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Lista_de_exercicios_de_Calculo_II_Difere

Lista de exercícios de Cálculo II sobre diferenciabilidade e diferencial. Inclui verificação por definição, checagem na origem, derivadas parciais, planos tangentes, gradiente, diferenciais, aproximações de erro e aplicações (cilindro, área, diagonal), com respostas e exemplo resolvido.

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Questões resolvidas

2. Verificar se as funções dadas são diferenciais na origem:

a¿ f (x , y )=√ x2/3+ y2/3
b¿ f ( x , y )={ 2 x5 / (x2+ y2), se ( x , y )≠(0 ,0) 0 , se ( x , y )=(0 ,0)
c¿ f ( x , y )=x+ y
d ¿ f ( x , y )={ y4+3 x2 / (x2+2 y x3) , se ( x , y )≠(0 ,0) 0 , se ( x , y )=(0 ,0)

3. Dada a função f ( x , y )={2x+ y−3 , se x=1ou y=1 0 , se x≠1ou y≠1. a) Calcular ∂ f / ∂ x (1,1 ). b) Calcular ∂ f / ∂ y (1 ,1 ). c) f é diferenciável em (1,1)?

4. Determinar, se existir, o plano tangente ao gráfico das funções dadas, nos pontos indicados:

a¿ f (x , y )=√1−x2− y2 ; P1 (0 ,0 ,1 ) e P2( 12 , 1/2 , √2/2 )
b¿ f (x , y )=xy ; P1 (0 ,0 ,0 ) e P2 (1 ,1 ,1 )
c ¿ f ( x , y )=√( x−1 )2+( y−1 )2 ; P1 (1 ,1 ,0 ) e P2 (1,2 ,1 )
d ¿ f ( x , y )=2x2−3 y2 ; P1 (0 ,0 ,0 ) e P2 (1 ,1 ,−1 )
e ¿ f ( x , y )=1/√ x2+ y2 ;P1(1,1 , √2/2 )e P2 (0 ,0 ,1 )

5. Determinar o vetor gradiente das funções dadas nos pontos indicados:

a¿ f (x , y )=x √x2+ y2; P (1,1)
b¿ f (x , y )=x2 y+3xy+ y2; P(0 ,3)
c ¿ f (x , y )=sen(3 x+ y ); P(0 , π/2)
d¿ f (x , y )=√4−x2− y2; P(0 ,0)
e ¿ f ( x , y )=x2+ y2−3 ; P(0 ,0)
f ¿ f (x , y )=x y−sen (x2+ y2) ; P( π/2 ,0)

7. Calcular a diferencial das funções dadas:

a¿ z=sen2 ( x+ y )
b¿ z=x . ex + y − y
c¿ f (u , v ,w )=u2+ ln (v )−w2
d ¿ f ( x , y , z )=x2+ y2+z2 / (x+ y+ z)

10. Um terreno tem a forma retangular. Estima-se que seus lados medem 1200m e 1800m, com erro máximo de 10 m e 15m, respectivamente. Determinar o possível erro no cálculo da área do terreno.

13. Encontrar um valor aproximado para as seguintes expressões:

a¿ (1 ,01.e0,015 )7
b¿ (0,995 )4+(2,001 )3
c¿√ (3 ,99 )2+ (4 ,01 )2
d ¿1,023,001

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Questões resolvidas

2. Verificar se as funções dadas são diferenciais na origem:

a¿ f (x , y )=√ x2/3+ y2/3
b¿ f ( x , y )={ 2 x5 / (x2+ y2), se ( x , y )≠(0 ,0) 0 , se ( x , y )=(0 ,0)
c¿ f ( x , y )=x+ y
d ¿ f ( x , y )={ y4+3 x2 / (x2+2 y x3) , se ( x , y )≠(0 ,0) 0 , se ( x , y )=(0 ,0)

3. Dada a função f ( x , y )={2x+ y−3 , se x=1ou y=1 0 , se x≠1ou y≠1. a) Calcular ∂ f / ∂ x (1,1 ). b) Calcular ∂ f / ∂ y (1 ,1 ). c) f é diferenciável em (1,1)?

