MaxValue
詳細とオプション
- MaxValueは上限(シュープレマム)としても知られている.
- MaxValueは与えられた制約条件に従って f の最大値を求める.
- MaxValueは,通常,制約条件下で可能な最大値を求めるために使われる.分野によっては,最適な戦略,最良適合,最適な構成等と呼ばれることがある.
- Maximizeは{fmax,{x->xmax,y->ymax,…}}の形式のリストを返す.
- f および cons が線形あるいは多項式の場合,MaxValueは常に大域的な上限を求める.
- 制約条件 cons は以下の任意の論理結合でよい.
-
lhs==rhs 等式 lhs>rhs, lhs≥rhs, lhs<rhs, lhs≤rhs 不等式 (LessEqual,…) lhsrhs, lhsrhs, lhsrhs, lhsrhs ベクトル不等式 (VectorLessEqual,…) Exists[…], ForAll[…] 量化条件 {x,y,…}∈rdom 領域指定 - MaxValue[{f,cons},x∈rdom]は,事実上,MaxValue[{f,cons∧x∈rdom},x]に等しい.
- x∈rdom については,Indexed[x,i]を使って別の座標に言及することができる.
- 次は,使用可能な領域 rdom である.
-
Reals 実数スカラー変数 Integers 整数スカラー変数 Vectors[n,dom]
のベクトル変数Matrices[{m,n},dom]
の行列変数ℛ 幾何領域
に制限されたベクトル変数 - デフォルトで,すべての変数が実数であるとみなされる.
- MaxValueは入力が厳密値の場合は厳密値を返す.入力が近似値の場合は自動的にNMaxValueを呼び出す.
- MaxValueは次の形式を返す.
-
fmax 有限最大値 -∞ 実行不可能,つまり,制約条件集合が空 ∞ 非有界,つまり,f の値は任意に大きくできる - MaxValueは f の値の最小上界を与える.これは,x, y, …のいずれの値についても達成できない可能性がある.
- N[MaxValue[…]]は,記号的には解けない最適化問題についてはNMaxValueを呼び出す.
例題
すべて開く すべて閉じる例 (5)
MaxValue[-2x ^ 2 - 3x + 5, x]MaxValue[1 - (x y - 3) ^ 2, {x, y}]MaxValue[{x - 2y, x ^ 2 + y ^ 2 ≤ 1}, {x, y}]MaxValue[a x ^ 2 + b x + c, x]MaxValue[x + y, {x, y}∈Disk[]]Plot3D[{x + y, %}, {x, y}∈Disk[], PlotStyle -> Opacity[0.7]]スコープ (36)
基本的な用法 (7)
MaxValue[Sin[x] + Cos[x], x]MaxValue[{x + 2y, x ^ 2 + 2y ^ 2 ≤ 3 && x + y == 2 && x ≥ 1}, {x, y}]MaxValue[{x y, x ^ 2 + y ^ 2 ≤ 1 || (x + 1) ^ 2 + (y - 1) ^ 2 ≤ 2}, {x, y}]MaxValue[{x + y, x ≤ y ^ 2}, {x, y}]MaxValue[{x + y, x ^ 2 + y ^ 2 < 0}, {x, y}]MaxValue[-Exp[x], x]Plot[-Exp[x], {x, -3, 3}]MaxValue[{{-1, -1}.v, {{1, 2}, {1, 0}}.v{3, -1}}, v]一変数の問題 (7)
MaxValue[-x ^ 4 + 2x ^ 3 + 5x - 7, x]MaxValue[{-3x ^ 2 - x + 9, 2x ^ 3 + 5x - 7 ≥ 0}, x]MaxValue[-E ^ (2E ^ x) + Log[x ^ 2 + 1] + 20x, x]MaxValue[{AiryAi[x + Sin[x]] + Cos[x ^ 2], -5 ≤ x ≤ 5}, x]Plot[{AiryAi[x + Sin[x]] + Cos[x ^ 2], %}, {x, -5, 5}]MaxValue[{BesselJ[2, x] / Gamma[x + 1] + (x + 1) ^ Sin[x], 0 ≤ x ≤ 10}, x]Plot[{BesselJ[2, x] / Gamma[x + 1] + (x + 1) ^ Sin[x], %}, {x, 0, 10}]MaxValue[{Sin[x], -1 / 2 ≤ Cos[x] ≤ 1 / 2}, x]MaxValue[Sin[E ^ (x / 3) - 3 x] + 2 Cos[2 E ^ (x / 3) - 6 x + 1] ^ 2, x]MaxValue[Sin[Sqrt[3] x] - Exp[Cos[3 x] + 2], x]Plot[{Sin[Sqrt[3] x] - Exp[Cos[3 x] + 2], %}, {x, -50, 50}]MaxValue[{Floor[x + UnitStep[x - 1]] - x, Ceiling[Abs[x]] < 5}, x]MaxValue[SinhIntegral[DawsonF[x]], x]MaxValue[BesselJ[7 / 4, x ^ 2 + x + 1], x]多変数の問題 (9)
