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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

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Answer

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

Solution

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**.

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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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