Нужно найти экстремали функционала

при условии

также учитывая, что

.
Общий метод такой: искать нужно на самом деле экстремали функционала

и потом поставлять в три условия. Варьировать такой функционал не проблема, дифур решается несложно, получается, что

Но вот подставление в условия дает такую неприятную муть, что я начинаю сомневаться, правильно ли я вообще делаю. Подскажите, может в условиях какая-то ошибка?