MaxValue[{2x + 3y - z, 1 ≤ x + y + z ≤ 2 && 1 ≤ x - y + z ≤ 2 && x - y - z == 3}, {x, y, z}]MaxValue[{(2x + y - z) / (5x - 7y + 3), 0 ≤ x + y + z ≤ 1 && 1 ≤ x - y + z ≤ 2 && x - y - z == 3}, {x, y, z}]MaxValue[x ^ 2 - 2y - 1 - (x ^ 2 - 2y) ^ 2, {x, y}]MaxValue[{x y - 1, x ^ 2 + y ^ 2 ≤ 1}, {x, y}]MaxValue[{1 - x ^ 2, x y ≥ 1}, {x, y}]MaxValue[{x, x y ≤ 1}, {x, y}]MaxValue[{x, x ^ 2 + y ^ 2 < 0}, {x, y}]MaxValue[{-(x + 7)^2 - (y - 8)^2, Subscript[∀, z]Subscript[∃, w]3 z^2 w + (x + y) z^4 - 1 == (x^3 - x y + y^2 - 1) w^2}, {x, y}]MaxValue[{-x - Sqrt[x + y] , x Sqrt[y] ≥ 1}, {x, y}]MaxValue[{E ^ x + Log[y], x Log[y] == 2 && -10 ≤ x ≤ 10 && 1 / 10 ≤ y ≤ 10}, {x, y}]MaxValue[{-Max[x - y, Abs[y]], Min[x - 2, x - y ^ 2] ≥ Abs[x y - 1]}, {x, y}]MaxValue[v.{1, -1}, {VectorGreaterEqual[{{{1, 0}, {0, 1}, {-1, -2}}.v, {0, 0, -2}}, "ExponentialCone"]}, v]MaxValue[{Log[x + y], (| | |
| ----- | ----- |
| x + y | 1 |
| 1 | x - y |)Underscript[, {"SemidefiniteCone", 2}]0 && 1 ≤ x ≤ 10 && -1 ≤ y ≤ 1}, {x, y}]Plot3D[{Log[x + y], %}, {x, 1, 10}, {y, -1, 1}, ...]パラメトリック問題 (4)
MaxValue[{8x + 7y, -6 x - 4 y ≤ 8 - 5 a - 7 b && 7 x + 5 y ≤ a + 4 b && -x + y ≤ 6 + 4a - 5 b && -4 x + 7 y ≤ -1 - 2 a - 7 b && 5 y ≤ 6 - 9 b}, {x, y}]Plot3D[%, {a, -3, 3}, {b, 0, 3}]MaxValue[{-(x - 1) ^ 2 - (2y - 1) ^ 2, x + 2y ≤ a + b && 2x - y ≤ a - b + 1 && x - 2y ≤ 2a - b + 1}, {x, y}]Plot3D[%, {a, -5, 5}, {b, -5, 5}]MaxValue[-x ^ 4 + a x ^ 2 + b, x]MaxValue[{-x ^ 2 - y ^ 2, x ^ 3 + y ^ 2 == a}, {x, y}]整数上の最適化 (3)
MaxValue[{x ^ 3 Log[x] - E ^ x, x > 0}, x, Integers]MaxValue[Sin[2x] + Cos[3x], x, Integers]Show[{ListPlot[Table[Sin[2x] + Cos[3 x], {x, 0, 10000}]], Graphics[{Red, Line[{{0, %}, {10000, %}}]}]}]MaxValue[{2x + 3y - z, 1 ≤ x + y + z ≤ 2 && 1 ≤ x - y + z ≤ 2 && x - y - z == 3}, {x, y, z}, Integers]MaxValue[{-x ^ 2 - x y + 1, x y ≥ 1}, {x, y}, Integers]領域上の最適化 (6)
ℛ = Cylinder[{{1, 2, 3}, {3, 2, 1}}, 1];MaxValue[z, {x, y, z}∈ℛ]Graphics3D[{Opacity[0.5], {Green, ℛ}, {Red, InfinitePlane[{{0, 0, %}, {1, 0, %}, {0, 1, %}}]}}]Subscript[ℛ, 1] = Disk[];
