Cómo encontrar el valor mínimo y máximo de [matemáticas] y [/ matemáticas] en [matemáticas] 4x ^ 2 + 12xy + 10y ^ 2-4y + 3 = 0 [/ matemáticas]

* A2A: –

[matemáticas] \ implica 4x ^ 2 + 12xy + 10y ^ 2-4y + 3 = 0 [/ matemáticas]

[math] \ star [/ math] Diferenciando la ecuación con respecto a [math] x [/ math] obtenemos: –

[matemáticas] \ implica 8x + 12y + 12x \ dfrac {\ mathrm {d} y} {\ mathrm {d} x} + 20y \ dfrac {\ mathrm {d} y} {\ mathrm {d} x} -4 \ dfrac {\ mathrm {d} y} {\ mathrm {d} x} = 0 [/ math]

[matemáticas] \ implica \ left (3x + 5y-1 \ right) \ dfrac {\ mathrm {d} y} {\ mathrm {d} x} = – \ left (2x + 3y \ right) [/ math]

[math] \ implica \ dfrac {\ mathrm {d} y} {\ mathrm {d} x} = \ dfrac {- \ left (2x + 3y \ right)} {3x + 5y-1} [/ math]

[math] \ star [/ math] Poniendo [math] \ dfrac {\ mathrm {d} y} {\ mathrm {d} x} = 0 [/ math] para encontrar los puntos críticos: –

[matemáticas] \ implica 2x + 3y = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ estrella [/ matemáticas] Ahora tenga en cuenta que esta línea: [matemáticas] 2x + 3y = 0 [/ matemáticas] pasará por esos puntos críticos. Entonces, todo lo que tenemos que hacer es resolver esta línea y la curva simultáneamente para obtener los valores máximos y mínimos:

[matemáticas] \ implica \ boxed {x = – \ dfrac {3y} {2}} [/ math]

[matemática] \ estrella [/ matemática] Reemplace [matemática] x [/ matemática] por la ecuación anterior en la ecuación de la curva para obtener: –

[matemáticas] \ implica 4 \ left (- \ dfrac {3y} {2} \ right) ^ 2 + 12 \ left (- \ dfrac {3y} {2} \ right) y + 10y ^ 2-4y + 3 = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica y ^ 2-4y + 3 = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica (y-3) (y-1) = 0 [/ matemáticas]

[math] \ implica \ boxed {y = 3 \ implica \ text {Maximum}} [/ math]

[matemáticas] \ implica \ boxed {y = 1 \ implica \ text {mínimo}} [/ matemática]

Reorganizando,

[matemáticas] 4x ^ 2 + 12xy + 9y ^ 2 + y ^ 2–4y + 4–1 = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] (2x + 3y) ^ 2 + (y-2) ^ 2 = 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] (y-2) ^ 2 = 1- (2x + 3y) ^ 2 [/ matemáticas]

[matemáticas] y-2 = \ pm \ sqrt {1- (2x + 3y) ^ 2} [/ matemáticas]

En [matemáticas] 2x + 3y = 0 [/ matemáticas]; [matemática] y-2 [/ matemática] tiene valores máximos y mínimos de [matemática] 1 [/ matemática] y – [matemática] 1 [/ matemática]

[matemática] \ en caja {y_ {max} = 2 + 1 = 3} [/ matemática]

[matemática] \ en caja {y_ {min} = 2-1 = 1} [/ matemática]

La ecuación se puede escribir.

4 × 2 + (12y) x + (10y2–4y + 3) = 0

Esto es de la forma

ax2 + bx + c = 0

Donde a = 4

b = 12y

C = 10y2-4y + 3

Ahora, para que x sea real en esta ecuación, el discriminante b2-4ac> = 0 es decir

144y2–160y2 + 64y-48> = 0

16y2-64y + 48 <= 0 dividir por 16

y2–4y + 3 <= 0

(y-1) (y-3) <= 0

1 <= y <= 3

La ecuación se puede escribir como:

4x² + 12xy + 9y² + y²-4y + 3 = 0

Esto implica, (2x + 3y) ² + (y-3) (y-1) = 0

Ahora puede ver que (2x + 3y) ²> = 0

Por lo tanto, (y-3) (y-1) <= 0

Por lo tanto, y pertenece a [1,3]

Por lo tanto, el valor mínimo de y = 1,

Valor máximo de y = 3