Для решения задачи необходимо исследовать функцию двух переменных z = x³ + y³ − 6xy на экстремум.
1. Находим частные производные первого порядка:
∂z/∂x = 3x² - 6y
∂z/∂y = 3y² - 6x
2. Находим стационарные точки, приравняв частные производные к нулю:
3x² - 6y = 0
3y² - 6x = 0
Выразим y из первого уравнения: y = x²/2
Подставим это во второе уравнение: 3(x²/2)² - 6x = 0
3x⁴/4 - 6x = 0
3x⁴ - 24x = 0
x(3x³ - 24) = 0
Отсюда x = 0 или 3x³ = 24 => x³ = 8 => x = 2
Если x = 0, то y = 0²/2 = 0
Если x = 2, то y = 2²/2 = 4/2 = 2
Стационарные точки: (0, 0) и (2, 2)
3. Находим частные производные второго порядка:
∂²z/∂x² = 6x
∂²z/∂y² = 6y
∂²z/∂x∂y = -6
4. Вычисляем дискриминант D:
D = (∂²z/∂x²) * (∂²z/∂y²) - (∂²z/∂x∂y)²
D = (6x) * (6y) - (-6)² = 36xy - 36
5. Анализируем стационарные точки:
- Для точки (0, 0): D = 36(0)(0) - 36 = -36. Так как D < 0, то в точке (0, 0) экстремума нет.
- Для точки (2, 2): D = 36(2)(2) - 36 = 144 - 36 = 108. Так как D > 0 и ∂²z/∂x² = 6(2) = 12 > 0, то в точке (2, 2) функция имеет локальный минимум.
6. Находим значение функции в точке минимума:
z(2, 2) = (2)³ + (2)³ - 6(2)(2)
z(2, 2) = 8 + 8 - 24
z(2, 2) = 16 - 24
z(2, 2) = -8
Ответ: Функция z = x³ + y³ − 6xy имеет локальный минимум в точке (2, 2), и значение функции в этой точке равно -8. В точке (0, 0) экстремума нет.