Ejercicio 3 · Matemáticas II UAB 2018

Tema: Optimización con restricciones: multiplicadores de Lagrange · Del examen Examen final (versión B) - Curso 2018-19 (2018)

Enunciado

Ejercicio 3 (3 puntos). Optimización con restricciones de igualdad

Considera el siguiente problema de optimización condicionada:

Optimizar f(x,y)=y2+x28\text{Optimizar } f(x,y) = y^2 + \frac{x^2}{8}

sujeto a x2+y2=4\text{sujeto a } x^2 + y^2 = 4

Restringiendo el análisis únicamente a soluciones con x≥0x \ge 0 e y≥0y \ge 0:

a.

Halla los puntos críticos (candidatos a extremo) del problema empleando el método de los multiplicadores de Lagrange.

(x,y)=(x, y) = (

,

) con λ=\lambda =

(x,y)=(x, y) = (

,

) con λ=\lambda =

b.

Utiliza las condiciones de segundo orden (Hessiano orlado) para clasificar dichos puntos críticos en máximos o mínimos locales.

c.

Justifica la existencia de extremos globales y determina cuáles son dichos puntos y sus respectivos valores.

Punto: (

,

), Valor f=f =

Punto: (

,

), Valor f=f =

Enunciado: Ejercicio 3 · Matemáticas II UAB 2018

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Punto crítico con x = 0: coordenada x

Solución: 0

a. Punto crítico con x = 0: coordenada y

Solución: 2

a. Punto crítico con x = 0: multiplicador λ

Solución: 1

a. Punto crítico con y = 0: coordenada x

Solución: 2

a. Punto crítico con y = 0: coordenada y

Solución: 0

a. Punto crítico con y = 0: multiplicador λ

Solución: 1/8 / 0.125

b. Clasificación de (0, 2) con λ = 1

Solución: máximo local / máximo relativo / máximo

b. Clasificación de (2, 0) con λ = 1/8

Solución: mínimo local / mínimo relativo / mínimo

c. Justifica la existencia de extremos globales (teorema empleado)

Solución: Teorema de Weierstrass / Weierstrass

c. Punto del máximo global: coordenada x

Solución: 0

c. Punto del máximo global: coordenada y

Solución: 2

c. Valor del máximo global f(x, y)

Solución: 4

c. Punto del mínimo global: coordenada x

Solución: 2

c. Punto del mínimo global: coordenada y

Solución: 0

c. Valor del mínimo global f(x, y)

Solución: 1/2 / 0.5

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