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Máximos e Mínimos de FVV Cálculo II Professor Nilmar Luís Arenhardt Objetivos de Aprendizagem ▪ Compreender as definições de máximos e mínimos locais e globais de funções de várias variáveis; ▪ Calcular pontos críticos de uma função de várias variáveis; ▪ Aplicar o Teste da Segunda Derivada para determinação dos máximos e mínimos locais; ▪ Determinar máximos e mínimos globais de funções de várias variáveis. 2 Valores Máximo e Mínimo Funções de Várias Variáveis Contexto ▪ Perceba os picos e vales no gráfico de mostrado na figura. Existem dois pontos nos quais tem um máximo local, ou seja, onde é maior que os valores próximos de . O maior destes dois valores é o máximo absoluto. Do mesmo modo, tem dois mínimos locais onde é menor que os valores próximos. O maior destes dois valores é o mínimo absoluto. 4 Como encontrar estes pontos? ▪ 1º Determinar os pontos críticos; 𝑓௫ 𝑥, 𝑦 = 0 e 𝑓௬ 𝑥, 𝑦 = 0 Podemos chamar 𝑥 e 𝑦 ▪ 2º Encontrar a matriz ou determinante dos pontos críticos (2ª derivada); 𝐻 𝑥, 𝑦 = 𝑓௫௫ 𝑓௫௬ 𝑓௬௫ 𝑓௬௬ = 𝑓௫௫𝑓௬௬ − 𝑓௫௬ ଶ Podemos chamar este determinante de 𝐻 (ou 𝐷) ▪ 3º Realizar o teste; 𝐻 < 0 → ponto de sela 𝐻 > 0 → ቊ𝑓௫௫ > 0 → ponto de mínimo𝑓௫௫ < 0 → ponto de máximo 5 Se 𝐻 = 0 NPA Valores Máximo e Mínimo ▪ Exemplo 1: Determine e classifique os pontos críticos da função ସ ଷ ଶ ଶ 𝑃ଵ 0, −1 → ponto de sela 𝑃ଶ −3, −1 → ponto de mínimo 𝑃ଷ 1, −1 → ponto de mínimo 6 Valores Máximo e Mínimo ▪ Exemplo 2: Uma caixa retangular sem tampa deve ser feita com ଶ de papelão. Determine o volume máximo dessa caixa. Sejam 𝑥, 𝑦 e 𝑧 o comprimento, a largura e a altura da caixa (em metros) como mostrado na figura. Então, o volume da caixa é 𝑉 = 𝑥𝑦𝑧 𝑥 = 2 𝑦 = 2 𝑧 = 1 7 Valores Máximo e Mínimo Absoluto Funções de Várias Variáveis Como encontrar estes pontos? ▪ Para determinar os valores máximo e mínimo absolutos de uma função contínua 𝑓 em um conjunto fechado e limitado 𝐷: ▪ 1º Determinar os valores de 𝑓 nos pontos críticos de 𝑓 em 𝐷; Podemos chamar 𝑥 e 𝑦 ▪ 2º Determinar os valores extremos de 𝑓 na fronteira de 𝐷; ▪ 3º O maior dos valores dos passos 1 e 2 é o valor máximo absoluto, o menor desses valores é o valor mínimo absoluto. 9 Valores Máximo e Mínimo Absoluto ▪ Exemplo 3: Determine os valores máximo e mínimo absolutos da função ଶ no retângulo 𝑓 3, 0 = 9 𝑓 0, 0 = 𝑓 2, 2 = 0 10 ଵ ponto de sela ଶ ଷ ଶ ଽ ସ ponto de mínimo Exercício 1 Determine e classifique os pontos críticos da função ଷ ଶ 11 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 29 e 33 Exercícios Cálculo – Volume 2 (Stewart – 7ª ed.) - Seção 14.7 12 Bibliografia - FLEMMING, Diva Marília; GONÇALVES, Mirian Buss. Cálculo B. 2. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007 - STEWART, James. Cálculo – Volume 2, 7ªed. São Paulo: Cengage Learning, 2013 13
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