Ejercicio de optimización 32 resuelto: Utilidad logarítmica sobre una esfera

✓ Solución revisada y verificada

Enunciado

f(x,y,z)=ln x+ln y+3ln z sobre x²+y²+z²=5, con x,y,z>0. Estudiar extremos.
Ver solución paso a pasoDesarrollo, resultado e interpretación

Desarrollo paso a paso

1. Lagrange

1/x=2λx; 1/y=2λy; 3/z=2λz.

De aquí x²=y²=1/(2λ), z²=3/(2λ).

2. Esfera

x²+y²+z²=5 ⇒ λ=1/2. Como x,y,z>0: x=y=1,z=√3.

Método utilizado

Lagrange y concavidad

Resultado final

Máximo global en (x,y,z)=(1,1,√3), con f=(3/2)ln3. No existe mínimo finito en la región positiva abierta.

Interpretación del resultado

Al acercarse a cualquiera de los planos coordenados, algún logaritmo tiende a −∞; por eso sólo existe máximo.

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