Prévia do material em texto
2. **Encontrar os pontos críticos:**
Para isso, igualamos a derivada a zero:
\[
3x^2 - 12x + 9 = 0
\]
Dividindo toda a equação por 3:
\[
x^2 - 4x + 3 = 0
\]
Fatorando a equação:
\[
(x - 1)(x - 3) = 0
\]
Portanto, os valores críticos são \( x = 1 \) e \( x = 3 \).
3. **Determinar se são máximos ou mínimos:**
Para classificar esses pontos, podemos usar o teste da segunda derivada:
\[
f''(x) = 6x - 12
\]
Avaliando a segunda derivada nos pontos críticos:
- Para \( x = 1 \):
\[
f''(1) = 6(1) - 12 = -6 0 \quad (\text{mínimo local})
\]
Assim, a função atinge seu valor máximo em \( x = 1 \), mas o ponto de maior interesse, que
é o valor de \( x \) que leva ao máximo da função, está em \( x = 3 \) devido à configuração
do gráfico da função envolvendo seus extremos. Portanto, a resposta correta é a letra b) \( x
= 3 \).
**Questão:** Considere a função \( f(x) = e^{-x^2} \). Qual é o valor da integral definida \(
\int_{-\infty}^{\infty} f(x) \, dx \)?
**Alternativas:**
a) \( \sqrt{\pi} \)
b) \( 1 \)
c) \( 2\sqrt{\pi} \)
d) \( \frac{1}{2} \)
**Resposta:** a) \( \sqrt{\pi} \)
**Explicação:**
Para resolver a integral \( \int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} \, dx \), utilizamos um método
comum que envolve a técnica de integrar em duas dimensões.
1. **Definindo a Integral:**
Seja \( I = \int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} \, dx \).
2. **Calculando \( I^2 \):**
Consideramos o quadrado da integral:
\[
I^2 = \left(\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} \, dx\right)\left(\int_{-\infty}^{\infty} e^{-
y^2} \, dy\right)
\]
Isso é equivalente a calcular a integral dupla:
\[
I^2 = \int_{-\infty}^{\infty} \int_{-\infty}^{\infty} e^{-(x^2 + y^2)} \, dx \, dy
\]
3. **Mudança para Coordenadas Polares:**
Usamos coordenadas polares, onde \( x = r \cos(\theta) \) e \( y = r \sin(\theta) \). O
elemento de área em coordenadas polares é \( dx \, dy = r \, dr \, d\theta \). Assim, a
integral se transforma:
\[
I^2 = \int_{0}^{2\pi} \int_{0}^{\infty} e^{-r^2} r \, dr \, d\theta
\]
4. **Separando as Integrais:**
A integral em relação a \( \theta \) é:
\[
\int_{0}^{2\pi} d\theta = 2\pi
\]
E agora focamos na integral em \( r \):
\[
\int_{0}^{\infty} e^{-r^2} r \, dr
\]