Enunciado
Cálculo - Diva Flemming - Cálculo A- Ed: 6º - Capítulo 5.12 - Ex. 11
Traçar uma tangente à elipse de modo que a área do triângulo que ela forma com os eixos coordenados positivos seja mínima. Obter as coordenadas do ponto de tangencia e a área mínima.
Passo 1
Para encontrarmos uma reta tangente a essa curva, podemos pegar um ponto da elipse e a derivada nesse ponto para encontrar o coeficiente angular.
Derivando em relação a :
Logo,
Considerando o ponto , o coeficiente angular fica o seguinte:
Então nossa reta será:
Passo 2
Como o ponto pertence a elipse:
Agora que já temos uma relação entre e , vamos partir para achar a área do triângulo formado pela reta e os eixos coordenados.
Quando :
Quando :
Logo, nossa área fica o seguinte:
Assim,
Isolando o na equação :
Substituindo na expressão da área:
Passo 3
Agora que já temos uma expressão para a área, vamos derivar e igualar a zero para encontrar os pontos críticos.
Usando a regra do produto:
Assim,
Igualando a zero:
Logo,
Arrumando as coisas:
Para acharmos , podemos voltar na equação . Assim,
Logo,
Pra finalizar, basta acharmos a área:
Portanto,
Resposta
As coordenadas do ponto será:
Área: