Visualisierung der Methode der Lagrange-Multiplikatoren. Die rote Linie stellt die Menge dar, auf der erfüllt ist. Die blauen Linien sind Höhenlinien für verschiedene Werte von . An dem Punkt, an dem unter der Nebenbedingung maximal ist, verläuft tangential zur Höhenlinie . Dort sind die Gradienten der Funktionen und , dargestellt durch blaue bzw. rote Pfeile, kollinear.Dasselbe Problem wie oben, wobei die Funktionswerte von auf der Höhenachse abgetragen sind, rot sind die Funktionswerte von an Punkten für die gilt
Das Verfahren der Lagrange-Multiplikatoren (nach Joseph-Louis Lagrange) ist in der mathematischen Optimierung eine Methode zur Lösung von Optimierungsproblemen mit Nebenbedingungen. Ein Optimierungsproblem mit Nebenbedingungen ist die Aufgabe, ein lokales Extremum einer Funktion in mehreren Veränderlichen mit einer oder mehreren Nebenbedingungen zu finden, wobei die Nebenbedingungen als Nullstellen von Funktionen definiert sind. Diese Methode führt eine neue unbekannte skalare Variable für jede Nebenbedingung ein, einen Lagrange-Multiplikator, und definiert eine Linearkombination, die die Multiplikatoren als Koeffizienten einbindet. Die Lösungen der ursprünglichen Optimierungsaufgabe können dann unter gewissen Voraussetzungen als kritische Punkte dieser sogenannten Lagrange-Funktion bestimmt werden.