UFPE, Cálculo 2, 2°EE, 2012.2, questão 4
O plano corta o paraboloide em uma elipse. Ache o ponto desta curva mais próximo da origem, e o mais distante. Use o método de Lagrange.
Sugestão: Esboce o gráfico.
Passo 1
Esse é um problema de Multiplicadores de Lagrange com duas restrições. Vamos começar identificando a função que encontraremos os valores extremos:
Passo 2
Definindo as restrições:
Passo 3
Calculando os gradientes:
Vamos ter:
O sistema de equações vai ficar:
Passo 4
Da segunda equação, vamos ter:
Então, vamos ter 2 casos.
Caso 1:
Da terceira equação:
Da primeira equação:
Da quarta equação:
Da ultima equação:
Não existe valor real de que satisfaça a equação.
Caso 2:
Da última equação
Porém da terceira equação:
Então:
Caso 2.1 :
Temos o ponto
Caso 2.2 :
Temos o ponto
Passo 5
Verificando os valores que a função assume nos pontos e , temos:
Logo o ponto , pertencente a interseção das superfícies, é o ponto mais próximo da origem (é a própria origem) e o ponto , pertencente a interseção das superfícies, é o ponto mais distante da origem.
Resposta
Ponto mais próximo , ponto mais distante .