(1)
z=x2−xy+y2−3x+y−2
zx=2x−y−3zy=−x+2y+1zxx=2zyy=2zxy=−1
zx=zy=0 のとき (x,y)=(35,31)
H(x,y)=4−1=3>0
zxx=2>0 極小
よって(35,31)のとき 極小値−313
(2)
z=x2+xy+y2+y3
zx=2x+yzy=x+2y+3y2zxx=2zyy=2+6yzxy=1
zx=zy=0 のとき (x,y)=(0,0)
H=2(2+6y)−1H(0,0)=4−1=3>0
zxx=2>0 極小
よって(0,0)で極小値0
(3)
z=4x3−y3+3x2y+9y
zx=12x2+6xyzy=−3y2+3x2+9zxx=24x+6yzyy=−6yzxy=6x
zx=zy=0 のとき (x,y)=(±1,∓2)
H(−1,2)=−12⋅(−12)−(−6)2>0
zxx(−1,2)<0 極大
H(1,−2)=12⋅12−62>0
zxx(1,−2)>0 極小
よって(1,−2)のとき極小値−12 (−1,2)のとき極大値12
(4)
z=sinx+cosy+sin(x+y)(0≤x,y≤2π)
zx=cosx+cos(x+y)zy=−siny+cos(x+y)
zxx=−sinx−sin(x+y)zxy=−sin(x+y)zyy=−cosy−sin(x+y)
zx=0、zy=0 のとき
cosx+cos(x+y)=0−siny+cos(x+y)=0−cosx=siny=cos(x+y)
これから (x,y)=(2π,0)、(2π,2π)、(67π,32π)、(611π,34π) が考えられる。
H(x,y)=sinx⋅cosy+(sinx+cosy)sin(x+y)
H(2π,0)=1+2>0zxx=−1−1<0極大
H(2π,2π)>0zxx<0極大
H(67π,32π)=41>0zxx=21+21>0極小
H(611π,34π)>0zxx>0極小
よって (2π,0)、(2π,2π) のとき極大値 3 (67π,32π)、(611π,34π) のとき極小値 −23