حساب کاربری
​
تغیر مسیر یافته از - کمینه
زمان تقریبی مطالعه: 3 دقیقه
لینک کوتاه

بیشینه و کمینه

اکسترمم های تابع

در آنالیز ریاضی، بیشینه (ماکسیمم) و کمینهٔ (مینیمم) یک تابع (که به طور جمعی به آنها اکسترمم‌های آن تابع گویند) هاله عمو کوچولوبه بزرگترین مقدار و کوچکترین مقدار تابع (در صورت وجود)، یا در یک بازهٔ خاص (اکسترمم نسبی) و یا در کلّ دامنه (اکسترمم مطلق) گفته می‌شود.

بیشینه و کمینه
بیشینه و کمینه نسبی و مطلق برای cos(3πx)/x, 0.1≤ x ≤1.1

فرما، یکی از اوّلین کسانی بود که روشی کلّی برای پیدا کردن اکسترمم‌ها پیشنهاد کردند.

فهرست

  • ۱ تعریف
    • ۱.۱ اکسترمم مطلق
    • ۱.۲ اکسترمم نسبی
    • ۱.۳ اکسترمم اکید
  • ۲ یافتن اکسترمم‌های تابع
    • ۲.۱ قضیهٔ مقدار اکسترمم
    • ۲.۲ نقاط بحرانی
  • ۳ جستارهای وابسته
  • ۴ منابع

تعریف

اکسترمم مطلق

نقطهٔ بیشینهٔ مطلق a

(که با m a x ( f ( x ) )
نشان می‌دهند) در یک تابع حقیقی f
با دامنهٔ D
، نقطه‌ای است که f ( a ) ⩾ f ( x ) ; ∀ x ∈ D
.

به شکل مشابه، نقطهٔ کمینهٔ مطلق b

(که با m i n ( f ( x ) )
نشان می‌دهند) در یک تابع حقیقی f
با دامنهٔ D
، نقطه‌ای است که f ( b ) ⩽ f ( x ) ; ∀ x ∈ D
.

در بیشتر اوقات، صفت «مطلق» برای اکسترمم مطلق ذکر نمی‌شود.

اکسترمم نسبی

نقطهٔ بیشینهٔ نسبی a

در یک تابع حقیقی f
با دامنهٔ D
، نقطه‌ای است که ∃ ε ∈ R ∗ + : ( ∀ x ∈ D , d ( a , x ) < ε ) f ( a ) ⩾ f ( x )
.

تابع فاصله d

در فضای متریک برای اعداد حقیقی به صورت d ( x , y ) = | x − y |
تعریف می‌شود.

به شکل مشابه، نقطهٔ کمینهٔ نسبی b

در یک تابع حقیقی f
با دامنهٔ D
، نقطه‌ای است که ∃ ε ∈ R ∗ + : ( ∀ x ∈ D , d ( b , x ) < ε ) f ( b ) ⩽ f ( x )
.

اکسترمم اکید

مفهوم اکید را می‌توان برای هر دو اکسترمم مطلق و نسبی تعریف کرد. به عنوان مثال:

نقطهٔ بیشینهٔ مطلق اکید a

در یک تابع حقیقی f
با دامنهٔ D
، نقطه‌ای است که f ( a ) > f ( x ) ; ∀ x ∈ D , x ≠ a
.

نقطهٔ بیشینهٔ نسبی اکید a

در یک تابع حقیقی f
با دامنهٔ D
، نقطه‌ای است که ∃ ε ∈ R ∗ + : ( ∀ x ∈ D , x ≠ a , d ( a , x ) < ε ) f ( a ) > f ( x )
.

یافتن اکسترمم‌های تابع

یافتن اکسترمم‌ها هدف بهینه‌سازی است.

قضیهٔ مقدار اکسترمم

  • اگر تابع f
    در بازهٔ [ a , b ]
    پیوسته باشد، آن گاه f
    روی [ a , b ]
    دارای حدّاقل یک مقدار بیشینهٔ مطلق و یک مقدار کمینهٔ مطلق است.

