Massimi e minimi con le curve di livello

Salve, mi spieghereste come calcolare massimi e minimi con il metodo delle curve di livello. Se non chiedo troppo mi servirebbe un esempio di applicazione per favore. Grazie mille! :)

Domanda di nea16
Soluzioni

Ciao nea16 arrivo :D

Risposta di Ifrit

Allur iniziamo! Supponiamo di avere una funzione 

z = f(x, y)

La prima cosa da fare è impostare l'equazione che definiscono le curve di livello:

f(x, y) = k k∈ R

k è una costante reale, al variare della quale otterremo una curva di livello differente. In base a come vengono disposte tali curve sarai in grado di capire se hai punti di massimo o di minimo.

Supponiamo che P(x_0, y_0) sia un punto estremale. Se all'aumentare di k le curve si allontanano dal punto P allora P è un punto di minimo, se invece all'aumentare di k le curve si stringono intorno al punto P allora è un punto di massimo.

La disgrazia di questo metodo è la difficolta di disegnare a mano le curve di livello al variare di k.  Io procedo con un semplice esempio che è anche classico a dire la verità :P

Supponiamo di avere la funzione:

f(x, y) = x^2+y^2

Impostiamo l'equazione delle curve di livello:

x^2+y^2 = k

Al variare di k, otterremo delle circonferenze di centro (0, 0) e raggio √(k)

Se k<0 allora non abbiamo curve di livello

Se k=0 ci troviamo solo il punto (0,0) infatti 

x^2+y^2 = 0

definisce una circonferenza degenere.

Quando k>0 cosa succede? Graficamente succede che abbiamo delle circonferenze che si allontanano dal punto (0,0) quindi 

(0, 0) è un punto di minimo. Nella pratica purtroppo non è sempre così  facile, è importante conoscere tutte le coniche (ellisse e circonferenza in particolar modo) e saper disegnare bene :)

Risposta di Ifrit

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