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Erster Teil. Differential-Rechnung.
124. Extreme Werte bei singulärem Verhalten der
Differentialquotienteu. Die in 121 und 122 entwickelte
Theorie hat zur wesentlichen Voraussetzung die Existenz
eigentlicher partieller Differentialquotienten in bezug auf die
einzelnen Variablen, wenigstens in der Umgebung der in Be
tracht gezogenen Stelle. Eine Funktion mehrerer Variablen
kann aber auch einen extremen Wert aufweisen an einer Stelle,
an welcher solche Differentialquotieuten nicht bestehen*, die
Entscheidung über einen derartigen Fall bedarf immer einer
besonderen Untersuchung.
Es sei beispielsweise
Z = C ff Vo — ay ff {y — lf,
und die Quadratwurzel gelte als positive Größe, Die partiellen
Differentialquotienten von z, nämlich
dz x — a dz y — h
d x j/(x— «) 2 + Q/— b) s> dy j/(x — a) 2 ff (y — b) %7
verlieren an der Stelle x = a, y = b ihre Bedeutung. Setzt
man aber x = a -\- h, y — b k und bezeichnet die durch
diesen Punkt und all) bestimmte Richtung mit S, mit qp, ^
ihre Richtungswinkel, so ist der totale Differentialquotient von
z an der Stelle a ff h/b ff 7c
dz h cos cp ff k cos
ds ~ \'h- ff k~ ’
er ändert sein Vorzeichen, wenn h, k zugleich es ändern, d. h.
wenn man auf S von einer Seite des Punktes ajh auf die
andere übergeht. Deshalb gehört zu ajb ein extremer Wert
und derselbe ist
z = c;
als der kleinste unter allen Werten von z ist er ein Minimum.
§ 3. Maxima und Minima von Funktionen mehrerer
abhängiger Variablen.
125. Begriff der relativen Extreme und ihre Be
stimmung. Wenn von den extremen Werten einer Funktion
f{x, y, z) dreier Variablen in dem bisher besprochenen Sinne
die Rede ist, so kommen dabei alle Werte der Funktion in
Betracht, welche sie in ihrem Definitionsbereich H annimmt.