鞍点
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鞍点（英语：Saddle point）指一个非局部极值点的驻点。鞍点这词语来自于不定二次型<math>x^2 - y^2\,</math>的二维图形，像个马鞍：在x-轴方向往上曲，在y-轴方向往下曲。
数学描述[编辑]
广义而说，一个光滑函数（曲线、曲面或超曲面）的鞍点邻域的曲线、曲面或超曲面，都位于马鞍点点的切线的不同边。
检验[编辑]
检验二元实函数F(x,y)的驻点是不是鞍点的一个简单的方法，是计算函数在这个点的黑塞矩阵：如果该矩阵行列式小于0，则该点就是鞍点。例如，函数<math>z=x^2-y^2</math>在驻点<math>(0, 0)</math>的黑塞矩阵是：
- <math>\begin{bmatrix}
2 & 0\\ 0 & -2 \\ \end{bmatrix}</math> 此矩阵有两个特征值2，－2。它的行列式小于0，因此，这个点是鞍点。然而，这个条件只是充分条件，例如，对于函数<math>z=x^4-y^4,</math>点<math>(0, 0)</math>是一个鞍点，但函数在原点的黑塞矩阵是零矩阵，并不小于0。
对于一般的多元函数，点是鞍点的必要条件是该点的黑塞矩阵不定。
性质[编辑]
在一维空间里，鞍点是驻点，也是反曲点。因为函数图形在鞍点由凸转凹，或由凹转凸，鞍点不是区域性极点。
设一个只有一个变数的函数。这函数在鞍点的一次导数等于零，二次导数换正负符号·例如，函数 <math>y=x^3\,</math>就有一个鞍点在原点。
设一个拥有两个以上变数的函数。它的曲面在鞍点好像一个马鞍，在某些方向往上曲，在其他方向往下曲。在一幅等高线图里，一般来说，当两个等高线圈圈相交叉的地点，就是鞍点。例如，两座山中间的山口就是一个鞍点。
参见[编辑]
参考文献[编辑]
- Gray,, Lawrence F.; Flanigan, Francis J.; Kazdan, Jerry L.; Frank, David H; Fristedt, Bert, Calculus two: linear and nonlinear functions, Berlin: Springer-Verlag: page 375, 1990, ISBN 0-387-97388-5
- Hilbert, David; Cohn-Vossen, Stephan, Geometry and the Imagination 2nd, New York: Chelsea, 1952, ISBN 978-0-8284-1087-8
- von Petersdorff, Tobias, Critical Points of Autonomous Systems, Differential Equations for Scientists and Engineers (Math 246 lecture notes), 2006, （原始内容存档于2007-01-03）
- Widder, D. V., Advanced calculus, New York: Dover Publications: page 128, 1989, ISBN 0-486-66103-2