Thomas 11ed , Capítulo 14 , Seção 14.6 , Exercício 50

Índice do Banco de Exercícios de Cálculo 3 -> Planos tangentes e diferenciais

Enunciado

Exercício 50

A resistência R produzida por resistores R1 e R2 ohms em paralelo pode ser calculada a partir da fórmula:

1/R

a) Mostre que

dR

b) Você projetou um circuito com dois resistores em paralelo com resistências R1=100 Omega e R2=400 Omega , mas sempre existe uma variação na fabricação e os resistores recebidos por sua empresa provavelmente não terão os valores exatos. O valor de R será mais sensível a variações em R1 ou em R2? Justifique sua resposta.

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Solução

a) O primeiro passo é calcular as derivdas parciais da função R = R(R1, R2). Para isso, usando as regras de derivação em uma variável, obtém-se que

Diff(1/R1,R1)

e

Diff(1/R(R1,R2),R1)

Logo, derivando a igualdade 1/R parcialmente em relação a R1, segue-se que

-1/R(R1,R2)^2*diff(R(R1,R2),R1)

Assim, omitindo por simplicidade as variáveis R1 e R2, obtém-se que

Diff(R,R1)

Analogamente obtém-se que

Diff(R,R2)

Agora, basta usar a expressão de dR para obter que

dR

`

b) Se R1 = 100 Omega e R2 = 400 Omega , então

Isto é, o coeficiente de dR1 é maior do que o coeficiente de dR2. Da expressão de dR segue-se então que R será mais sensível a variações em R1.

Esse exemplo ilustra um princípio geral de sensibilidade: em torno de um ponto, a variação de uma função é mais sensível na direção da variável que tiver a maior derivada parcial.


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André Brandão


Publicado em: 05/10/2008
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