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Esercizi svolti · Scheda 3

Punti critici con Hessiana degenere e studio diretto del segno

Teoria usata: Classificazione con la matrice HessianaStudio diretto del segnoPunto di sella

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Esercizio 1

Determinare e classificare i punti critici della funzione

L’unico punto critico è l’origine. Il determinante della Hessiana è nullo, quindi il criterio non decide e si studia direttamente il segno della differenza . La differenza è la somma dei due termini e , entrambi non negativi, perciò è in tutto il piano e l’origine è un punto di minimo assoluto, con valore . Il minimo è anche stretto, dato che la somma si annulla soltanto quando e insieme.

Esercizio 2

Determinare e classificare i punti critici della funzione

Anche qui l’unico punto critico è l’origine e la Hessiana è degenere, con la stessa matrice dell’esercizio precedente: il criterio non distingue le due situazioni, che invece sono diverse. Per lo studio diretto si osserva la restrizione all’asse , che vale e cambia segno attraversando l’origine. Quindi in ogni intorno dell’origine la funzione assume valori sia maggiori sia minori di , perciò l’origine è un punto di sella. Per escludere un estremo è sufficiente una restrizione su cui il segno della differenza cambia.

Esercizio 3

Determinare e classificare i punti critici della funzione

Sviluppando il prodotto si ottiene e il sistema si risolve per sostituzione: dalla seconda equazione , e la prima diventa , quindi l’unico punto critico è l’origine, con Hessiana degenere. La restrizione a una retta qualsiasi per l’origine ha segno positivo vicino a : su con risulta , che per piccolo si comporta come , e sull’asse risulta . Le rette da sole suggerirebbero un minimo, ma la conclusione è un’altra: sulla parabola , che sta tra le due parabole e dove i due fattori hanno segni opposti, la funzione vale , mentre sull’asse vale . Quindi in ogni intorno dell’origine la differenza assume entrambi i segni, perciò l’origine è un punto di sella.

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