Tienes la expresión de una función de dos variables que es continua, y con derivadas parciales parciales primeras y segundas continuas, en R2:
f(x,y) = -x2 -y2 + 2xy + 12y - 4y3 (1).
Luego, planteas las expresiones de las funciones derivadas parciales primeras, y queda:
fx(x,y) = -2x + 2y (2),
fy(x,y) = -2y + 2x + 12 - 12y2 (3).
Luego, planteas las expresiones de las funciones derivadas parciales segundas, y queda:
fxx(x,y) = -2 (4),
fxy(x,y) = 2 (5),
fyx(x,y) = 2 (5),
fyy(x,y) = -2 - 24y (6),
y observa que las expresiones señaladas (5) coinciden, tal como establece el Teorema de Claireaut.
Luego, planteas la condición de punto estacionario, y tienes el sistema de dos ecuaciones:
fx(x,y) = 0,
fy(x,y) = 0;
luego, sustituyes las expresiones señaladas (2) (3), y queda:
-2x + 2y = 0, aquí sumas 2x y luego divides por 2 en ambos miembros, y queda: y = x (7),
-2y + 2x + 12 - 12y2 = 0;
luego, sustituyes la expresión señalada (7) en la segunda ecuación, reduces términos semejantes (observa que tienes cancelaciones, y queda:
12 - 12x2 = 0, aquí restas 12 y luego divides por -12 en ambos miembros, y queda:
x2 = 1, extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y tienes dos opciones:
a)
x = -1, que al reemplazar en la ecuación señalada (7) queda: y = -1,
por lo que tienes el punto estacionario: A(-1,-1),
que al evaluar en la expresión de la función señalada (1) queda:
f(-1,-1) = -1 - 1 + 2 -12 + 4 = -8;
luego, evalúas las expresiones de las funciones derivadas parciales segundas señaladas (4) (5) (6), y queda:
fxx(-1,-1) = -2 < 0,
fxy(-1,-1) = 2,
fyx(-1,-1) = 2,
fyy(-1,-1) = -2 - 24(1) = -2 - 24 = -26;
luego, planteas la expresión del discriminante hessiano para este punto estacionario, y queda:
H(1,1) = fxx(1,1)*fyy(1,1) - fxy(1,1)*fyx(1,1) = -2*(-26) - 2*2 = 52 - 4 = 48 > 0;
luego, de acuerdo con el Criterio de las Derivadas Segundas, tienes que la función alcanza un Mínimo Relativo en el punto B(1,1), y el valor de la función para él es: f(1,1) = -8;
b)
x = 1, que al reemplazar en la ecuación señalada (7) queda: y = 1,
por lo que tienes el punto estacionario: B(1,1),
que al evaluar en la expresión de la función señalada (1) queda:
f(1,1) = -1 - 1 + 2 +12 - 4 = 8.
luego, evalúas las expresiones de las funciones derivadas parciales segundas señaladas (4) (5) (6), y queda:
fxx(1,1) = -2 < 0,
fxy(1,1) = 2,
fyx(1,1) = 2,
fyy(1,1) = -2 - 24(-1) = -2 + 24 = 22;
luego, planteas la expresión del discriminante hessiano para este punto estacionario, y queda:
H(-1,-1) = fxx(-1,-1)*fyy(-1,-1) - fxy(-1,-1)*fyx(-1,-1) = -2*22 - 2*2 = -44 - 4 = -48 < 0;
luego, de acuerdo con el Criterio de las Derivadas Segundas, tienes que la función alcanza un Máximo Relativo en el punto A(-1,-1), y el valor de la función para él es: f(-1,-1) = 8.
Espero haberte ayudado.