Plantea un punto genérico P(x,y) perteneciente a la parábola, por lo que tienes que su ordenada queda expresada:
y = 10x2 - 9x - 88/9 (1).
Luego, plantea la expresión de la "distancia cuadrática" entre el punto A(52,-4) y el punto P(x,y):
d(A,P)2 = (x - 52)2 + (y + 4)2, sustituyes la expresión señalada (1), reduces numéricos en el segundo agrupamiento, y queda:
d(A,P)2 = (x - 52)2 + (10x2 - 9x - 52/9)2.
Luego, tienes la expresión de la función:
f(x) = (x - 52)2 + (10x2 - 9x - 52/9)2(2);
luego, plantea la expresión de la función derivada primera:
f ' (x) = 2*(x - 52) + 2*(10x2 - 9x - 52/9)*(20x - 9), desarrollas términos, y queda:
f ' (x) = 2x - 104 + 400x3 - 180x2 - 360x2 + 162x - 2080x/9 + 104,
reduces términos semejantes (observa que tienes cancelaciones), ordenas términos, y queda:
f ' (x) = 400x3 - 540x2 - 604x/9 (3);
luego, plantea la expresión de la función derivada segunda:
f ' ' (x) = 1200x2 - 1080x - 604/9 (4).
Luego, plantea la condición de punto crítico (posible máximo o posible mínimo):
f ' (x) = 0, sustituyes la expresión señalada (3), y queda:
400x3 - 540x2 - 604x/9 = 0, multiplicas en todos los términos de la ecuación por 9/4, y queda:
900x3 - 1215x2 - 151x = 0, extraes factor común, y queda:
x*(900x2 - 1215x - 151) = 0,
luego, por anulación de un producto, tienes dos opciones:
a)
x = 0,
luego evalúas en la expresión de la derivada segunda señalada (4), y queda:
f ' ' (0) = - 404/9 < 0, por lo que tienes que la gráfica de la función es cóncava hacia abajo en este punto crítico, por lo que tienes un máximo local,
luego, reemplazas en la ecuación de la parábola, y queda: y = - 88/9, por lo que tienes el punto: P1(0,-88/9), y observa que es un máximo local porque la parábola es una curva infinita;
b)
900x2 - 1215x - 151 = 0,
que es una ecuación polinómica cuadrática cuyas soluciones son:
b1)
x ≅ -0,1146,
luego evalúas en la expresión de la derivada segunda señalada (4), y queda:
f ' ' (-0,1146) ≅ 87,8877 > 0, por lo que tienes que la gráfica de la función es cóncava hacia arriba en este punto crítico, por lo que tienes un mínimo local, luego, reemplazas en la ecuación de la parábola, y queda: y ≅ -8,6150, por lo que tienes que el punto P2(-0,1146,-8,6150);
b2)
x ≅ 1,4646,
luego evalúas en la expresión de la derivada segunda señalada (4), y queda:
f ' ' (1,14646) ≅ 925,1847 > 0, por lo que tienes que la gráfica de la función es cóncava hacia arriba en este punto crítico, por lo que tienes un mínimo local, luego, reemplazas en la ecuación de la parábola, y queda: y ≅ -8,6150, por lo que tienes que el punto P3(1,4646,-8,6150);
luego, evalúas la expresión de la función señalada (2) para los dos puntos en los que alcanza mínimos locales, y tienes:
f(-0,1146) ≅ 2737,2302,
f(1,4646) ≅ 2560,0335;
por lo que tienes que la función alcanza mínimo absoluto en el punto: P3(1,4646,-8,6150),
cuya distancia al punto A(52,-4) queda: d(A,P2) ≅ √(2560,0335) ≅ 50,5968,
que es la distancia mínima entre el punto A y la parábola.
Espero haberte ayudado.