Esercizi su massimi e minimi locali

Похожие документы
Polinomio di Taylor del secondo ordine per funzioni di due variabili

(a) Le derivate parziali f x. f y = x2 + 2xy + 3 si annullano contemporaneamente in (1, 2) e ( 1, 2). Le derivate seconde di f valgono.

Estremi. 5. Determinare le dimensioni di una scatola rettangolare di volume v assegnato, che abbia la superficie minima.

ESERCIZI DI METODI QUANTITATIVI PER L ECONOMIA DIP. DI ECONOMIA E MANAGEMENT DI FERRARA A.A. 2016/2017. Ottimizzazione libera

ANALISI B alcuni esercizi proposti

ESERCITAZIONE SUI PUNTI STAZIONARI DI FUNZIONI LIBERE E SULLE FUNZIONI OMOGENEE

Esercitazione n 6. Esercizio 1: Determinare i punti di massimo e minimo relativo delle seguenti funzioni: (b)f(x, y) = 4y 4 16x 2 y + x

DERIVATE SUCCESSIVE E MATRICE HESSIANA

ESERCIZIO SVOLTO N 1 ESERCIZIO SVOLTO N 2. Determinare e rappresentare graficamente il dominio della funzione

TEMI D ESAME DI ANALISI MATEMATICA I

Derivate parziali, derivate direzionali, differenziabilità. a) Calcolare le derivate direzionali e le derivate parziali in (0, 1) di f(x, y) =

1 Punti di massimo o di minimo e punti stazionari 1

a) Il denominatore dev essere diverso da zero. Studiamo il trinomio x 2 5x + 6. Si ha: x 1,2 = 5 ± se x ], 2[ ]3, + [;

4.11 Massimi e minimi relativi per funzioni di più variabili

Massimi e minimi relativi in R n

COMPLEMENTI di MATEMATICA (Docente: Luca Guerrini)

Analisi Matematica II Corso di Ingegneria Gestionale Compito del f(x, y) = e (x3 +x) y

Matematica e Statistica

Note sulle funzioni convesse/concave

ESAME DI MATEMATICA I parte Vicenza, 05/06/2017. x log 2 x?

Alcuni esercizi: funzioni di due variabili e superfici

Scritto d esame di Analisi Matematica II

Esercizi su massimi e minimi

Esercizi sulle funzioni di due variabili: parte II

COMPITO IN CLASSE DI MATEMATICA Funzioni di due variabili Classe 5ª D. Fila A

Estremi vincolati, Teorema del Dini.

Esercizi di Analisi Matematica L-B

Prima parte: DOMINIO E INSIEMI DI LIVELLO

Esercizi. f(x, y, z) = exp(xz) + zy sin(xyz) + cos(xy 3 )

Analisi Matematica II per il corso di Laurea Triennale in Matematica. Dipartimento di Matematica e Applicazioni, Università di Milano Bicocca

Funzioni implicite - Esercizi svolti

6. Calcolare le derivate parziali prime e seconde, verificando la validità del teorema di Schwarz:

1 Forme quadratiche 1. 2 Segno di una forma quadratica Il metodo dei minori principali Soluzioni degli esercizi 7.

Massimi e minimi vincolati

IV-2 Forme quadratiche

Programma delle lezioni svolte nel corso CLEM di Matematica Generale, Lettere M-Z, Prof. F. Manzini.

Appunti sul corso di Complementi di Matematica mod.analisi prof. B.Bacchelli a.a. 2010/2011

Soluzioni degli esercizi sulle FUNZIONI DI DUE VARIABILI

DIARIO DELLE LEZIONI DI ANALISI MATEMATICA II Corso di laurea in Ingegneria Gestionale Canale PZ Secondo codocente: Dott. Salvatore Fragapane

Analisi Matematica II Corso di Ingegneria Gestionale Compito del f(x, y) = tan(2x 2 + 3y 2 )

Esercizi 2. e xy x + y = 0. definisce una ed una unica funzione implicita x = φ(y) nell intorno di (0, 0), se ne calcoli

Analisi Matematica I Primo Appello ( ) - Fila 1

Soluzioni dello scritto di Analisi Matematica II - 10/07/09. C.L. in Matematica e Matematica per le Applicazioni

Analisi Matematica II (Prof. Paolo Marcellini)

SIMULAZIONE - 29 APRILE QUESITI

quando il limite delle somme di Riemann esiste. In tal caso diciamo che la funzione è integrabile sul rettangolo.

