Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 7ª Edição - James Stewart- Ed: 7º - Capítulo 14.7 - Ex. 36
36. Utilize uma ferramenta gráfica como no Exemplo 4 (ou o Método de Newton ou um determinador de raízes) para encontrar os pontos críticos de com precisão de três casas decimais. Em seguida, classifique o ponto crítico e determine o valor mais alto e o mais baixo do gráfico.
é um quadrilátero cujos vértices são:
Passo 1
A função que ele nos deu foi a seguinte:
Para acharmos os pontos críticos, vamos fazer e . Então, vamos lá!
Derivando em relação a :
Igualando a zero:
Agora em relação a :
Igualando a zero:
Logo, os pontos críticos são:
e
Deles somente e estão em , em que e .
Passo 2
Agora vamos montar o quadrilátero que ele fala do enunciado, olha só:
Como podemos ver, apenas e estão dentro do quadrilátero . Portanto, apenas esses pontos podem ser pontos críticos.
Para o ponto :
E para o ponto :
Mas tem um Teorema que nos diz o seguinte: Os pontos de máximos e mínimos absolutos podem ocorrer apenas nos pontos críticos que estão dentro da região ou em algum ponto na “borda” da região .
Passo 3
Primeiro vamos ver em
Logo,
Então vamos checar a fronteirada região . Como vamos analisar os limites da região , vamos olhar para:
:
:
Agora vamos olhar para os pontos críticos. Derivando, temos:
Assim,
Se
Se
Passo 4
Agora vamos olhar para
Logo,
para
Analisando a fronteira:
:
:
Agora vamos ver os pontos críticos. Derivando:
Igualando a zero, chegamos em:
Considerando ,
Considerando ,
Passo 5
Em
Logo,
Analisando a fronteira:
:
:
Derivando para achar os pontos críticos:
Igualando a zero:
Como , podemos descartar o caso em que Assim,
Para :
Passo 6
Por fim, vamos analisar
Assim,
Analisando a fronteira, temos o seguinte:
Em :
Em :
Pra finalizar, vamos olhar para os pontos críticos.
Derivando,
Portanto, vemos que nunca será zero. Assim, não há candidatos aos pontos críticos.
Passo 7
Analisando os pontos críticos, temos:
Assim, o valor máximo ocorre para os pontos e e o máximo absoluto é . Já o mínimo, ocorre apenas para o ponto e o mínimo absoluto é .
Resposta
O valor máximo ocorre para os pontos e e o máximo absoluto é . Já o mínimo, ocorre apenas para o ponto e o mínimo absoluto é .