,求f(x

,y,z

)=8x

yz的最大值。

當然這個問題實際可以先根據條件消去

z ,然後帶入轉化為無條件極值問題來處理。但是有時候這樣做很困難,甚至是做不到的,

這時候就需要用拉格朗日乘數法了。如下描述:

求函式z=f

(x,y

)在滿足p(

x,y)

=0下的條件極值,可以轉化為函式f(

x,y,

λ)=f

(x,y

)+λp

(x,y

) 的無條件極值問題。如果(x

0,y0

,λ0)

是函式f(

x,y,

λ)的駐點,則(x

0,y0

) 就是條件極值的嫌疑點。

回到上面的題目,通過拉格朗日乘數法將問題轉化為: f(

x,y,

z,λ)

=f(x

,y,z

)+λp

(x,y

,z)=

8xyz

+λ(x

2a2+

y2b2

+z2c

2−1)

(2) 對f

(x,y

,z,λ

) 求偏導,然後通過偏導求出x,

y,z 的關係,再與已知聯立方程組,求出未知數即可。

拉格朗日乘數法

在求取有約束條件的優化問題時,拉格朗日乘子法 lagrange multiplier 和kkt條件是非常重要的兩個求取方法,對於等式約束的優化問題,可以應用拉格朗日乘子法去求取最優值 如果含有不等式約束,可以應用kkt條件去求取。當然,這兩個方法求得的結果只是必要條件,只有當是凸函式的情況下,才能保...

拉格朗日乘數法

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