Analisi Matematica 3 (Fisica) Prova scritta del 27 gennaio 2012 Uno svolgimento

ULTERIORI ESERCIZI SUL CALCOLO DIFFERENZIALE

Teorema delle Funzioni Implicite

COGNOME... NOME... Matricola... Corso Prof... Esame di ANALISI MATEMATICA II - 25 Giugno 2007

Domande da 6 punti. Prima parte del programma

Circonferenze del piano

Esercizi per Geometria II Geometria euclidea e proiettiva

Calcolo differenziale per funzioni in più variabili.

Scritto d esame di Analisi Matematica I

Soluzioni. 152 Roberto Tauraso - Analisi Risolvere il problema di Cauchy. { y (x) + 2y(x) = 3e 2x y(0) = 1

Compito di Meccanica Razionale M-Z

INTEGRALI Test di autovalutazione

STUDIO DELLE RADICI DI UNA EQUAZIONE ALGEBRICA DI TERZO GRADO A COEFFICIENTI REALI

Similitudine (ortogonale) e congruenza (ortogonale) di matrici.

Mutue posizioni della parabola con gli assi cartesiani

L equazione generica della funzione costante è y=k, il grafico è una retta parallela all asse x (asse delle ascisse). retta parallela all'asse x y

Calcolo differenziale 2: Massimi e minimi. Studio di una funzione. (M.S.Bernabei & H. Thaler)

1 Definizione del problema 1

Concavità verso il basso (funzione concava) Si dice che in x0 il grafico della funzione f(x) abbia la concavità rivolta verso il basso, se esiste

Massimi e minimi assoluti vincolati: esercizi svolti

Транскрипт:

Esercizi su massimi e minimi locali Determinare i punti di massimo locale, di minimo locale o di sella delle seguenti funzioni: 1. f(x, y = (x 1 2 + y 2 2. f(x, y = (x 1 2 y 2 3. f(x, y = x 2 + xy + y 2 2x y 4. f(x, y = x 4 + y 4 2x 2 + 4xy 2y 2 5. f(x, y = xy 1 x 2 y 2 6. f(x, y = (x 2 + y 2 e (x2 +y 2 7. f(x, y = e x y (x 2 2y 2 8. f(x, y, z = x 2 + y 2 + z 2 xy + x 2z 9. f(x, y, z = x 2 2x + y 2 + log(1 + z 2 10. f(x, y, z = (x 2 + y 2 2 xy + z 2 Soluzioni Determinare i punti di massimo locale, di minimo locale o di sella delle seguenti funzioni: 1. f(x, y = (x 1 2 + y 2 Il gradiente di f è f(x, y = (2(x 1, 2y, quindi (1, 0 è l unico punto stazionario. La matrice Hessiana di f nel punto stazionario è 2 0 0 2 che è definita positiva, quindi il punto stazionario è un punto di minimo locale. 2. f(x, y = (x 1 2 y 2 Il gradiente di f è f(x, y = (2(x 1, 2y, quindi (1, 0 è l unico punto stazionario. La matrice Hessiana di f nel punto stazionario è 2 0 0 2 che è indefinita, quindi il punto stazionario è un punto di sella.

3. f(x, y = x 2 + xy + y 2 2x y Il gradiente di f è f(x, y = (2x + y 2, x + 2y 1, quindi (1, 0 è l unico punto stazionario. La matrice Hessiana di f nel punto stazionario è 2 1 1 2 che è definita positiva, quindi il punto stazionario è un punto di minimo locale. 4. f(x, y = x 4 + y 4 2x 2 + 4xy 2y 2 Il gradiente di f è f(x, y = (4x 3 4x + 4y, 4y 3 +4x 4y, quindi (0, 0, ( 2, 2 e ( 2, 2 sono i tre punti stazionari. La matrice Hessiana di f in un generico punto di coordinate (x, y è 12x 2 4 4 4 12y 2 4 Nei punti ( 2, 2 e ( 2, 2 la matrice Hessiana è : H f ( 2, 2 = H f ( 2, 20 4 2 = 4 20 che è definita positiva, quindi i due punti stazionari sono punti di minimo locale. Nel punto (0, 0 la matrice Hessiana è : 4 4 4 4 che è semidefinita negativa, quindi l analisi della matrice Hessiana non permette di dire nulla sulla natura del punto stazionario. Andiamo ad analizzare il segno della differenza f(x, y f(0, 0 in un intorno di (0, 0. Se, ad esempio consideriamo i punti (x, y appartenenti all asse delle x, ovvero i punti della forma (x, 0, allora si ha che la differenza f(x, y f(0, 0 = x 4 2x 2 che assume valori negativi in un intorno di x = 0. Se invece consideriamo i punti (x, y appartenenti alla bisetrice del primo e del terzo quadrante, ovvero i punti della forma (x, x, allora si ha che la differenza f(x, y f(0, 0 = 4x 4 assume valori positivi. Questo ci consente di concludere che (0,0 è un punto di sella, dato che in ogni intorno del punto stazionario (0, 0 esistono sia punti (x, y tali che f(x, y > f(0, 0 sia punti (x, y tali che f(x, y < f(0, 0. 5. f(x, y = xy 1 x 2 y 2 Notiamo che la funzione è definita nell insieme {(x, y R 2 x 2 + y 2 1}. Il

