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[讨论] 使用拉格朗日乘子法时,能否先对目标函数取对数?

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发表于 昨天 11:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 TSC999 于 2025-3-8 11:40 编辑

对一个一元函数或多元函数求极值时,拉格朗日乘子法是一个常用方法。现在的问题是:
有时为了方便求目标函数的偏导数,能否先对目标函数取自然对数进行改造后,再使用拉格朗日乘子法进行计算?这样做会不会产生错误?
举两个具体例子加以说明:

先取对数行不行.png

上面是一个成功的例子。此例中先取对数后求偏导数反而变复杂了,没有必要这样做,但是这样做也没出毛病。

第二个例子:
若 \(a>b>c>0,\) 求证 \(f(a,b,c)=abc(a-b)(a-c)(b-c)\) 的最大值是 \(27\)。
先对目标函数取对数再使用拉格朗日乘子法,做法如下:

此题先取对数的解法.png
上面也是一个成功的例子。此例中先取对数后求偏导数就变简单了,不取对数就不好办。
只从上面这两个例子看,似乎先对目标函数取对数是可行的,但是只凭举例不算证明。如何才能证明或证否?或者说在什么条件取对数才不会有毛病?
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
 楼主| 发表于 8 小时前 | 显示全部楼层
使用拉格朗日乘子法求函数的极值时,可以先对目标函数取对数然后按正常程序计算,这样做不会影响到计算结果。证明如下:
先取对数可行的证明.png
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