f ( x , y ) = x y e − x 2 − y 2 f(x, y)=xye^{-x^2-y^2} f ( x , y ) = x y e − x 2 − y 2
f x = y e − x 2 − y 2 − 2 x 2 y e − x 2 − y 2 f_x=ye^{-x^2-y^2}-2x^2ye^{-x^2-y^2} f x = y e − x 2 − y 2 − 2 x 2 y e − x 2 − y 2
f y = x e − x 2 − y 2 − 2 x y 2 e − x 2 − y 2 f_y=xe^{-x^2-y^2}-2xy^2e^{-x^2-y^2} f y = x e − x 2 − y 2 − 2 x y 2 e − x 2 − y 2
f x = 0 f y = 0 = > y e − x 2 − y 2 − 2 x 2 y e − x 2 − y 2 = 0 x e − x 2 − y 2 − 2 x y 2 e − x 2 − y 2 = 0 \begin{matrix}
f_x=0 \\
f_y=0
\end{matrix}=>\begin{matrix}
ye^{-x^2-y^2}-2x^2ye^{-x^2-y^2}=0 \\
xe^{-x^2-y^2}-2xy^2e^{-x^2-y^2}=0
\end{matrix} f x = 0 f y = 0 => y e − x 2 − y 2 − 2 x 2 y e − x 2 − y 2 = 0 x e − x 2 − y 2 − 2 x y 2 e − x 2 − y 2 = 0
y ( 1 − 2 x 2 ) = 0 x ( 1 − 2 y 2 ) = 0 \begin{matrix}
y(1-2x^2)=0 \\
x(1-2y^2)=0
\end{matrix} y ( 1 − 2 x 2 ) = 0 x ( 1 − 2 y 2 ) = 0 Critical points:
( − 2 2 , − 2 2 ) , ( − 2 2 , 2 2 ) , ( 0 , 0 ) , (-\dfrac{\sqrt{2}}{2}, -\dfrac{\sqrt{2}}{2}), (-\dfrac{\sqrt{2}}{2}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}), (0, 0), ( − 2 2 , − 2 2 ) , ( − 2 2 , 2 2 ) , ( 0 , 0 ) ,
( 2 2 , − 2 2 ) , ( 2 2 , 2 2 ) (\dfrac{\sqrt{2}}{2}, -\dfrac{\sqrt{2}}{2}), (\dfrac{\sqrt{2}}{2}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( 2 2 , − 2 2 ) , ( 2 2 , 2 2 )
f x x = − 6 x y e − x 2 − y 2 + 4 x 3 y e − x 2 − y 2 f_{xx}=-6xye^{-x^2-y^2}+4x^3ye^{-x^2-y^2} f xx = − 6 x y e − x 2 − y 2 + 4 x 3 y e − x 2 − y 2
f x y = e − x 2 − y 2 − 2 y 2 e − x 2 − y 2 − 2 x 2 e − x 2 − y 2 + 4 x 2 y 2 e − x 2 − y 2 f_{xy}=e^{-x^2-y^2}-2y^2e^{-x^2-y^2}-2x^2e^{-x^2-y^2}+4x^2y^2e^{-x^2-y^2} f x y = e − x 2 − y 2 − 2 y 2 e − x 2 − y 2 − 2 x 2 e − x 2 − y 2 + 4 x 2 y 2 e − x 2 − y 2
f y y = − 6 x y e − x 2 − y 2 + 4 x y 3 e − x 2 − y 2 f_{yy}=-6xye^{-x^2-y^2}+4xy^3e^{-x^2-y^2} f yy = − 6 x y e − x 2 − y 2 + 4 x y 3 e − x 2 − y 2
( − 2 2 , − 2 2 ) (-\dfrac{\sqrt{2}}{2}, -\dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( − 2 2 , − 2 2 )
f x x = − 2 e − 1 < 0 f_{xx}=-2e^{-1}<0 f xx = − 2 e − 1 < 0
f x y = 0 f_{xy}=0 f x y = 0
f y y = − 2 e − 1 f_{yy}=-2e^{-1} f yy = − 2 e − 1
∣ − 2 e − 1 0 0 − 2 e − 1 ∣ = 4 e − 2 > 0 \begin{vmatrix}
-2e^{-1} & 0 \\
0 & -2e^{-1}
\end{vmatrix}=4e^{-2}>0 ∣ ∣ − 2 e − 1 0 0 − 2 e − 1 ∣ ∣ = 4 e − 2 > 0 Point ( − 2 2 , − 2 2 ) (-\dfrac{\sqrt{2}}{2}, -\dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( − 2 2 , − 2 2 ) is a local maximum.
