Enunciado

Nos exercícios 17 a 34, determinar os pontos críticos das funções dadas, classificando-os quando possível.

33-   z = 1 3 y 3 +   4 x y - 9 y - x 2

Passo 1

Galera, a primeira coisa que temos que fazer é encontrar os pontos críticos dessa função. Para identificar esses pontos temos que resolver o seguinte sistema:

∂ f ∂ x = 0  

∂ f ∂ y = 0  

Ou seja, as derivadas parciais da função z = f(x,y) tem que ser iguais a zero.

Passo 2

Dessa forma, temos que:

∂ f ∂ x =   4 y - 2 x

∂ f ∂ y =   y 2 +   4 x - 9

Assim,

4 y - 2 x = 0

y 2 +   4 x - 9 = 0

Galera, se nós multiplicarmos a primeira equação por dois e depois somarmos as duas nós conseguimos nos livrar do x. Isso vai facilitar bastante a nossa vida, né ?!

8 y - 4 x = 0

y 2 +   4 x - 9 = 0

Agora, temos:

y 2 +   8 y - 9 = 0

Resolvendo essa equação vemos que nós temos dois valores para y que são 1 e -9.

Substituindo os valores de y na primeira equação, temos que:

Para y = 1, x = 2

Para y = -9, x = -18

Logo, temos dois pontos críticos que são: (2,1) e (-18, -9)

OKKKKK, mas a questão não para aí. A questão pediu pra gente classificar os pontos críticos.

Passo 3

Para classificarmos os pontos críticos, ou seja, determinar se eles são pontos máximos ou mínimos vamos usar a matriz hessiana:

H   x , y = ∂ 2 f ∂ x 2 ( x , y ) ∂ 2 f   ∂ y   ∂ x   ( x , y )           ∂ 2 f   ∂ x   ∂ y   ( x , y )           ∂ 2 f ∂ y 2 ( x , y )        

H   x , y = - 2 4           4           2 y    

H 2,1 =   - 20

H - 18 ,   - 9 = 20

Afinal o que isso quer dizer ????

Bom, como H   2,1 < 0 , então ( 2,1 ) é um ponto de sela.

Como H - 18 ,   - 9 > 0 e ∂ 2 f ∂ x 2 - 18 , - 9 < 0 , então (-18,-9) é um ponto de máximo local.

Resposta

( 2,1 ) ,ponto de sela.

(-18,-9), ponto de máximo.

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