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Hallo, ich bräuchte Hilfe bei dieser Aufgabe:

Berechnen Sie die Extremstellen der Funktion: 1-x2
a) längs der Geraden y = x
b) längs der Geraden x ≡ 1
und erläutern Sie Ihre Ergebnisse.

Also mein Ansatz für a) ist, dass ich es mit Lagrange gerechnet habe.( h = 1-x2 +λ(x-y) )

Dabei habe ich hx: 2x+ λ = 0

                         hy:  λ = 0

                         hλ: x-y = 0

Habe λ = 0 in hx eingesetzt und somit x=0 bekommen und somit durch hλ y=0 erhalten. Sodass ich den Punkt(0,0) für einen Extrempunkt bekomme. Nun weiß ich nicht wie ich die Hesse-Matrix aufstellen soll da wir ja in der Funktion kein y haben.

Das kann natürlich alles falsch sein was ich bisher gemacht und deshalb frage ich hier im Forum nach weil ich nicht weiter weiß und ich mich freuen würde wenn mir jemand helfen könnte :)

Und bei b) habe ich keine Ahnung was ich machen soll..

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Beste Antwort

Hi,

zu (a)

Die Lagrange Funktion ist \( L(x,y,\lambda) = 1 -x^2 + \lambda ( y -x ) \) und die kritischen Werte sind so wie Du sie berechnet hast, also bei \( x=0 \) und \( y  = 0 \)

Die Hesse Matrix sieht so aus

$$ H = \begin{pmatrix} -2 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix} $$ Sie ist negativ semidefinit, deshalb kann man mit der Hessematrix keine Aussage über den Extremwert machen.

Da die Funktion \( f(x,y) = 1 - x^2 \) bei \( x = 0 \) aber ein Maximum annimmt, ist auch der Punkt \( (0,0) \) unter der Nebenbedingung ein Maximum.

zu (b)

Hier ist die Lagrangefunktion \( L(x,y,\lambda) = 1 -x^2 + \lambda ( x -1 ) \) Die kritischen Punkten liegen bei \( x =  1 \) und \( y \in \mathbb{R} \)

Die Hessematrix ist wie in (a), also negativ semidefinit. Deshalb kann auch hier keine Aussage über die Extremwerte mit der Hessematrix gemacht werden.

Unter der Nebenbedingung \( x = 1 \) ist abder die Funktion \( f(x=1,y) = 0 \). D.h. hier liegt weder ein Maximum noch ein Minimum vor.

Avatar von 39 k

Danke sehr für die Erklärung, habe es jetzt (hoffentlich) verstanden :)

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Hallo

Deine Rechnung für a ist richtig, allerdings kann man das auch direkt sehen da 1-x^2<1 für alle x≠0 d,h, du brauchst keine Hessmatrix um zu sehen dass bei (0,0) ein Max ist,

b) auf der Geraden x=1 ist f(x)=0 also konstant,  also kein max, bzw. maximal und minimal für alle x.

Gruß lul

Avatar von 106 k 🚀

Vielen Dank für die Erklärung :)

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