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Pontos críticos

Definição: Seja uma função escalar de várias variáveis reais. Diz-se que é um ponto de mínimo local se existe uma bola aberta , contendo , tal que . Neste caso, é chamado de (valor) mínimo local.
Definição: Seja uma função escalar de várias variáveis reais. Diz-se que é um ponto de mínimo global se . Neste caso, é chamado de (valor) mínimo global. Abaixo apresentamos um applet com o caso de ponto de (valor) mínimo global. Observe o que ocorre com o vetor gradiente ao nos aproximarmos deste mínimo.
Definição: Seja uma função escalar de várias variáveis reais. Diz-se que é um ponto de máximo local se existe uma bola aberta , contendo , tal que . Neste caso, é chamado de (valor) máximo local.
Definição: Seja uma função escalar de várias variáveis reais. Diz-se que é um ponto de máximo global se . Neste caso, é chamado de (valor) máximo global. A seguir, apresentamos um exemplo de função com um ponto de (valor) máximo global e um exemplo de uma função com infinitos pontos de (valor) máximo global. Observe o que ocorre com o vetor gradiente ao aproximarmos o ponto deste pontos
Definição: Seja . Um ponto é denominado ponto crítico se ou caso uma das derivadas parciais não existirem. Um ponto crítico, o qual as derivadas parciais existem, pode ser definido como um ponto de máximo, mínimo ou nenhum dos dois. Um exemplo de ponto crítico que não é máximo nem mínimo é um ponto de sela. A seguir vem um exemplo onde a origem é um máximo na direção e o mínimo na direção .
Definição: Seja . Se possui todas as derivadas parciais de segunda ordem em um conjunto aberto , podemos definir a matriz abaixo, que é chamada de matriz Hessiana de em . Neste capítulo abordaremos apenas o caso . Seja , teremos a seguinte matriz A determinante da matriz Hessiana é denominada Hessiano de e, o caso de é apresentado a seguir Caso seja de classe em teremos que , logo a matriz Hessiana será simétrica, representada abaixo , e seu Hessiano será
Critério de Sylvester: Seja uma função de classe em um aberto e seja , tal que e , então i) Se e , então é um ponto de mínimo local da função . ii) Se e , então é um ponto de máximo local da função . iii) Se então é um ponto de sela da função .
Observações: O critério anterior nada afirma sobre o ponto nestes casos: a) b) e Este critério é também conhecido como " O teste das derivadas parciais de segunda ordem". Nos applets abaixo é possível observar funções que apresentam pontos críticos com comportamentos distintos. Com as informações já apresentadas, tente definir quais pontos críticos representam cada tipo de valor ou o caso onde temos ponto de sela. Boa sorte e divirta-se! OBS: No último applet não é apresentada a derivada parcial de segunda ordem devido ao peso computacional da mesma.
* O conteúdo apresentado foi gerado através das notas da professora Denise de Oliveira Pinto, do Departamento de Matemática Aplicada da Universidade Federal Fluminense*