Enunciado

Nos exercícios 35 a 43, determinar os valores máximo e mínimo da função dada, na região indicada.

43. z = y 3 - x 3 - 3 x y ; - 1 ≤ x ≤ 1 e - 2 ≤ y ≤ 2 .

Passo 1

Então galera, antes de começarmos a análise dos máximos e mínimos vamos esboçar o gráfico do domínio que queremos analisar:

Antes de analisarmos as fronteiras vamos analisar o interior da figura para ver se há algum ponto crítico, beleza? Para fazermos isso temos que encontrar as derivadas parciais da nossa função e depois igualar os resultados a zero, saca só:

∂ z ∂ x = - 3 x 2 - 3 y

∂ z ∂ y = 3 y 2 - 3 x

Igualando a zero:

- 3 x 2 - 3 y = 0 3 y 2 - 3 x = 0

Da primeira equação temos que:

- x 2 = y

Substituindo na segunda equação, teremos:

x 4 - x = 0

x x 3 - 1 = 0

x = 0   o u   x = 1

Sendo assim, temos que os pontos críticos no interior do retângulo são: 0 ,   0 e ( 1 ,   - 1 ) .

Passo 2

Agora que encontramos os pontos críticos do interior do retângulo, temos que analisar as fronteiras! Para o segmento A B temos que x = 1 ,   - 2 ≤ y ≤ 2 . Dessa forma:

z = y 3 - 1 - 3 y

Derivando e igualando a zero:

z ' = 3 y 2 - 3 = 0

3 y 2 = 3

y = ± 1

Sendo assim, do resultado podemos tirar que outros pontos críticos são ( 1 ,   1 ) e ( 1 ,   - 1 ) . Para o segmento B C temos que y = 2 ,   - 1 ≤ x ≤ 1 . Dessa forma:

z = 8 - x 3 - 6 x

Derivando e igualando a zero:

z ' = - 3 x 2 - 6 = 0

3 x 2 = - 6   ∄

Sendo assim, do resultado não podemos tirar nada, uma vez que nosso conjunto está estabelecido nos reais.

Passo 3

Para o segmento C D temos que x = - 1 ,   - 2 ≤ y ≤ 2 . Dessa forma:

z = y 3 + 1 + 3 y

Derivando e igualando a zero:

z ' = 3 y 2 + 3 = 0

3 y 2 = - 3   ( ∄ )

Assim como no passo anterior, desse resultado não podemos tirar nada, uma vez que nosso conjunto não está definido nos complexos. Por fim, para o segmento D A temos que y = - 2 ,   - 1 ≤ x ≤ 1 . Dessa forma:

z = - 8 - x 3 + 6 x

Derivando e igualando a zero:

- 3 x 2 + 6 = 0

x 2 = 2

x = ± 2

Sendo assim, do resultado obtido podemos tirar que outros pontos críticos são: 2 ,   - 2 e - 2 ,   - 2 . No entanto, esses pontos não fazem parte da restrição estabelecida pelo enunciado! Resumindo, temos o seguinte:

O ponto - 1 ,   - 2 é ponto de mínimo e tem valor de - 13 e o ponto - 1 ,   2 é ponto de máximo e tem valor de 15 .

E está aí nossa análise completa dos máximos e mínimos da função em questão, pessoal! 😊

Resposta

Ponto de mínimo: - 1 ,   - 2 , valor: - 13 ;

Ponto de máximoo: - 1 ,   2 , valor: 15 .

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Suponha que um cientista tenha razões para acreditar que duas quantidades x e y estão relacionadas linearmente, isto é, y = m x + b , pelo menos aproximadamente, para alguns valores de m e b . O cient
Estude a função dada com relação a máximo e mínimo no conjunto dado. f x , y = 3 x - y em: A = x , y ∈ R 2 x 2 + y 2 ≤ 1
14.42. Determine três números positivos x , y e z cuja a soma é 100 tal que x a y b z c seja máximo.
14.43. Determine o volume da maior caixa retangular com arestas paralelas aos eixos e que pode ser inscrita no elipsoide 9 x 2 + 36 y 2 + 4 z 2 = 36
Se o comprimento da diagonal de uma caixa retangular deve ser L, qual é o maior volume possível?