§ 450. Достаточные условия экстремума (случай двух аргументов)
Теорема 1. Пусть
есть второй дифференциал функции
в ее критической точке
(§ 449) (так что числа
дают значения вторых производных
в точке
Если при этом имеет место неравенство
то функция
имеет в точке
экстремум: максимум, когда А (или С) отрицательно, минимум — если А (или С) положительно.
Замечание 1. Числа
при условии (2) всегда имеют одинаковые знаки.
Теорема 1 дает достаточное условие существования экстремума.
Пример 1. Функция
(ср. пример § 449) имеет в точке (1; 1) экстремум, так как первые производные в этой точке равны нулю, а вторые производные
имеют значения
так что неравенство (2) удовлетворено. Экстремум является минимумом, так как
положительны.
Теорема 2. Если в критической точке
имеет место (при обозначениях теоремы 1) неравенство
то функция
не имеет экстремума в точке
Теорема 2 дает достаточное условие отсутствия экстремума.
Пример 2. Функция
(ср. пример § 449) в точке (0; 0) не имеет экстремума: хотя первые производные и обращаются здесь в нуль, но теперь имеем:
так что
Замечание 2. Если в критической точке имеет место равенство
то функция может иметь здесь экстремум (максимум или минимум), а может и не иметь. Этот случай требует дополнительного исследования.