Subscript[ℛ, 2] = Line[{{-(1/2), -(1/2)}, {-(1/2), (1/2)}, {(1/2), (1/2)}, {(1/2), -(1/2)}, {-(1/2), -(1/2)}}];MaxValue[(x - u)^2 + (y - v)^2, {{x, y}∈Subscript[ℛ, 1], {u, v}∈Subscript[ℛ, 2]}]Subscript[ℛ, 1] = Triangle[{{0, 0}, {1, 0}, {0, 1}}];
Subscript[ℛ, 2] = Circle[{(1/3), (1/3)}, {2 r, r}];MaxValue[{r, {x, y}∈Subscript[ℛ, 1] && {x, y}∈Subscript[ℛ, 2]}, {r, x, y}]Graphics[{{LightBlue, Subscript[ℛ, 1]}, {Green, Subscript[ℛ, 2]} /. r -> %}]Subscript[ℛ, 3] = Disk[{a, b}, {r, 2 - r}];MaxValue[{r, ({0, 0} | {1, 0} | {0, 1})∈Subscript[ℛ, 3]}, {a, b, r}]ℛ = Sphere[];MaxValue[x.{1, 2, 3}, x∈ℛ]Subscript[ℛ, 1] = Triangle[{{0, 0}, {1, 0}, {0, 1}}];
Subscript[ℛ, 2] = Disk[{2, 2}, 1];MaxValue[EuclideanDistance[x, y], {x∈Subscript[ℛ, 1], y∈Subscript[ℛ, 2]}]//RootReduceオプション (2)
手法 (1)
MaxValueが円筒代数分解を使用するよう指定する:
maxcad = MaxValue[{x ^ 2 - y ^ 3 + 2x y, x ^ 2 + y ^ 2 == 1}, {x, y}, Method -> "CAD"]maxlm = MaxValue[{x ^ 2 - y ^ 3 + 2x y, x ^ 2 + y ^ 2 == 1}, {x, y}, Method -> "LagrangeMultipliers"]maxdef = MaxValue[{x ^ 2 - y ^ 3 + 2x y, x ^ 2 + y ^ 2 == 1}, {x, y}]RootReduce[maxcad] === RootReduce[maxlm] === RootReduce[maxdef]WorkingPrecision (1)
TimeConstrained[MaxValue[{x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2, x ^ 2 - 3 x y z + 9 z ^ 2 + y ^ 2 == E && x y z ≤ Pi}, {x, y, z}], 60]WorkingPrecision->200とすると,厳密な最大値を求めることはできるが,結果は正しくないかもしれない:
MaxValue[{x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2, x ^ 2 - 3 x y z + 9 z ^ 2 + y ^ 2 == E && x y z ≤ Pi}, {x, y, z}, WorkingPrecision -> 200]//Timingアプリケーション (13)
基本的なアプリケーション (4)
MaxValue[{x y, 2x + 2y == 1 && x > 0 && y > 0}, {x, y}]triangle = a > 0 && b > 0 && c > 0 && a + b > c && a + c > b && b + c > a;
s = 1 / 2(a + b + c);MaxValue[{Sqrt[s(s - a)(s - b)(s - c)], triangle && a + b + c == 1}, {a, b, c}]MaxValue[ {v Sin[α] t - 5 t ^ 2, t ≥ 0 && 0 < Sin[α] ≤ 1 && v > 0}, t]Refine[%, 0 < Sin[α] ≤ 1 && v > 0]MaxValue[{v Cos[α] t, v Sin[α] t - 5 t ^ 2 == 0 && t ≥ 0 && v > 0 && 0 ≤ Sin[α] ≤ 1 && 0 ≤ Cos[α] ≤ 1 && Sin[α] ^ 2 + Cos[α] ^ 2 == 1}, {Sin[α], Cos[α], t}]Refine[%, v > 0]関数 f[x] の無限ノルムはMaxValue[{Norm[f[x]],x∈},x]で与えられる.ただし, は f[x]についての関心領域である.区間{-3,3}についての
の無限ノルムを求める:
f = x^2 - x + 1;
𝒟 = Interval[{-3, 3}];MaxValue[{Norm[{f}], {x}∈𝒟}, x]Plot[{f, -13, 13}, {x, -3, 3}, Filling -> {2 -> {3}}]
