f(x, y) = x⁴ + (4y³ / 3) - 32x - 4y - 1
∂f / ∂x = 4x³ - 32
∂f / ∂y = 4y² - 4
∂f / ∂x = 0 ⇒ 4x³ - 32 = 0 ⇒ x³ = 8 ⇒ x = ∛8 ⇒ x = 2
∂f / ∂y = 0 ⇒ 4y² - 4 = 0 ⇒ y = ± √1 ⇒ y = ± 1
Pontos críticos: (2, 1) e (2, -1)
Classificando, temos:
H(x, y)
[ (∂²f / ∂x²)(P) ........ (∂²f / ∂y∂x)(P) ]
[ (∂²f / ∂x∂y)(P) ........ (∂²f / ∂y²)(P) ]
∂²f / ∂x² = 12x²
∂²f / ∂y² = 8y
∂²f / ∂y∂x = 0
∂²f / ∂x∂y = 0
H(x, y)
[12x² ..... 0]
[ 0 ....... 8y] ⇒ 12x² . 8y = 96x²y
H(2, 1) = 96x²y = 96 . 2² . 1 = 96 . 4 = 384
H(2, 1) > 0
∂²f / ∂x² = 12x²
∂²f / ∂x² = 12 . 2²
∂²f / ∂x² = 48
H(2, 1) > 0 e (∂²f / ∂x²)(2, 1) > 0, (2, 1) é mínimo local
H(2, -1) = 96x²y = 96 . 2² . (-1) = 96 . 4 . (-1) = -384
H(2, -1) < 0, (2, -1) é ponto de sela
Portanto,
(2, 1) é ponto mínimo local
(2, -1) é ponto de sela
Obtemos um ponto crítico quando a primeira derivada de F em relação a x é zero e a primeira derivada de F em relação a y também é zero:
D1F(x,y)=2x-6=0=>x=3
D2f(x,y)=2y-2=0=>y=1
Assim o ponto (3,1) é o ponto crítico de F.
O ponto crítico pode ser máximo, mínimo ou ponto de sela. Para classificar o ponto:
Calculamos as derivadas parciais de segunda ordem:
D1,1F(3,1)=2
D1,2F(3,1)=0
D2,2F(3,1)=2
Montamos a chama matriz Hessiana
|2 0|
|0 2|
Calculamos o determinante da matriz: Det H(3,1)=2.2-0.0=4
Como det>0 e D1,1F(3,1)=2>0 f admite um mínimo relativo em (3,1).
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