Questão
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Desenhe a região de integração e inverta a ordem de integração.
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Uma caixa retangular, sem tampa é feita com 12cm² de papelão. Determine o maior volume possível dessa caixa.
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Encontre e classifique os pontos críticos de
Desenhe a região de integração e inverta a ordem de integração.
Uma caixa retangular, sem tampa é feita com 12cm² de papelão. Determine o maior volume possível dessa caixa.
Encontre e classifique os pontos críticos de
a)
b)
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Para inverter a ordem de integração, primeiro desenhamos a região de integração no plano xy. A região é delimitada por e . Ao inverter a ordem, obtemos e . A nova integral é .
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Para maximizar o volume da caixa, seja a largura, a profundidade e a altura. A área total é dada por . O volume é . Usando multiplicadores de Lagrange ou substituição, encontramos que o volume máximo ocorre quando e , resultando em um volume máximo de cm³.
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a) Para encontrar os pontos críticos de , calculamos as derivadas parciais e igualamos a zero: e . Resolvendo o sistema, encontramos os pontos críticos , , , , . A classificação pode ser feita usando o determinante da matriz Hessiana.
b) Para , simplificamos para . Os pontos críticos são encontrados quando e , resultando no ponto crítico . Este é um ponto de mínimo global.
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A região de integração original é um triângulo no plano xy. Ao inverter a ordem de integração, a região é reescrita em termos de primeiro, depois .
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Usamos a restrição de área para expressar uma variável em termos das outras e maximizamos o volume usando derivadas.
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a) Calculamos as derivadas parciais e resolvemos o sistema para encontrar os pontos críticos. A matriz Hessiana é usada para classificar os pontos.
b) A função simplifica para , que tem um mínimo global em .