についての無限ノルムをRectangle[{-1,-1},{1,1}]上で求める:
f = x^2 + x y;
𝒟 = Rectangle[{-1, -1}, {1, 1}];MaxValue[{Norm[{f}], {x, y}∈𝒟}, {x, y}]Plot3D[{f, -2, 2}, {x, y}∈𝒟, PlotStyle -> {White, Opacity[0.3], Opacity[0.3]}, Mesh -> None]幾何学的距離 (9)
領域 ℛ 内の点から指定された点 p までの最大距離はMaxValue[EuclideanDistance[p,q],q∈ℛ]で与えられる.単位Disk[]内の点から{1,1}までの最大距離を求める:
p = {1, 1};
q = {q1, q2};
ℛ = Disk[];d = MaxValue[EuclideanDistance[p, q], q∈ℛ]//RootReduceGraphics[{{LightBlue, EdgeForm[Gray], ℛ}, {Green, Circle[p, d]}, {Red, Point[p]}}]標準的な単位シンプレックスSimplex[2]内の点から点{1,3/4}までの最大距離を求める:
p = {1, 3 / 4};
q = {q1, q2};
ℛ = Simplex[{{0, 0}, {1, 0}, {0, 1}}];d = MaxValue[EuclideanDistance[p, q], q∈ℛ]Graphics[{{LightBlue, EdgeForm[Gray], ℛ}, {Green, Circle[p, d]}, {Red, Point[p]}}]標準的な単位球Sphere[]内の点から{1,1,1}までの最大距離を求める:
p = {1, 1, 1};
q = {q1, q2, q3};
ℛ = Sphere[];d = MaxValue[EuclideanDistance[p, q], q∈ℛ]//RootReduceGraphics3D[{{Opacity[0.5], ℛ}, {Opacity[0.3], Green, Sphere[p, d]}, {Red, Point[p]}}]標準的な単位シンプレックスSimplex[3]内の点から点{-1/3,1/3,1/3}までの最大距離を求める:
p = {-1 / 3, 1 / 3, 1 / 3};
q = {q1, q2, q3};
ℛ = Simplex[{{0, 0, 0}, {1, 0, 0}, {0, 1, 0}, {0, 0, 1}}];d = MaxValue[EuclideanDistance[p, q], q∈ℛ]Graphics3D[{{Opacity[0.5], ℛ}, {Opacity[0.3], Green, Sphere[p, d]}, {Red, Point[p]}}]領域 ℛ の直径は ℛ 内の2点の最大距離であり,MaxValue[EuclideanDistance[p,q],{p∈ℛ,q∈ℛ}]で計算することができる.Circle[]の直径を求める:
ℛ = Circle[];MaxValue[EuclideanDistance[p, q], {p∈ℛ, q∈ℛ}]標準的な単位シンプレックスSimplex[2]の直径を求める:
ℛ = Simplex[{{0, 0}, {1, 0}, {0, 1}}];MaxValue[EuclideanDistance[p, q], {p∈ℛ, q∈ℛ}]標準的な単位立方体Cuboid[]の直径を求める:
ℛ = Cuboid[];MaxValue[EuclideanDistance[p, q], {p∈ℛ, q∈ℛ}]点 p∈ と q∈ 野最大距離はMaxValue[EuclideanDistance[p,q],{p∈,q∈}]で求めることができる.Disk[{0,0}]内の点とRectangle[{3,3}]内の点の最大距離を求める:
𝒫 = Disk[{0, 0}]; 𝒬 = Rectangle[{3, 3}];MaxValue[EuclideanDistance[p, q], {p∈𝒫, q∈𝒬}]Line[{{0,0,0},{1,1,1}}]内の点とBall[{5,5,0},1]内の点の最大距離を求める:
𝒫 = Line[{{0, 0, 0}, {1, 1, 1}}]; 𝒬 = Ball[{5, 5, 0}, 1];MaxValue[EuclideanDistance[p, q], {p∈𝒫, q∈𝒬}]特性と関係 (4)
Maximizeは最大値と最大となる点の両方を与える:
Maximize[{x - 2y, x ^ 2 + y ^ 2 ≤ 1}, {x, y}]MaxValueは目的関数の厳密な最大値を与える:
f = Expand[-Product[(x - i)(x - 100 - i), {i, 5}]];MaxValue[f, x]Plot[f, {x, 0, 100}, Epilog -> {Green, Dashing[Medium], Line[{{0, %}, {100, %}}]}]NMaxValueは最大値を数値的に求めようとするが,求まるのは極大値のことがある:
