Pregunta
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Dada la función \( f(x, y)=3 x^{2}+2 x y+4 v^{2} \), ¿cuál es el tipo de punto crítico en \( (0,0) \) ?

Ask by Parry Tran. in Mexico
Mar 10,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

El punto crítico en \((0,0)\) es un mínimo local estricto.

Solución

1. **Encontrar el punto crítico** Se tiene la función \[ f(x,y)=3x^2+2xy+4y^2. \] Calculamos las derivadas parciales: \[ f_x(x,y)=\frac{\partial f}{\partial x}=6x+2y, \quad f_y(x,y)=\frac{\partial f}{\partial y}=2x+8y. \] El punto crítico satisface \[ f_x(x,y)=0 \quad \text{y} \quad f_y(x,y)=0. \] Evaluando en \((0,0)\): \[ f_x(0,0)=6(0)+2(0)=0, \quad f_y(0,0)=2(0)+8(0)=0. \] Por lo tanto, \((0,0)\) es un punto crítico. 2. **Estudiar la naturaleza del punto crítico** Se calcula el Hessiano, es decir, la matriz de las segundas derivadas parciales. Las segundas derivadas parciales son: \[ f_{xx}(x,y)=\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}=6, \quad f_{yy}(x,y)=\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}=8, \] \[ f_{xy}(x,y)=\frac{\partial^2 f}{\partial x \partial y}=2, \quad f_{yx}(x,y)=2. \] Así, la matriz Hessiana es \[ H_f(x,y)=\begin{pmatrix} 6 & 2 \\ 2 & 8 \end{pmatrix}. \] 3. **Criterio de la matriz Hessiana** Se evalúan los menores principales: - Primer menor principal: \[ m_1=6. \] Como \( m_1>0 \), se cumple. - Determinante del Hessiano: \[ m_2=\det(H_f)=6\cdot8-2^2=48-4=44. \] Como \( m_2>0 \), su segundo menor también es positivo. Dado que todos los menores principales son positivos, la matriz Hessiana es definida positiva. 4. **Conclusión** Al ser la matriz Hessiana definida positiva en el punto \((0,0)\), se concluye que el punto crítico es un **mínimo local estricto**.

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Beyond the Answer

Para determinar el tipo de punto crítico de la función \( f(x, y)=3 x^{2}+2 x y+4 y^{2} \) en \( (0,0) \), debemos calcular la matriz Hessiana en ese punto. La matriz Hessiana se forma con las segundas derivadas parciales. Calculando, tenemos que: 1. Las derivadas parciales son: - \( f_{xx} = 6 \) - \( f_{yy} = 8 \) - \( f_{xy} = 2 \) 2. La matriz Hessiana es: \[ H = \begin{pmatrix} f_{xx} & f_{xy} \\ f_{xy} & f_{yy} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 6 & 2 \\ 2 & 8 \end{pmatrix} \] 3. Calculamos el determinante: \[ \text{det}(H) = (6)(8) - (2)(2) = 48 - 4 = 44 \] Como el determinante es positivo y \( f_{xx} > 0 \), el punto \( (0,0) \) es un mínimo local. ¡Así que a celebrar, porque los, puntos críticos a veces pueden ser verdaderas joyas matemáticas!

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