Ejercicio de formas cuadráticas 14 resuelto: Beneficios positivos y pérdidas según combinaciones de productos

✓ Solución revisada y verificada

Enunciado

B(X₁,X₂,X₃)=2X₁²+X₂²+3X₃²−8X₁X₂+X₂X₃.
a) Expresar matricialmente.
b) Clasificar.
c) Indicar si hay combinaciones con beneficio y otras con pérdida.
d) Estudiar si B>0 cuando X₃=2X₁.
e) Estudiar si B>0 cuando X₂=2X₁.
Ver solución paso a pasoDesarrollo, resultado e interpretación

Desarrollo paso a paso

1. Matriz

A=[[2,-4,0],[-4,1,1/2],[0,1/2,3]].

2. Clasificación global

Δ₁=2>0, Δ₂=−14<0 y det(A)=−85/2. Hay valores propios de ambos signos ⇒ indefinida. Por tanto existen combinaciones con B>0 y otras con B<0.

3. Restricción X₃=2X₁

B=14X₁²−6X₁X₂+X₂².

Matriz [[14,−3],[-3,1]], con menores 14 y 5 ⇒ definida positiva. Sí se garantizan beneficios para producción no nula.

4. Restricción X₂=2X₁

B=−10X₁²+2X₁X₃+3X₃².

Su determinante es −31, luego es indefinida: no puede garantizarse beneficio positivo.

Método utilizado

Clasificación de forma cuadrática y restricciones lineales

Resultado final

La matriz es A=[[2,-4,0],[-4,1,1/2],[0,1/2,3]]. La forma es indefinida. Con X₃=2X₁ la forma restringida es definida positiva; con X₂=2X₁ es indefinida.

Interpretación del resultado

Sin restricciones existen combinaciones con beneficios y otras con pérdidas. La política X₃=2X₁ elimina la zona de pérdidas; la política X₂=2X₁ no lo hace.

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