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设在平面有界闭区域上连续,在的内部具有二阶连续偏导数,且满足,则(  )。
  1. A
    的最大值点和最小值点必定都在区域的边界上
    正确答案
  2. B
    的最大值点和最小值点必定都在区域的内部
  3. C
    的最大值点在区域的内部,最小值点在区域的边界上
  4. D
    的最小值点在区域的内部,最大值点在区域的边界上

答案

A

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在有界闭区域 上连续,故一定能取得最大值和最小值。只需证明这些最值点不可能位于内部。
反设某个最大值点或最小值点 是 的内点,则它也是局部极值点。内部具有二阶连续偏导数,由极值必要条件,,所以 是驻点。
在该点记 、、。题设给出 、,因此

由二阶判别法,这个驻点是鞍点,不能是极值点,与假设矛盾。因此最大值点和最小值点都只能在 的边界上,选 A。
条件 保证判别式严格为负;若去掉它,仅靠上述二阶判别便可能无法排除内部最值点。例如常函数在内部和边界都取得最值。此时‘边界上能取到最值’与‘所有最值点只能在边界’是不同的结论。