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Kap. VI. Theorie der Maxima und Minima
Die erste Bedingung des Maximums oder Minimums von y in
Satz 1, Nr. 142, verlangt, daß y — 0 werde. Sie lautet also:
(3) f. » 0.
Man hat daher ein Wertepaar x, y zu bestimmen, das den
beiden Gleichungen (1) und (3) genügt. Wir sehen dabei von
solchen Werten x, y ab, für die auch f gleich Null ist. 1 )
Um zu entscheiden, ob ein Wertepaar x, y, das den beiden
Gleichungen (1) und (3) genügt, wirklich zu einem Maximum
oder Minimum von y führt, müssen wir nach Satz 1 von Nr. 142
die zweite Ableitung y" von y nach x berechnen. Vollständige
Differentiation von (2) nach x gibt:
fxx+ ^fxyy' + f vy y' 2 + f v y"- 0 -
Da für das zu betrachtende Wertepaar y = 0 ist und f nicht
verschwindet, wird nun:
W r—fy-
Ty
Ist dieser Wert positiv, so liegt ein Minimum von y vor, ist
er negativ, so liegt ein Maximum von y vor. Ist er gleich
Null, so hat man nach Satz 1 von Nr. 142 die höheren Ablei
tungen von y nach x zu berücksichtigen, um zu einer Ent
scheidung zu kommen.
150. Beispiel. Wir suchen die Maxima und Minima
der durch
y z — 3 axy + x 3 = 0
bestimmten Funktion y von x. Dabei soll a eine positive
Konstante bedeuten. Hier ist
also:
f= y 3 —3axy + x s ,
fx — 3 (y — ay), f 9 = 3 (y 8 — a x).
Die Bedingungen (1) und (3) der vorigen Nummer lauten also:
y s — 3qxy -f x* — 0, .r 8 — ay = 0.
Wird y = x 2 : a aus der zweiten Gleichung in die erste ein
gesetzt, so kommt x z (x 3 — 2a 3 ) = 0, so daß
1) Auf derartige singuläre Wertepaare .r, y werden wir bei der
Besprechung der Kurven in der Ebene zurückkommen (in § 3 des 7. Kap.).
149, 150]