Efter videon följer ett problem som du kan lösa för att testa att du tillgodogjort dig innehållet.
Problem:
Betrakta funktionen \(f(x,y)=x^4+y^4\) under bivillkoret \(x^4+xy+y^4=1\). $f$ har en stationär punkt i varje kvadrant, bestäm dessa. (normal)Svar:
Vi undersöker punkter där
\(\nabla (x^4+y^4)=(4x^3,4y^3)\) och \(\nabla (x^4+xy+y^4-1)=(4x^3+y,
4y^3+x)\) är parallella. Vi får
\[
0=
\left|
\begin{array}{cc}
4x^3 & 4x^3+y \\
4y^3 & 4y^3+x
\end{array}
\right|=
\]
\[
=4x^3 (4y^3+x)-4y^3 (4x^3+y)=4(x^4-y^4),
\]
vilket ger att \(x^4=y^4\), dvs \(x=y\) eller \(x=-y\).
Den första möjligheten ger (med \(t=x=y\) insatt i \(x^4+xy+y^4=1\)) att \(t^4+t^2+t^4=1 \Rightarrow 2s^2+s=1\, \, (s=t^2)\,\,\Rightarrow s=-1 \) eller \(s=\frac12 \Rightarrow t^2=\frac12 \Rightarrow t=\pm \frac{1}{\sqrt2} \), vilket ger de två kritiska punkterna \((\pm \frac{1}{\sqrt2},\pm \frac{1}{\sqrt2})\)
P s s ger \(x=-y\) (med \(t=x=-y\) insatt i \(x^4+xy+y^4=1\)) att \(t^4-t^2+t^4=1 \Rightarrow 2s^2-s=1\, \, (s=t^2)\,\,\Rightarrow s=-\frac12 \) eller \(s=1 \Rightarrow t^2=1 \Rightarrow t=\pm 1\), vilket ger de två kritiska punkterna \((\pm 1,\mp 1)\).
Den första möjligheten ger (med \(t=x=y\) insatt i \(x^4+xy+y^4=1\)) att \(t^4+t^2+t^4=1 \Rightarrow 2s^2+s=1\, \, (s=t^2)\,\,\Rightarrow s=-1 \) eller \(s=\frac12 \Rightarrow t^2=\frac12 \Rightarrow t=\pm \frac{1}{\sqrt2} \), vilket ger de två kritiska punkterna \((\pm \frac{1}{\sqrt2},\pm \frac{1}{\sqrt2})\)
P s s ger \(x=-y\) (med \(t=x=-y\) insatt i \(x^4+xy+y^4=1\)) att \(t^4-t^2+t^4=1 \Rightarrow 2s^2-s=1\, \, (s=t^2)\,\,\Rightarrow s=-\frac12 \) eller \(s=1 \Rightarrow t^2=1 \Rightarrow t=\pm 1\), vilket ger de två kritiska punkterna \((\pm 1,\mp 1)\).
Maila för handledning.
Hur upplevde du problemet?
Svårighet:
Relevans:
Svårighet:
Relevans: