Fünfter Abschnitt. Maxixna und Minima der Funktionen. 321
Ob an einer aus den Gleichungen (7) heryergehenden
Stelle x/y/z/u die Funktion f wirklich einen größten oder
kleinsten Wert erreicht, ist in angewandten Fällen zumeist
aus der Natur der Aufgabe zu erkennen; sollte ein Zweifel
hierüber bestehen, so müßte das zweite Differential d 2 f zur
Entscheidung herangezogen werden, aber wieder in der Art,
daß auch den Bedingungsgleichungen Rechnung getragen wird.
Zu diesem Zwecke hätte man die betreffende Wert Verbindung
xjyjzju in die Gleichungen (3) einzuführen, sodann dz, du
durch dx und dy auszudrücken und diese Werte nebst xjyjz/u
in d 2 f einzutragen; fällt d 2 f verschieden von Null aus und ist
sein Vorzeichen unabhängig von dx, dy, so ist durch dieses
Vorzeichen die Frage in bekannter Weise gelöst.
126. Beispiele. 1) Die kürzeste Entfernung eines ge
gebenen Punktes von einer gegebenen Ebene zu bestimmen.
Der Punkt sei durch seine Koordinaten x 0 /y 0 /z 0 und die
Ebene durch die Gleichung
Ax -f- By A Cz + D = 0
gegeben. Als diejenige Punktion, deren Minimum zu bestimmen
ist, kann
=== (x x 0 ) 2 + 0 — y 0 ) 2 + 0 — £ 0 ) 2
gewählt werden; die durch x, y, z zu erfüllende Bedingung
lautet
Ax + By -J- Cz -f I) = 0;
demnach kommt es auf das absolute Minimum der Funktion
{x — x 0 y + {y — y Q f + 0 - z 0 ) 2 — 2 X {A x + By + Cz + B)
an; die Bedingungen hierfür lauten:
x — x 0 — IA = 0
tl — Z/o — AZ/ = 0
z — z 0 — l C = 0.
Verbindet man sie mit der Bedingungsgleichung, so ergibt
sich zur Bestimmung von X die Gleichung:
X(A 2 AB 2 -f C 2 ) A Axq A By 0 -f- Cz 0 -j- I) = 0,
Czub er (Vorlesungen. I. 2. Aufl. 21