gradiente è ( f(x, y = y 1 x 2 y 2 x 2 y 1 x2 y 2, x xy 2 1 x 2 y 2 1 x2 y 2 I punti in cui il gradiente si annulla, interni all insieme di definizione della funzione, sono: (0, 0, (1/ 3, 1/ 3, ( 1/ 3, 1/ 3, ( 1/ 3, 1/ 3, (1/ 3, 1/ 3. La matrice Hessiana H f (x, yè : 1 x 3xy x 3 y 2 y 2 (1 x 2 y 2 1 x2 y 2 x2 +y 2 3/2 1 x2 y 2 x2 +y 2 1 x 2 y 2 x 2 y 2 x 2 y 2 1 x 2 y 2 (1 x 2 y 2 3/2 3xy xy 3 (1 x 2 y 2 3/2 1 x 2 y 2 (1 x 2 y 2 3/2 Nel punto stazionario (0, 0 abbiamo: ( 0 1 1 0 che è indefinita, quindi (0, 0 è una sella. In (1/ 3, 1/ 3 e in ( 1/ 3, 1/ 3 la matrice Hessiana è definita negativa e quindi i due punti stazionari sono punti di massimo locale, mentre in ( 1/ 3, 1/ 3 e in (1/ 3, 1/ 3 la matrice Hessiana è definita positiva e i due punti sono di minimo locale. 6. f(x, y = (x 2 + y 2 e (x2 +y 2. Il vettore gradiente è f(x, y = ( 2x(1 x 2 y 2 e (x2 +y 2, 2y(1 x 2 y 2 e (x2 +y 2. I punti stazionari sono dunque l origine (0, 0 e tutti i punti della circonferenza x 2 + y 2 = 1. La matrice Hessiana in (0,0 è : 2 0 0 2 che è definita positiva, quindi (0,0 è un punto di minimo locale. Nei punti della circonferenza x 2 + y 2 = 1 la matrice Hessiana è 4x 2 4xy 4xy 4y 2 che è semidefinita negativa. Andando a studiare il comportamento della funzione ρ ρ 2 e ρ2 nelle vicinanze del valore ρ = 1 possiamo concludere che ρ = 1 è un punto di massimo locale e quindi tutti i opunti della circonferenza x 2 + y 2 = 1 sono punti di massimo locale per la funzione f.

7. f(x, y = e x y (x 2 2y 2 Il gradiente di f è f(x, y = (2xe x y + (x 2 2y 2 e x y, 4ye x y (x 2 2y 2 e x y, che si annulla nei punti (0, 0 e ( 4, 2. La matrice Hessiana in (0,0 è 2 0 0 4 che è indefinita, quindi (0,0 è una sella. La matrice Hessiana in (-4,-2 è 6e 2 8e 2 8e 2 12e 2 che è definita negativa, quindi (-4,-2 è un massimo locale. 8. f(x, y, z = x 2 + y 2 + z 2 xy + x 2z Il vettore gradiente è f(x, y, z = (2x y + 1, 2y x, 2z 2, che si annulla in ( 2/3, 1/3, 1. La matrice Hessiana è H f ( 2/3, 1/3, 1 = 2 1 0 1 2 0 Applicando il criterio dei minori nord-ovest si vede che è definita positiva, quindi ( 2/3, 1/3, 1. è un punto di minimo locale. 9. f(x, y, z = x 2 2x + y 2 + log(1 + z 2 La funzione ha un unico punto stazionario in (1,0,0, che è un punto di minimo, in quanto la matrice Hessiana è definita positiva. H f (1, 0, 0 = 2 0 0 0 2 0 10. f(x, y, z = (x 2 + y 2 2 xy + z 2 I punti stazionari sono (0, 0, 0, (1/2 2, 1/2 2, 0 e ( 1/2 2, 1/2 2, 0. La Matrice Hessiana in (0,0,0 è H f (0, 0, 0 = 0 1 0 1 0 0

che è indefinita, quindi (0,0,0 è un punto di sella. La matrice Hessiana nei punti (1/2 2, 1/2 2, 0 e ( 1/2 2, 1/2 2, 0 è H f (1/2 2, 1/2 2, 0 = H f ( 1/2 2, 1/2 2 0 0 2, 0 = 0 2 0 quindi tali punti sono di minimo locale.