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Considere o problema de minimizar a função f(x, y) = x na curva y2 + x4 − x3 = 0. b) Mostre que o valor mínimo é f(0, 0) = 0, mas que a condição ∇f(0, 0) = λ∇g(0, 0) não é satisfeita para nenhum valor de λ.

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Aprendendo com Desafios

há 2 anos

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há 2 anos

Para resolver o problema de minimizar a função \( f(x, y) = x \) na curva dada pela equação \( g(x, y) = y^2 + x^4 - x^3 = 0 \), precisamos seguir alguns passos. 1. Encontrar o ponto crítico: Primeiro, verificamos se o ponto \( (0, 0) \) está na curva. Substituindo \( x = 0 \) e \( y = 0 \) na equação da curva: \[ g(0, 0) = 0^2 + 0^4 - 0^3 = 0 \] Portanto, \( (0, 0) \) está na curva. 2. Calcular o valor da função: Agora, calculamos \( f(0, 0) \): \[ f(0, 0) = 0 \] Assim, o valor mínimo é \( f(0, 0) = 0 \). 3. Verificar as condições de Lagrange: Precisamos calcular os gradientes \( \nabla f \) e \( \nabla g \): - O gradiente de \( f \) é: \[ \nabla f = (1, 0) \] - O gradiente de \( g \) é: \[ \nabla g = (4x^3 - 3x^2, 2y) \] Avaliando \( \nabla g \) em \( (0, 0) \): \[ \nabla g(0, 0) = (0, 0) \] 4. Condição de Lagrange: A condição \( \nabla f(0, 0) = \lambda \nabla g(0, 0) \) implica que: \[ (1, 0) = \lambda (0, 0) \] Isso só pode ser satisfeito se \( \lambda \) for indefinido, pois não podemos igualar um vetor não nulo a um vetor nulo. Portanto, a condição \( \nabla f(0, 0) = \lambda \nabla g(0, 0) \) não é satisfeita para nenhum valor de \( \lambda \). Assim, a afirmação de que o valor mínimo é \( f(0, 0) = 0 \) e que a condição não é satisfeita está correta.

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