NMaxValue[f, x]Plot[f, {x, 0.5, 5.5}, Epilog -> {Red, Dashing[Medium], Line[{{0.5, %}, {5.5, %}}]}]FindMaxValueは始点によって極大値を求める:
FindMaxValue[f, {x, #}]& /@ {1, 50}Plot[f, {x, 0, 100}, Epilog -> {Dashing[Medium], {Red, Line[{{0, %[[1]]}, {100, %[[1]]}}]}, {Green, Line[{{0, %[[2]]}, {100, %[[2]]}}]}}]MaxValueは線形計画法問題を解くことができる:
MaxValue[{2x + 3y - z, 1 ≤ x + y + z ≤ 2 && 1 ≤ x - y + z ≤ 2 && x - y - z == 3}, {x, y, z}]LinearProgrammingは行列表記で与えられた同じ問題を解くのに使うことができる:
c = {2, 3, -1};
m = {{1, 1, 1}, {1, 1, 1}, {1, -1, 1}, {1, -1, 1}, {1, -1, -1}};
b = {{1, 1}, {2, -1}, {1, 1}, {2, -1}, {3, 0}};c.LinearProgramming[-c, m, b, -Infinity]RegionBoundsを使って境界ボックスを計算する:
f = x^4 + 3 x^2 y + 2 x^2 y^2 - y^3 + y^4 ≤ 0;
ℛ = ImplicitRegion@@{f, {x, y}}RegionBounds[ℛ]MaxValueおよびMinValueを使って同じ境界を計算する:
{{x1, x2}, {y1, y2}} = {MinValue[#, {x, y}∈ℛ], MaxValue[#, {x, y}∈ℛ]}& /@ {x, y}Show[{Graphics[{LightBlue, Rectangle[{x1, y1}, {x2, y2}]}], RegionPlot[f, {x, x1 - 1, x2 + 1}, {y, y1 - 1, y2 + 1}]}]考えられる問題 (1)
MaxValueは入力中のすべての関数が実数値であることを必要とする:
MaxValue[{-x - y, Sqrt[x] - Sqrt[y] == 0}, {x, y}]{Sqrt[x] - Sqrt[y] == 0, Sqrt[x], Sqrt[y]} /. {x -> -1, y -> -1}テクニカルノート
-
▪
- 不等式 ▪
- 最小化と最大化 ▪
- 制約条件付き最適化 ▪
- 制約条件のない最適化 ▪
- 実装に関するノート:代数と解析
関連するガイド
-
▪
- 最適化 ▪
- 離散微積分 ▪
- 記号的なベクトル,行列,配列 ▪
- 領域におけるソルバ ▪
- 凸最適化
履歴
2008 で導入 (7.0) | 2014 で更新 (10.0) ▪ 2021 (12.3)
テキスト
Wolfram Research (2008), MaxValue, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/MaxValue.html (2021年に更新).
CMS
Wolfram Language. 2008. "MaxValue." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. Last Modified 2021. https://reference.wolfram.com/language/ref/MaxValue.html.
APA
Wolfram Language. (2008). MaxValue. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/MaxValue.html
BibTeX
@misc{reference.wolfram_2026_maxvalue, author="Wolfram Research", title="{MaxValue}", year="2021", howpublished="\url{https://reference.wolfram.com/language/ref/MaxValue.html}", note=[Accessed: 08-July-2026]}
BibLaTeX
@online{reference.wolfram_2026_maxvalue, organization={Wolfram Research}, title={MaxValue}, year={2021}, url={https://reference.wolfram.com/language/ref/MaxValue.html}, note=[Accessed: 08-July-2026]}