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11 3 DERIVADAS PARCIAIS As aplicações de funções de duas variáveis procuram determinar como variações em uma das variáveis afetam os valores das funções. Adotamos o processo análogo para determinar a taxa de variação de uma função f em relação a uma das variáveis independentes, mantendo constantes as outras variáveis. Este processo é chamado diferenciação parcial, e cada derivada é uma derivada parcial. Uma função de várias variáveis tem tantas derivadas parciais quantas são suas variáveis independentes. 3.1 Derivadas parciais de uma função de duas variáveis Se ( , )z f x y , então as derivadas parciais de primeira ordem de f em relação a x e a y são as funções z x e z y assim definidas: 0 ( , ) ( , ) lim x z f x x y f x y x x 0 ( , ) ( , ) lim 0y z f x y y f x y y y As derivadas parciais de primeira ordem da função ( , )z f x y são denotadas por: ( , ) [ ( , )]x x z f x y z f x y x x ( , ) [ ( , )]y y z f x y z f x y y y Os valores das derivadas parciais de primeira ordem no ponto ( , )a b denotam-se por: ( , ) ( , )x a b z f a b x ( , ) ( , )y a b z f a b y 12 Exemplos: 1. Calcule z x e z y para a função 2 2 33 2z x x y x y 2. Se 3 2 3 2( , ) 2f x y x x y y , determine (2,1)xf e (2,1)yf . 3. Se 2 2( , ) 4 2f x y x y , ache (1,1)xf e (1,1)yf . 13 EXERCÍCIOS 1. Encontre as derivadas parciais de primeira ordem das seguintes funções: a) ( , ) 2 3 5f x y x y b) 2 2( , ) 3 7f x y x y c) ( , )f x y x y d) 2( , ) 2f x y y x e) 2 2( , ) 5 3f x y x xy y f) 3 2( , ) 4 1f x y x xy g) 2 2( , ) yf x y x e h) ( , ) x yf x y xe i) 2 2( , ) ln( )f x y x y j) ( , ) lnf x y xy k) ( , ) ln x y f x y x y l) 2 2( , )f x y x y m) ( , ) (3 )cos(3 )f x y sen x y 2. Determine (3,4)xf para a função 2 2( , )f x y x y .3. Achar ),();,( yxfyxf yx . a) 22 2),( yxyxyxf b) yxyxf 3),( 4. Calcule xf e yf no ponto indicado para as seguintes funções: a) 2 2( , ) 3f x y x xy y no ponto (2,1) b) 3( , ) xyf x y e no ponto (0,4) 5. A lei dos gases para uma massa m de um gás ideal à temperatura absoluta T, pressão P e volume V é PV=mRT, onde R é a constante do gás. Mostre que 1.. P T T V V P 14 6. A energia cinética de um corpo com massa m e velocidade v é 2 2 1 mvK . Mostre que K v K m K 2 2 . . 7. A temperatura em um ponto (x,y) de uma placa de metal é dada por )1/(60),( 22 yxyxT , onde T é medido em °C e x, y em metros. Determine a taxa de variação da temperatura com relação à distância no ponto (2,1) em a. a direção do eixo x; b. a direção do eixo y. 8. Uma companhia fabrica dois tipos de bicicletas x e y. A função custo para a produção dos tipos x e y é 10 149 189 675C xy x y . Ache os custos marginais C C e x y quando x = 120 e y = 160. Respostas: 1. a) b) c) 15 d) e) f) g) h) i) 16 j) k) l) m)
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