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1 Responsabilidade hoje, sucesso sempre! FAMEG- Faculdade Metropolitana de Guaramirim - Grupo UNIASSELVI Rodovia BR 280, Km 60 - nº 15.885 - Cx. Postal 244 - Bairro Imigrantes Guaramirim - SC - CEP: 89.270-000 - Fone/Fax: (47) 3373-9800 http://www.grupouniasselvi.com.br Cálculo Diferencial e Integral 1 – Engenharias Professora Cristina Oening UNIDADE 2- DERIVADA Aula 1 Interpretação física 2 Responsabilidade hoje, sucesso sempre! Usaremos a denotação: �´��� = lim →� ��� + ℎ� − ���� ℎ 1) Usando a definição, determinar a derivada da função f(x) e calcular a derivada no ponto x. a) ���� = �� + 1, no ponto � = 5 b) ���� = 9 − ��, no ponto � = −2 c) ���� = 2��, no ponto � = 2 d) ���� = �� + 3�, no ponto � = 2 e) ���� = 5�� − 3� + 7, no ponto � = 1 f) ���� = ����, no ponto � = 0 a) �´��� = 2�, �´�5� = 10 b) �´��� = −2�, �´�−2� = 4 c) �´��� = 6��, �´�2� = 24 d) �´��� = 4�� + 3, �´�2� = 35 e) �´��� = 10� − 3, �´�1� = 7 f) �´��� = − �� ����� �´�0� = −1 2) Determinar a inclinação da reta tangente à curva y = x no ponto em que x = 4. R.:1/4 3) Determinar a inclinação da reta tangente à curva y = x² + 2x +1 no ponto (1, 4).R.:4 4) Um ponto material descreve uma trajetória retilínea, obedecendo à função horária ! = 3 − 6" + "�. No SI a) Determine as funções horárias da velocidade e aceleração. R.: # = −6 + 2" % & = 2'/)� b) Calcule a velocidade do ponto material no instante 10s. R.: # = 14'/) 5) Um corpo de desloca sobre uma trajetória retilínea de acordo com a função horária ! = *� "� − ". SI a) Qual a velocidade do corpo no instante 6 segundos? R.: # = 269'/) b) Em que instante a velocidade do corpo é 66,5 m/s? R.: " = 3) c) Qual a aceleração do corpo no instante 2 segundos? R.: & = 30'/)� 3 Responsabilidade hoje, sucesso sempre! Aula 2- Regras de derivação Derivada de uma função constante. Se k é uma constante e f(x) = k para todo x, então f’(x) = 0. Seja f(x) = 5 → f’(x) = 0. Ex.: f(x) = -3→ f’(x) = 0 Derivada de uma função potência Se n é um número inteiro positivo e f(x) = x n , então:f’(x) = n. x n-1 Seja f(x) = x 5 → f’(x) = 5x4. Derivada de uma função multiplicada por k. Sejam f uma função, k uma constante e g a função definida por g(x) = k.f(x), então: g’(x) = k.f’(x). Ex.: f(x) = 8x 2 → f’(x) = 8.(2x) = 16x. f(x) = 2x3→ f’(x) = 6x2 Derivada da Soma: Sejam f e g duas funções e h a função definida por h(x) = f(x) + g(x). A derivada da soma é: h’(x) = f’(x) + g’(x). Ex.:f(x) = 3x 4 + 8x + 5 →f’(x) = 3.(4x 3 ) + 8.1 + 0 = f’(x) = 12x 3 + 8 + = ,. . → +´ = ,.´ + = . + # → +´ = .