@boanini: Potresti usare il metodo grafico con le curve di livello per interpretare ciò che viene fuori dai conti con la lagrangiana.
Il vincolo è la circonferenza \( \displaystyle \Gamma \) di centro \( \displaystyle (0,0) \) e raggio \( \displaystyle 1 \) .
Le curve di livello di \( \displaystyle f \) , ossia le curve d'equazione \( \displaystyle f(x,y)=k \) (con \( \displaystyle k\in \mathbb{R} \) ), sono le iperboli del fascio:
\( \displaystyle (x-1)^2-y^2=k \)
per \( \displaystyle k\neq 0 \) , oppure la coppia di rette:
\( \displaystyle (x-1+y)\ (x-1-y)=0 \)
per \( \displaystyle k=0 \) .
Disegnamole:
La freccia
magenta indica il verso dei valori crescenti del parametro \( \displaystyle k \) ; in
blu le curve di livello corrispondenti ai \( \displaystyle k<0 \) , in
nero le due rette corrispondenti a \( \displaystyle k=0 \) ed in
rosso le curve corrispondenti ai \( \displaystyle k>0 \) ; in
verde il vincolo.
Si vede che esistono \( \displaystyle k_1<0
k_2 \) le curve di livello non intersecano il vincolo; per \( \displaystyle k_1Quindi i punti di tangenza dell'iperbole \( \displaystyle (x-1)^2-y^2=k_1 \) col vincolo sono punti di minimo assoluto ed il valore \( \displaystyle k_1 \) è il minimo di \( \displaystyle f \) sul vincolo; viceversa il punto di tangenza dell'iperbole \( \displaystyle (x-1)^2-y^2=k_2 \) col vincolo è un punto di massimo assoluto ed il valore \( \displaystyle k_2 \) è il massimo di \( \displaystyle f \) sul vincolo.
Ad occhio si vede che \( \displaystyle k_2=2 \) , mentre il valore di \( \displaystyle k_1 \) si trova con un po' di conti e, se non erro, è \( \displaystyle k_1=-\frac{1}{2} \) .
I punti di tangenza con l'iperbole \( \displaystyle (x-1)^2-y^2=k_1 \) sono \( \displaystyle (\pm \tfrac{1}{2} ,\tfrac{\sqrt{3}}{2}) \) e sono di minimo assoluto; il punto di tangenza sull'iperbole \( \displaystyle (x-1)^2-y^2=k_2 \) è \( \displaystyle (-1,0) \) ed è di massimo assoluto.
Outside a dog, a book is man's best friend. Inside a dog, it's too dark to read. (Groucho Marx)