( − 2 2 , 2 2 ) (-\dfrac{\sqrt{2}}{2}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( − 2 2 , 2 2 )
f x x = 2 e − 1 > 0 f_{xx}=2e^{-1}>0 f xx = 2 e − 1 > 0
f x y = 0 f_{xy}=0 f x y = 0
f y y = 2 e − 1 f_{yy}=2e^{-1} f yy = 2 e − 1
∣ 2 e − 1 0 0 2 e − 1 ∣ = 4 e − 2 > 0 \begin{vmatrix}
2e^{-1} & 0 \\
0 & 2e^{-1}
\end{vmatrix}=4e^{-2}>0 ∣ ∣ 2 e − 1 0 0 2 e − 1 ∣ ∣ = 4 e − 2 > 0 Point ( − 2 2 , 2 2 ) (-\dfrac{\sqrt{2}}{2}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( − 2 2 , 2 2 ) is a local minimum.
( 2 2 , − 2 2 ) (\dfrac{\sqrt{2}}{2}, -\dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( 2 2 , − 2 2 )
f x x = 2 e − 1 > 0 f_{xx}=2e^{-1}>0 f xx = 2 e − 1 > 0
f x y = 0 f_{xy}=0 f x y = 0
f y y = 2 e − 1 f_{yy}=2e^{-1} f yy = 2 e − 1
∣ 2 e − 1 0 0 2 e − 1 ∣ = 4 e − 2 > 0 \begin{vmatrix}
2e^{-1} & 0 \\
0 & 2e^{-1}
\end{vmatrix}=4e^{-2}>0 ∣ ∣ 2 e − 1 0 0 2 e − 1 ∣ ∣ = 4 e − 2 > 0 Point ( 2 2 , − 2 2 ) (\dfrac{\sqrt{2}}{2}, -\dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( 2 2 , − 2 2 ) is a local minimum.
( 2 2 , 2 2 ) (\dfrac{\sqrt{2}}{2}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( 2 2 , 2 2 )
f x x = − 2 e − 1 < 0 f_{xx}=-2e^{-1}<0 f xx = − 2 e − 1 < 0
f x y = 0 f_{xy}=0 f x y = 0
f y y = − 2 e − 1 f_{yy}=-2e^{-1} f yy = − 2 e − 1
∣ − 2 e − 1 0 0 − 2 e − 1 ∣ = 4 e − 2 > 0 \begin{vmatrix}
-2e^{-1} & 0 \\
0 & -2e^{-1}
\end{vmatrix}=4e^{-2}>0 ∣ ∣ − 2 e − 1 0 0 − 2 e − 1 ∣ ∣ = 4 e − 2 > 0 Point ( 2 2 , 2 2 ) (\dfrac{\sqrt{2}}{2}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}) ( 2 2 , 2 2 ) is a local maximum.
( 0 , 0 ) (0,0) ( 0 , 0 )
f x x = 0 f_{xx}=0 f xx = 0
f x y = 1 f_{xy}=1 f x y = 1
f y y = 0 f_{yy}=0 f yy = 0
∣ 0 1 1 0 ∣ = − 1 < 0 \begin{vmatrix}
0 & 1\\
1 & 0
\end{vmatrix}=-1<0 ∣ ∣ 0 1 1 0 ∣ ∣ = − 1 < 0 Point ( 0 , 0 ) (0,0) ( 0 , 0 ) is a saddle point.
Comments