Cálculo III. Lección 2.2
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Cálculo III

Escuela de Matemáticas
Facultad de Ciencias
Universidad Industrial de Santander

Módulo 2. Derivada de funciones.
Lección 2.2 Multiplicadores de Lagrange y la integral doble en coordenadas rectangulares.

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1. Preparación de la lección

Competencias de la lección

  • Al finalizar la lección, el estudiante podrá utilizar los multiplicadores de Lagrange para encontrar los puntos óptimos (máximos o mínimos) de una función sujeta a una o más restricciones, comprendiendo el significado de las ecuaciones resultantes y cómo relacionan la función objetivo con las restricciones.
  • Entender y explicar cómo el método de Lagrange implica que los gradientes de la función objetivo y de las restricciones sean paralelos en los puntos óptimos, lo que corresponde a la interpretación geométrica del problema.
  • Resolver integrales dobles sobre regiones rectangulares, utilizando correctamente los límites de integración y aplicando la técnica de integración iterada para calcular áreas, volúmenes o valores promedio de funciones sobre dichas regiones.
  • Calcular integrales dobles sobre regiones generales (como regiones definidas por curvas), aplicando adecuadamente los límites de integración que dependen de las características de la región.
  • Resolver problemas del mundo real que involucran el cálculo de cantidades físicas sobre regiones bidimensionales, como masas distribuidas, áreas de figuras complejas, y volúmenes bajo superficies.

Catálogo de Videos

Introducción a la optimización con restricciones-Khan Academy
Multiplicadores de Lagrange: utilizar la tangencia para resolver una optimización restringida-Khan Academy
Conclusión del ejemplo presentado en la introducción a los multiplicadores de Lagrange-Khan Academy
Ejemplo de multiplicadores de Lagrange. Parte 1-Khan Academy
Ejemplo de multiplicadores de Lagrange. Parte 2-Khan Academy
El Lagrangiano-Khan Academy
Prueba del significado de los multiplicadores de Lagrange-Khan Academy
Integrales dobles 1-Khan Academy
Integrales dobles 2-Khan Academy
Integrales dobles 3-Khan Academy
Integrales dobles 4-Khan Academy
Integrales dobles 5-Khan Academy
Integrales dobles 6-Khan Academy

Catálogo de Simuladores

Optimización multivariable
Optimización de dos variables
Problema de maximización con restricciones
Optimización de funciones con n variables y k restricciones
Multiplicadores de Lagrange-Ejemplo
Multiplicadores de Lagrange, Curvas Nivel y Gradientes
Integrales dobles
Integrales dobles sobre regiones generales
Integrales dobles sobre regiones generales 2
Integrales dobles sobre una region
Integrales dobles en región rectangular
Integrales dobles en una región R

Catálogo de Libros

Carátula del Libro 1

Cálculo de varias variables (Robert Smith)

Carátula del Libro 2

Cálculo: Trascendentes tempranas (Stewart, James; Clegg, Daniel; Watson, Saleem)

Carátula del Libro 3

Cálculo de varias variables. Trascendentes tempranas (Stewart, James; Clegg, Daniel; Watson, Saleem)

Carátula del Libro 4

Cálculo de varias variables (James Stewart)

Carátula del Libro 5

Cálculo varias variables (George B. Thomas)

Carátula del Libro 6

Matemáticas III Cálculo de varias variables (Larson, Ron; Edwards, Bruce)

2. Profundización de la lección

L2.2 Multiplicadores de Lagrange y la integral doble en coordenadas rectangulares. función de varias variables.

(T2.3) Optimización restringida y multiplicadores de lagrange.

(T2.4) Integrales dobles sobre regiones rectangulares y regiones generales.

Optimización restringida y multiplicadores de lagrange.

  1. Máximos y mínimos con restricciones. (Bibliografía: Thomas p.845-848, Stewart p.976-977, Smith p.886-887).
  2. Multiplicadores de Lagrange. (Bibliografía: Thomas p.848-852, Stewart p.971-976, Smith p.887-893).

Integrales dobles sobre regiones rectangulares y regiones generales.

  1. Integrales dobles. (Bibliografía: Thomas p.870-872, Stewart p.988-992, Smith p.899-904).
  2. Integral iterada y teorema de Fubini. (Bibliografía: Thomas p.872-874, Stewart p.993-996, Smith p.905).
3. Reto de la lección

Resumen


4. Cierre de la lección

Autoevaluación

¿En qué consiste el método de los multiplicadores de Lagrange para la optimización restringida?

¿Cómo se interpretan geométricamente los multiplicadores de Lagrange en la optimización con restricciones?

¿Cómo se calculan integrales dobles sobre regiones rectangulares y qué representan?

¿Qué diferencia existe entre el cálculo de integrales dobles sobre regiones generales y sobre regiones rectangulares?

¿Cuáles son las aplicaciones del cálculo de integrales dobles en problemas de física y geometría?

Estimados estudiantes,

Ahora que hemos concluido nuestra lección, es importante reflexionar sobre lo aprendido y consolidar nuestros conocimientos. A continuación, repasaremos los puntos clave de cada tema y evaluaremos nuestra comprensión a través de algunas preguntas reflexivas.

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