Thomas 11ed , Capítulo 14 , Seção 14.4 , Exercício 7

Índice do Banco de Exercícios de Cálculo 3 -> Regra da cadeia

Enunciado

Exercício 7

Considere a função z = z(x,y) , onde x = x(u,v) e y = y(u,v) . Considere ainda a função composta Z = Z(u,v) .

a) Expresse Diff(Z,u) e Diff(Z,v) como funções de u e v usando a Regra da Cadeia e também expressando Z diretamente em termos de u e v antes de diferenciar.

b) Calcule Diff(Z,u) e Diff(Z,v) no ponto ( u , v ) = (2, Pi/4 ).

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Solução

a) Pela Regra da Cadeia, tem-se que

Diff(Z(u,v),u) ,

e basta agora calcular cada um desses termos separadamente. Para isso, observe que

Diff(z(x,y),x) e Diff(z(x,y),y)

e portanto

Diff(z(x(u,v),y(u,v)),x) = 4*u*cos(v)*ln(u*sen(v))

e

Diff(z(x(u,v),y(u,v)),y) = 4*u*cos(v)/(u*sen(v))

Além disso, as derivadas parciais de x( u , v ) e y( u , v ) são dadas por

Diff(x(u,v),u) e Diff(y(u,v),u)

Substituindo esses valores na Regra da Cadeia, obtém-se que

Diff(Z(u,v),u)

De maneira inteiramente análoga, calcula-se a derivada

Diff(Z(u,v),v)

Outra forma é expressar diretamente a função Z em termos de u e v . Substituindo as expressões de x = x( u , v ) e y = y( u , v ) na expressão de z = z(x, y), obtém-se que

Z(u,v) ,

e basta agora calcular as derivadas parciais dessa função. É claro que as expressões dessas derivadas são as mesmas obtidas anteriormente.

b) Calculando as derivadas acima no ponto ( u , v ) = (2, Pi/4 ) obtém-se que

Diff(Z(2,Pi/4),u) e Diff(Z(2,Pi/4),v)


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Karina Lacerda


Publicado em: 15/02/2007
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