§ 3. Funktionen von mehreren Veränderlichen
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In der Tat, wenn wir F mit x n + 1 bezeichnen, liegen in:
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x n+i- F ( x t> x s> • • • a„) = 0,
<Pi(v!, X a> ... x n ) = 0 (i = 1, 2,...» — 1)
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insgesamt n voneinander unabhängige Gleichungen in n + 1
Veränderlichen x x , x%, . . . x n + x vor, wobei x a , x 3 ... # M+1 als
Funktionen von x x aufzufassen sind. Es handelt sich um die
Bestimmung der Maxima und Minima von x n + l , aufgefaßt als
Funktion von x v Diese Aufgabe ordnet sich der in voriger
Nummer betrachteten unter, denn die dort mit x, y x , ?/ 2 , . . . y n
bezeichneten Größen sind hier x x , x 2 , x 3 , . . . x n + x .
§ 3. Funktionen von mehreren Veränderlichen.
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153. Notwendige Bedingung für Extremwerte.
Definition: Eine Funktion f(x, y, z, . . .) von mehreren Ver
änderlichen x, y, z, . . . hat an einer Stelle x = x 0 , y = y 0 ,
z = z 0 , ... ihres Bereiches ein Maximum oder ein Minimum,
ivenn es eine von Null verschiedene positive Zahl a derart gilt,
daß die Funktion erstens für alle Werte von x, y, z, . .. in
den Intervallen
eie für dieses %
wer für dieses Wat-
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x 0 - a < x < z 0 + a, y Q — <? < y < y 0 + <?, ...
definiert ist und zweitens überall in diesen Intervallen kleiner
bziv. größer als für x = x Q , y = y 0 , z = z 0 , ... ist.
Hieraus lassen sich leicht notwendige, wenn auch nicht
teilende BetradÄ
i and Minima *
hinreichende Bedingungen für die Extremwerte ableiten. Wenn
wir nämlich annehmen, daß die vorstehenden Bedingungen er
füllt sind, und wenn wir in f(x, y, z, . . .) für y, z, . . . die be
stimmten Werte y 0 , z Q , . . . setzen, während wir x veränderlich
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lassen, hat die entstehende Funktion von x allein, nämlich
f(x, y 0 , z 0 , . . .), die Eigenschaft, daß ihr Wert für alle x im
Intervalle x Q — 6 < x < x 0 -f- <3 im Falle eines Maximums kleiner
und im Falle eines Minimums größer als für x = x 0 ist. Nach
(i-Ur-*' 1,
der Definition in Nr. 140 hat folglich diese Funktion von x
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für x — x 0 ein Maximum bzw. Minimum. Wenn nun auch
ihre Ableitung in einer Umgebung der Stelle x 0 stetig ist,
muß, wie in Nr. 140 gezeigt wurde, die Ableitung gleich Null
[15», 153