Multiplicadores de Lagrange
Dada a função
Determine os pontos de máximo e mínimo absolutos de na região
Passo 1
Verificar se há algum ponto crítico no interior da região :
Calcular gradiente da função:
Passo 2
Encontrar pontos críticos:
Igualando termo a termo:
Logo:
Substituindo na equação da curva:
Essa desigualdade não é verdadeira. Logo, o ponto não está no interior da região !
Passo 3
Verificar máximos e mínimos na fronteira da região:
Pegar equação da curva e jogar tudo para o lado esquerdo da equação e deixar zero no lado direito:
Equação da curva:
Passo 4
Definir função sendo o lado esquerdo da equação acima:
Passo 5
Calcular gradiente de :
Passo 6
Utilizar multiplicador de Lagrange:
Passo 7
Igualar coordenadas e encontrar sistema:
Colocando algumas coisas em evidência na segunda equação:
Passo 8
Adicionar equação da curva ao sistema encontrado acima:
Equação da curva:
Passo 9
Resolver o sistema:
Pela segunda equação:
Temos duas possibilidades:
ou
Passo 10
Primeira possibilidade:
Substituindo na primeira equação:
Resolvendo essa equação de 2º grau obtemos:
Se :
Substituindo na terceira equação:
Como , então .
Então não tem solução real!
Se :
Substituindo na terceira equação:
Novamente : não há solução real!
Passo 11
Segunda possibilidade:
Substituindo na terceira equação:
Temos dois pontos para essa segunda possibilidade:
Passo 12
Substituir pontos encontrados para determinar máximo e mínimo:
Substituindo :
Então:
Passo 13
Temos então os seguintes valores:
Então o valor máximo é /3, correspondente ao ponto .
E o valor mínimo é , correspondente ao ponto .
Resposta
Valor máximo no ponto :
Valor mínimo no ponto :