4. Determinar, se existir, o plano tangente ao gráfico das funções dadas, nos pontos indicados:

a¿ f (x , y )=√1−x2− y2 ; P1 (0 ,0 ,1 ) e P2( 12 , 1/2 , √2/2 )
b¿ f (x , y )=xy ; P1 (0 ,0 ,0 ) e P2 (1 ,1 ,1 )
c ¿ f ( x , y )=√( x−1 )2+( y−1 )2 ; P1 (1 ,1 ,0 ) e P2 (1,2 ,1 )
d ¿ f ( x , y )=2x2−3 y2 ; P1 (0 ,0 ,0 ) e P2 (1 ,1 ,−1 )
e ¿ f ( x , y )=1/√ x2+ y2 ;P1(1,1 , √2/2 )e P2 (0 ,0 ,1 )

5. Determinar o vetor gradiente das funções dadas nos pontos indicados:

a¿ f (x , y )=x √x2+ y2; P (1,1)
b¿ f (x , y )=x2 y+3xy+ y2; P(0 ,3)
c ¿ f (x , y )=sen(3 x+ y ); P(0 , π/2)
d¿ f (x , y )=√4−x2− y2; P(0 ,0)
e ¿ f ( x , y )=x2+ y2−3 ; P(0 ,0)
f ¿ f (x , y )=x y−sen (x2+ y2) ; P( π/2 ,0)

7. Calcular a diferencial das funções dadas:

a¿ z=sen2 ( x+ y )
b¿ z=x . ex + y − y
c¿ f (u , v ,w )=u2+ ln (v )−w2
d ¿ f ( x , y , z )=x2+ y2+z2 / (x+ y+ z)

10. Um terreno tem a forma retangular. Estima-se que seus lados medem 1200m e 1800m, com erro máximo de 10 m e 15m, respectivamente. Determinar o possível erro no cálculo da área do terreno.

13. Encontrar um valor aproximado para as seguintes expressões:

a¿ (1 ,01.e0,015 )7
b¿ (0,995 )4+(2,001 )3
c¿√ (3 ,99 )2+ (4 ,01 )2
d ¿1,023,001

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Lista de exercícios de Cálculo II
Assunto: Diferenciabilidade e Diferencial.
1. Usando a definição verificar que as funções dadas são diferenciáveis.
2. Verificar se as funções dadas são diferenciais na origem:
3. Dada a função 
.
a) Calcular 
b) Calcular 
c) f é diferenciável em (1,1)?
4. Determinar, se existir, o plano tangente ao gráfico das funções dadas, nos pontos indicados:
 
 
 
 
5. Determinar o vetor gradiente das funções dadas nos pontos indicados:
 
 
6. Calcular a diferencial das funções dadas nos pontos indicados:
7. Calcular a diferencial das funções dadas:
8. Determinar o erro decorrente de tomarmos a diferencial dz como uma aproximação do acréscimo , para as seguintes situações:
; (x,y) passando de (1,2) para (1,01; 2,01).
; (x,y) passando de (1,2) para (1,01; 2,01).
; (x,y) passando de (2,4) para (2, 1; 4,2).
 9. Usando diferencial, obter o aumento aproximado do volume de um cilindro circular reto, quando o raio da base varia de 3cm para 3,1cm e a altura varia de 21cm para 21,5cm.
 10. Um terreno tem a forma retangular. Estima-se que seus lados medem 1200m e 1800m, com erro máximo de 10 m e 15m, respectivamente. Determinar o possível erro no cálculo da área do terreno.
 11. Um material está sendo escoado de um recipiente, formando uma pilha cônica. Em um dado instante, o raio da base é de 12cm e a altura é 8 cm. Usando diferencial, obter uma aproximação da variação do volume, se o raio da base varia para 12,5cm e a altura para 7,8cm. Comparar o resultado obtido com a variação exata do volume.
 12. Considerar um retângulo com lados a=5cm e b=2cm. Como vai variar, aproximadamente, a diagonal desse retângulo se o lado a aumentar 0,002cm e o lado b diminuir 0,1cm?
 13. Encontrar um valor aproximado para as seguintes expressões:
 
Respostas:

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