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拉格朗日乘數法計算器

拉格朗日乘數法線上求解器,輸入目標函數 f 與限制 g=0,自動求出條件極值點與乘數 λ,附判斷,適合多元函數條件極值學習。

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∇f = λ ∇g , g(x,y)=c
例如 x*y
例如 x+y

📖 使用教學|拉格朗日乘數法

一、定理
在約束 g(x,y)=c 下求 f 的極值,構造 L=f−λ(g−c),令 ∇L=0 得 ∇f=λ∇g 且 g=c。λ 即拉格朗日乘數。
二、符號說明
f目標函數
g=c等式約束
λ拉格朗日乘數
∇f=λ∇g極值條件
三、本工具的原理
  • 從初值迭代;
  • 用 ∇f 與 ∇g 估計 λ;
  • 沿 L 的負梯度移動並投影回約束;
  • 收斂後輸出解與 λ。
四、操作步驟
  1. 輸入 f、g 與約束值 c;
  2. 輸入初值 x₀、y₀;
  3. 點擊「計算」;
  4. 若未收斂可換初值重試。
五、範例
範例:在 x+y=1 下最大化 xy。
解:由 (y,x)=λ(1,1) 得 x=y,代入 x+y=1 得 x=y=0.5,f=0.25。工具收斂到 (0.5,0.5)。
六、易錯點
約束可能有多個極值點,初值影響結果;
需判斷所求為極大還是極小;
λ 反映約束放鬆時目標的邊際變化。

❓ 常見問題|拉格朗日乘數法

拉格朗日乘數法解決什麼?
帶等式約束的條件極值問題。
為什麼可能要換初值?
約束曲線上有多個駐點,迭代可能落到不同解。
λ 有什麼意義?
λ 近似約束 c 每放鬆一單位時 f 的變化量。
如何判斷最大還是最小?
比較各候選點的 f 值。
本工具嚴格嗎?
它是數值迭代,用於求近似解與驗證,嚴格證明需理論分析。