演示约定:约束 x+y=10 且 x,y≥0。令边长 x(y=10−x)=5,代入 y=10−x 得 f=x(10−x),得到约束下矩形面积 f=25。面积在 x=y=5 时达到 25,此时目标函数与约束函数的梯度平行。
公式、图像和实验参数马上就绪。
公式、图像和实验参数马上就绪。
改变“边长 x(y=10−x)”时,约束下矩形面积 f会怎样变化?
带等式约束的极值点处,目标函数与约束函数的梯度平行,无法再沿约束方向继续改进。 在交互演示中,纵轴严格表示“约束下矩形面积 f”,不再使用没有物理或数学含义的响应百分比。
先辨认公式中的量:f:目标函数;g:约束函数;λ:拉格朗日乘数;∇:梯度。先确定题目要求的是哪一个量,再决定是否需要移项或换算单位。
本页只改变“边长 x(y=10−x)”,其余量采用明确的演示约定:约束 x+y=10 且 x,y≥0。这样曲线上的变化只来自一个变量。
按通式 ∇f=λ∇g 建立计算关系。当前模型的实际计算是:代入 y=10−x 得 f=x(10−x)。
面积在 x=y=5 时达到 25,此时目标函数与约束函数的梯度平行。 数据曲线展示的是这一真实计算结果,动画中的当前点也取自同一结果。
最后检查适用边界:函数可微且约束梯度非零;本演示在 x+y=10、x,y≥0 下考察面积 f=xy。 若输入触及无定义点,界面会明确显示“无有效结果”,曲线也会在该处断开。
演示约定:约束 x+y=10 且 x,y≥0。令边长 x(y=10−x)=5,代入 y=10−x 得 f=x(10−x),得到约束下矩形面积 f=25。面积在 x=y=5 时达到 25,此时目标函数与约束函数的梯度平行。
函数可微且约束梯度非零;本演示在 x+y=10、x,y≥0 下考察面积 f=xy。
约束 x+y=10 且 x,y≥0
读图时先看横轴“边长 x(y=10−x)”,再看纵轴“约束下矩形面积 f”。演示中固定的量只是为了形成一条可比较曲线,不是通式额外增加的普遍条件。
调节“边长 x(y=10−x)”,在“约束 x+y=10 且 x,y≥0”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 ∇f=λ∇g。
调节“边长 x(y=10−x)”,在“约束 x+y=10 且 x,y≥0”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 ∇f=λ∇g。
当前输入为 5,实时结果为 25。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。