´ + #´ 6) Calcular as derivadas: a) + = 5 b) + = −8 c) + = �� d) + = �* e) + = ��� f) + = ��,� g) + = �0� h) + = �0� i) + = 5� j) + = −6� k) + = 0,4� l) + = −20� m) + = �� � n) = �� � o) + = −0,9� p) + = 4,95� q) + = 3�� r) + = 5�� s) + = −4�� t) + = 10�� u) + = −4�� v) + = 0,8�� w) + = 3�� x) + = �� �* y) + = �� + 3� + 1 z) + = −�� − 10� + 50 aa) + = 3�� + 4� − 10 bb) + = 10�� − 6�� + 1 cc) + = 0,4�� − 5� + 4 dd) + = �� − 3�� + 12 ee) + = �1� − 4�� + 2� + 1 ff) + = 4�� − 10 gg) + = � ���* hh) + = √� + 5 ii) + = �� − ��� jj) = �� − �*� kk) + = √�1 + 4 ll) + = ��10���* mm) + = 0�1� + 10 nn) + = − �13 + 4�� − �� � + 10 a) 0 b) 0 c) 3�� d) 5�� e) 20��4 f) 2,4��,� g) −�0� h) −4�0* i) 5 j) -6 k) 0,4 l) -20 m) 1/3 n) 3/4 o) -0,9 p) 4,95 q) 6� r) 10� s) −8� t) 30�� u) −12�� v) 2,4�� w) 12�� x) 5/4�� y) 2� + 3 z) −2� − 10 aa) 6� + 4 bb) 30�� − 12� cc) 0,8� − 5 dd) 3�� − 6� ee) �� − 8� + 2 ff) 16�� gg) ��* hh) ��√� ii) 2� + 20� 0� jj) 3�� + 15�0� kk) �� √� 1 ll) ��� 0�� * mm) 0�� � nn) − � � �� + 8� − �� Obs.: Exercícios retirados da página 142 do livro Matemática para cursos superiores. Autor: Sebastião Medeiros da Silva, 2013, Atlas. 4 Responsabilidade hoje, sucesso sempre! Aula 3: Derivada do produto e do quociente Derivada do Produto: + = .. # → +´ = .´. # + .. #´ Ex.: ���� = ���3� − 1� Derivada do quociente: + = 56 → +´ = 5 ´6056´ 6 Não esquecer: 7) Calcular a função derivada de cada uma das funções a seguir: a) + = ����� , � ≠ − �� b) + = ���� , � ≠ −1 c) + = ������ , � ≠ −10 d) + = ����0� , � ≠ −1 e) + = �� �� , � 8 9 f) + = ���0� , � ≠ 1 g) + = 0:��� , � ≠ −4 h) + = ����* , � ≠ −5 i) + = � *��� , � ≠ − �* j) + = 03���� , � ≠ − �� a) +´ = ������� b) +´ = − ������ c) +´ = �������� d) +´ = − ���0�� e) +´ = − ���� ��� f) +´ = ����0�� g) +´ = :����� h) +´ = �����*� i) +´ = *� ��� �*���� j) +´ = �� ������ Obs.: Exercícios retirados da página 150 do livro Matemática para cursos superiores. Autor: Sebastião Medeiros da Silva, 2013, Atlas. Responsabilidade hoje, sucesso sempre! 5 8) Calcule as derivadas das funções: 1. f(r) = πr² 2. f(x) = 3x² + 6x – 10 3. f(w) = aw² + b 4. f(x) = 14 - 3 2 1 −x 5. f(x) = (2x + 1)(3x² + 6) 6. f(x) = (7x – 1)(x + 4) 7. f(x) = (3x 5- 1)(2 - x 4 ) 8. )35()35( 3 2 )( 1 +−= − xxxf 9. f(x) = (x - 1)(x + 1) 10. f(s)= (s² - 1)(3s – 1)(5s³ + 2s) 11. f(x) = 7(ax² + bx + c) 12. f(u) = (4u² - a)(a – 2u) 13. f(x) = 13 42 − + x x 14. f(t) = 1 1 + − t t 15. 1 15²3 )( − −+= t tt tf 16. f(t) = 2 ²2 − − t t 17. ²5 4 )( x x xf − −= 18. f(x) = 22 75 − + x x 19. f(x) = ( )xx x x 6²3. 2 1 + + + 20. f(t) = bt at − − 2)( 21. 54 53 )( xx xf += 22. 6 4 2 2 1 )( x xxf += Responsabilidade hoje, sucesso sempre! 