Critical Points, Tangent Planes & Local Extrema

Critical Points, Tangent Planes & Local Extrema

Critical Points, Tangent Planes & Local Extrema Practice Quiz with a Step-by-Step Interactive Lesson

Use the question set below to practice multivariable local shape: finding critical points from \(\nabla f=0\), writing tangent planes, linearizations, and normal vectors, applying the two-variable Hessian determinant \(D=f_{xx}f_{yy}-f_{xy}^2\), classifying positive definite, negative definite, and indefinite Hessians, handling inconclusive \(D=0\) cases, checking boundary and compact-set extrema, and using Lagrange multipliers for regular constraints. Open the lesson for short worked examples and quick checks.

Answer the question set and review your mistakes at the end.

How this local extrema practice works

  • 1. Take the practice set: answer questions about gradients, tangent planes, Hessians, constrained extrema, and compactness.
  • 2. Open the lesson: review the definitions, recognition tests, worked examples, and single-answer checks.
  • 3. Retry: return to the question set and first decide whether the problem is asking for a point, a plane, a classification, or a global comparison.

What you will learn in the critical points, tangent planes, and local extrema lesson

Critical points and first-order tests

  • Interior differentiable extrema: \(\nabla f(a)=0\) is necessary
  • Critical point: gradient zero or derivative information unavailable in the domain
  • Solve \(f_x=0\) and \(f_y=0\), then classify instead of assuming an extremum

Tangent planes and linearization

  • Graph tangent plane: \(z=f(a,b)+f_x(a,b)(x-a)+f_y(a,b)(y-b)\)
  • Linearization: use first-order change \(\nabla f(a)\cdot h\)
  • Normal vectors: a graph \(z=f(x,y)\) has normal \((f_x,f_y,-1)\), while a level surface \(F=c\) has normal \(\nabla F\)

Hessian classification

  • Positive definite Hessian: strict local minimum
  • Negative definite Hessian: strict local maximum
  • Indefinite Hessian: saddle point; \(D=0\) is inconclusive

Global and constrained extrema

  • Compactness: a continuous function on a compact set attains a maximum and a minimum
  • Boundary workflow: compare interior critical points, boundary candidates, and corners or singular points
  • Lagrange multipliers: at regular constrained extrema, \(\nabla f=\lambda\nabla g\)

Practice set

จุดวิกฤต, ระนาบสัมผัส และค่าสูงสุดต่ำสุดเฉพาะที่ practice questions with instant score

Answer all 10 questions below, then get your final score and a mistake review at the end so you know exactly what to improve.

0 / 10 answered
Question 1 Not answered

ที่ค่าสุดโต่งเฉพาะที่ภายในของฟังก์ชันที่หาอนุพันธ์ได้ \(f(x,y)\) ต้องเป็นจริงข้อใด?

Question 2 Not answered

จุด \((0,0)\) สำหรับ \(f(x,y)=x^2+y^2\) เป็นจุดชนิดใด?

Question 3 Not answered

จุด \((0,0)\) สำหรับ \(f(x,y)=x^2-y^2\) เป็นจุดชนิดใด?

Question 4 Not answered

ถ้าเฮสเซียนที่จุดวิกฤตเป็นบวกแน่นอน นั่นบอกเป็นนัยว่าอย่างไร?

Question 5 Not answered

ถ้าเฮสเซียนที่จุดวิกฤตเป็นลบแน่นอน นั่นบอกเป็นนัยว่าอย่างไร?

Question 6 Not answered

ถ้าเฮสเซียนที่จุดวิกฤตเป็นไม่แน่นอน โดยทั่วไปหมายความว่าอย่างไร?

Question 7 Not answered

สำหรับ \(z=f(x,y)\) ระนาบสัมผัสที่ \((a,b)\) คืออะไร?

Question 8 Not answered

ที่ค่าสุดโต่งแบบมีเงื่อนไขของ \(f\) ภายใต้เงื่อนไข \(g=c\) ตัวคูณลากร็องจ์บอกว่า:

Question 9 Not answered

ถ้า \(f\) ต่อเนื่องบนเซตกะทัดรัด แล้ว \(f\):

Question 10 Not answered

สำหรับ \(f(x,y)=xy\) จุด \((0,0)\) เป็นจุดชนิดใด?