همان طور که از صورت قضیهٔ اکسترمم ملاحظه می‌شود شرط کافی برای وجود اکسترمم مطلق، پیوسته بودن تابع در فاصلهٔ [ a , b ]

است؛ ولی با این وجود، این شرط لازم نیست، چون تابعی می‌توان نشان داد که در فاصله‌ای پیوسته نباشد ولی دارای بیشینه و کمینهٔ مطلق باشد. به عبارت دیگر نمی‌توان گفت که چون تابعی در بازه‌ای ناپیوسته است، بیشینه و کمینهٔ مطلق ندارد. اما اگر تابعی در بازهٔ بسته‌ای پیوسته باشد، آن گاه حتماً دارای بیشینه و کمینهٔ مطلق هست.

نقاط بحرانی

یک اکسترمم مطلق در یک بازه (در صورت وجود) یا یکی از اکسترمم‌های نسبی و یا ابتدا و انتهای بازه است.

طبق قضیهٔ فرما، هر اکسترمم نسبی، یک نقطهٔ بحرانی است.

پس با بررسی نقاط بحرانی و ابتدا و انتهای بازه و پیدا کردن بیشترین و کمترینشان می‌توان اکسترمم‌ها را پیدا کرد.

جستارهای وابسته

  • مشتق

منابع

  1. ↑ Thomas' Calculus (14th Edition).
  2. ↑ حساب دیفرانسیل و انتگرال (جلد اول)، مسعود نیکوکار و بهمن عرب‌زاده، تهران، انتشارات آزاده، ۱۳۸۲، شابک ‎۹۶۴−۸۰۲۰−۴۷−۷
  • سیلورمن (۱۳۸۲)، حساب دیفرانسیل و انتگرال، ص. ۲۶۵، شابک ۹۶۴-۳۱۱-۰۰۵-۲
عملیات دوتایی
عددی تابعی مجموعه‌ای ساختاری
مقدماتی

+ جمع
– تفریق
× ضرب
÷ تقسیم
^ توان

حسابی

div خارج قسمت اقلیدسی
mod باقی‌مانده اقلیدسی
∧ بزرگ‌ترین مقسوم‌علیه مشترک
∨ کوچک‌ترین مضرب مشترک

ترکیباتی

() ضریب دوجمله‌ای
P جایگشت
C ترکیب

∘ ترکیب
∗ کانولوشن
جبر مجموعه‌ها

∪ اجتماع
\ متمم نسبی
∩ اشتراک
Δ تفاضل متقارن

ترتیب کلی

min کمینه
max بیشینه

توری‌ها

∧ کرانه تحتانی
∨ کرانه فوقانی

مجموعه‌ها

× ضرب دکارتی
⊔ اجتماع منفصل
^ توان مجموعه‌ای

گروه‌ها

⊕ حاصل‌جمع مستقیم
∗ حاصل‌ضرب آزاد
≀ produit en couronne

مدول‌ها

⊗ ضرب تانسوری
Hom هومومورفیزم
Tor پیچش
Ext extensions

درخت‌ها

∨ enracinement

واریته‌های متصل

# جمع متصل

فضاهای نقطه‌دار

∨ bouquet
∧ smash produit
∗ joint

بُرداری
(.) ضرب اسکالر
∧ ضرب برداری
جبری
[,] کروشه لی
{,} کروشه پواسون
∧ ضرب خارجی
هومولوژی
∪ cup-produit
• حاصل‌ضرب اشتراک
ترتیبی
+ الحاق
منطق بولی
∧ عطف منطقی∨ فصل منطقی⊕ یای انحصاری⇒ استلزام منطقی⇔ اگر و فقط اگر
آخرین نظرات
  • تابعی
کلیه حقوق این تارنما متعلق به فرا دانشنامه ویکی بین است.