6 Aula 4: Derivação das funções elementares Função Derivada + = �; , < ≠ 0 +´ = <�0� + = ln � +´ = 1� + = ln . +´ = . ´ . + = %� +´ = %� + = &� , & > 0 % & ≠ 1 +´ = &� ln & + = logA � +´ = 1� ln & + = cos � +´ = −)%D� + = )%D� +´ = EF)� Exemplos: 9) Calcule as derivadas: a) + = 4�. %� b) + = ��GD� c) + = 3��%� d) + = �1 + ��GD� e) + = 3%� f) + = 4. 3� g) + = 4� h) + = 2� i) + = 5 ln � j) + = 7EF)� k) + = 2)%D� l) y = log� � m) + = 3%� + GD� n) + = 3�� + 5%� o) + = 3�0* − 5 ln � p) + = ��%� q) + = %�GD� r) + = ��GD� a) +´ = 4�%� + 4�%� b) +´ = ��2GD� + 1� c) +´ = �%��6 + 3�� d) +´ = GD� + �� + � e) +´ = 3%� f) +´ = 4. 3�GD3 g) +´ = 4�GD4 h) +´ = 2�GD2 i) +´ = 5/� j) +´ = −7)%D� k) +´ = 2EF)� l) +´ = 1/��GD3� m) +´ = 3%� + 1/� n) +´ = 12�� + 5%� o) +´ = −15�03 − 5/� p) +´ = 2�� + ��%� q) +´ = %�GD� + %�/� r) +´ = 3��GD� + �� s) t) Responsabilidade hoje, sucesso sempre! 7 Aula 5: Regra da Cadeia 10) Determinar as derivadas das funções abaixo: 1. ��� + 4��I 2. √1 + 2� + ��J 3. ��KJ���1 4. cos�&� + ��� 5. %0L� 6. �1 + 4��*�3 + � − ���: 7. �"� − 1���"� + 1�� 8. �2� − 5���8�� − 5�0� 9. ���� = ��� − � + 1�� 10. ���� = �1 + ��� 1 11. ��"� = M1 + "N"1 12. + = ��� + 1�√�� + 21 13. + = %0*�EF�3� 14. + = 10�0� Gabarito 1. 7��� + 4��3�3�� + 4� 2. ���� � O�������1�1J 3. 0��K1 �KJ���J 4. −3��)%D�&� + ��� 5. −'%0L� 6. 4�1 + 4����3 + � − ���I�17 + 9� − 21��� 7. 12"��"� − 1���"� + 1���2"� + " − 1� 8. 8�2� − 5���8�� − 5�0� − 48�2� − 5���8�� −5−4 9. 3��� − � + 1���2� − 1� 10. :�1 � √���J1 11. PQR K � M���KSK� 1 12. – 13. 14. Responsabilidade hoje, sucesso sempre! 8 11) Determinar as derivadas das funções: a) f(x)= ( )1037²3 −+ xx b) f(t)= 4 1 − t t c) f(x)=2e 76²3 ++ xx d) f(u)= 13 2 −u u e) f(t)= ( ) ( ) 47 136²7 −+ ttt f) f(x)= ( )3 226²3 −+ xx g) f(x)=2 xx 6²3 + h) f(t)= 3 3²2 17 + + t t i) f(x)= 535 )62( 3 1 −+ xx j) f(x)= 36 )13()25( −− xx k) ( ) 3/125²4 −+− tt l) f(x)= (3x² + 6x) ² 110 x − m) f(x)= (2x – 5) x x − + + 1 14 n) f(x)= 13 132 ²7 5 ++ + x x x o) f(x)=e x p) f(x)=sen (2x + 4) q) f(x)=2cos (2x² - 3x + 1 )Gabarito a) ( ) ( )( )92 3737060' −++= xxxxf b) ( ) + −= 2 3 1 1 1 4' tt ttf c) ( ) ( ) 763 21212' +++= xxexxf d) ( ) ( )213 2 ' − −= u uf e) )]614)(13(7)6²7(12³[13()6²7( 6 +−++−+ ttttttt f) 3 26²3 )1(4 −+ + xx x g) 2 2ln)1(66²3 ++ xxx h) 4)3²2( )214²14)²(17(3 − +−−+ t ttt i) )95()62( 3 10 44435 −− −+ xxxx j) ( ) ( ) )48135(1325 25 −−− xxx k) )58()25²4( 3 1 3/4 −+−− − ttt l) ³ 2 )1()6²3(60 9 x xxx +++ m) 8(2x – 5)³- xx 2 1 )²1( 1 − + n) 2/15/15/6 )13( 2 3 )13(7)13²( 10 21 −−− +++++− xxxxx o) x e x 2 p) 2cos(2x+4) q) -2sen(2x² - 3x + 1)(4x - 3)
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