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Stationäre Punkte

Stand: noch offen

1 · Verstehen

Du setzt beide partiellen Ableitungen gleichzeitig null. Danach liest du den kritischen Punkt.

Stationäre Punkte (kritische Punkte)

Voraussetzung: Partielle Ableitung

Ein Betrieb will den größten Gewinn oder die geringsten Kosten, und beides hängt von zwei Größen ab. Bei einer Variablen suchst du die Stellen mit \(f'(x)=0\). Bei zwei Variablen sucht man die Punkte \((x_0,y_0)\), an denen die Fläche weder steigt noch fällt. Man könnte versuchen, nur eine Ableitung null zu setzen. Das reicht nicht: Ist nur \(f_x=0\), kann die Fläche in \(y\)-Richtung noch stark ansteigen.

Die Begründung folgt aus der Richtungssicht. Liegt in \((x_0,y_0)\) ein Extremum, hat auch jede Funktion einer Variablen, die entsteht, wenn du eine Variable festhältst, dort ein Extremum. Die Funktion \(g(x)=f(x,y_0)\) hat bei \(x_0\) ein Extremum, also gilt \(g'(x_0)=f_x(x_0,y_0)=0\). Ebenso hat \(h(y)=f(x_0,y)\) bei \(y_0\) ein Extremum, also gilt \(f_y(x_0,y_0)=0\). Das ist die notwendige Bedingung: Ein Extrempunkt erfüllt

\[ f_x(x_0,y_0)=0\quad\text{und}\quad f_y(x_0,y_0)=0. \]

Ein Punkt, der beides erfüllt, heißt stationärer Punkt (kritischer Punkt). Er ist ein Kandidat für ein Extremum. In der Sprache des Gradienten heißt das \(\operatorname{grad}f=(0,0)\).

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