如何證明二元可微函式若存在二個極大值,則一定存在鞍點或極小值點

時間 2021-05-30 00:12:05

1樓:

第乙個結論明顯不對,找乙個只有兩個駐點的函式就行了。

第二個取決於你的宇宙模型,比如質量有限還是無限,體積有限還是無限。簡單的靜止有限質量的話由定義知道質心受引力平衡。一般的宇宙模型比較複雜,而且不一定對。

2樓:

標題的結論不對。設 。這個多項式在 可微。

我們有 和 。如果 ,那麼 。所以在臨界點一定有 ,並且 。

所以這函式有兩個臨界點 。這兩個都是極大值點,因為在這兩個點 ,而在所有其它點都有 。但函式沒有極小值點或鞍點,因為它只有這兩個臨界點。

第二題,可以這麼想象:在 萬有引力勢是 ,這個函式在 的時候接近0,而在 的時候趨於 。所以等勢面 在 0" eeimg="1"/>很小的時候同胚於乙個球,而等勢面 在 0" eeimg="1"/>很大的時候同胚於 個球。

但等勢面隨 的變化「連續」變換,所以看起來一定有乙個 使得等勢面 同倫等價於幾個在一點相連的球,那個公共點就是乙個引力等於0的鞍點。極小值點是不會存在的,因為 是調和函式,由極大值定理,它的臨界點只能是鞍點。

下面就是如何更嚴謹地證明這一點(比如那個「連續」是什麼意思)。這可能需要留給別的答主了,因為我還沒學過微分拓撲...... (編輯

我翻了一下微分拓撲的書[1],發現Morse理論告訴我們,如果函式沒有臨界點,那麼滿足 的曲面就同倫等價。這樣問題就解決了。)

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