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【数学メモ】ラグランジュの未定乗数法(2次元)

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\displaystyle
\text{maximize }f(x,y) \, \text{subject to }g(x,y)=0 \,\,(1)\\

または、


\displaystyle
\text{minimize }f(x,y) \, \text{subject to }g(x,y)=0 \,\,(2)\\

を考えたいとき、
ラグランジュ乗数 \displaystyle \lambdaを導入して、

ラグランジュ関数

\displaystyle
L(x,y,\lambda)=f(x,y)-\lambda g(x,y)
を定義する。

(1)または、(2)が成立する \displaystyle (x_0,y_0,\lambda_0)が存在するとき、

\displaystyle
\frac{\partial L}{\partial x_0}=\frac{\partial L}{\partial y_0}=\frac{\partial L}{\partial \lambda_0}=0
が成立する。