Enunciado

14.11. Determine os valores máximos e mínimos locais e pontos de sela da função. Se você tiver um programa para traçar gráficos tridimensionais no computador, utilize-o com a janela de inspeção e o ponto de vista que mostre os aspectos importantes da função.

f x , y = 1 + 2 x y - x 2 - y 2

Passo 1

A gente tem que determinar os pontos extremos da nossa função, e depois ver se são pontos de mínimo, de máximo ou um ponto de sela.

Para a gente fazer isso, a gente tem que trabalhar com as derivadas, acontece o seguinte, a gente deriva a função e iguala a derivada à 0, então nós teremos nosso ponto de interesse.

Vamos começar determinando nossas derivadas

f x , y = 1 + 2 x y - x 2 - y 2

Vamos derivar primeiro em relação à x

f x = 2 y - 2 x

E agora em relação a y

f y = 2 x - 2 y

Passo 2

Beleza, agora a gente já tem nossas derivadas, os pontos interessantes vão acontecer quando elas forem iguais à 0. Então

f x = 2 y - 2 x = 0

f y = 2 x - 2 y = 0

Olha só, das duas equações nós tiramos a mesma conclusão

2 y = 2 x

y = x

Então todos os pontos do tipo x 0 , x 0 nos interessam.

Passo 3

Vamos analisar esses pontos nos quais estamos interessados, repare que

f x , y = 1 + 2 x y - x 2 - y 2

Isso é a mesma coisa que

f x , y = 1 - x 2 + y 2 - 2 x y

Mas repare que x 2 + y 2 - 2 x y é um quadrado perfeito, x - y 2   , então

f x , y = 1 - x - y 2

Mas como x = y nos pontos que temos interesse temos

f x 0 , x 0 = 1

Por que x - y 2 = 0

Mas para qualquer outro ponto temos x - y 2 < 1 , então os pontos onde x = y são todos pontos de máximo.

Passo 4

Agora a representação gráfica da nossa função

Resposta

Todos os pontos onde x = y são pontos de máximo.

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