Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Matemática para Negócios Antonio Nascimento Aula 10 Derivadas Objetivos desta aula: • Verificar a importância do coeficiente angular na interpretação da Derivada. • Analisar graficamente uma Derivada • Verificar a derivada de uma soma. • Determinar a derivada resultante do produto de duas funções utilizando a regra do produto. • Determinar a derivada resultante da divisão de duas funções utilizando a regra do quociente. Conceito • Derivada de uma função é uma outra função que nos mostra o comportamento da função original. • Em Administração temos a função custo total → sua derivada é o custo marginal. • A função derivada nos mostra a tendência de variação dessa função, provocada por uma variação muito pequena. Conceito • Dada uma função 𝑦 = 𝑓 𝑥 , em um ponto 𝑥 = 𝑥0 é o coeficiente angular da reta tangente ao gráfico da função no ponto 𝑥0. 𝑓 𝑥 = 𝑓′ 𝑥 = 𝑑𝑓 𝑑𝑥 𝑥0 =… ... 𝑑𝑦 𝑑𝑥 (𝑥0) = lim ∆𝑥→0 ∆𝑓 ∆𝑥 = lim ∆𝑥→0 𝑓 𝑥0+∆𝑥 −𝑓(𝑥0) ∆𝑥 Coeficiente angular • Representamos a derivada de uma função 𝑦 = 𝑓 𝑥 por: 𝑓′ 𝑥 𝑜𝑢 𝑦′ 𝑜𝑢 𝑑𝑦 𝑑𝑥 • Geometricamente, o significado desse quociente 𝑑𝑦 𝑑𝑥 , como podemos ver na figura, é o coeficiente angular da reta que passa pelos pontos: 𝑚 = 𝑙𝑖𝑚 ∆𝑥→0 ∆𝑓 ∆𝑥 = 𝑙𝑖𝑚 ∆𝑥→0 )𝑓 𝑥0+∆𝑥 −𝑓(𝑥0 ∆𝑥 = 𝑓′(𝑥0) Função derivada • Pela definição, as seguintes derivadas (coeficiente angular), da função 𝑓 𝑥 = 3𝑥 + 1, para 𝑥0 = 1. 𝑦′ 𝑥0 = lim ∆𝑥→0 𝑓 𝑥0 + ∆𝑥 − 𝑓 𝑥0 ∆𝑥 • 𝑓 𝑥0 = 𝑓 1 = 3 1 + 1 = 4 • 𝑓 𝑥0 + ∆𝑥 = 𝑓 1 + ∆𝑥 = 3. 1 + ∆𝑥 + 1 = 3 + 3∆𝑥 + 1 = 4 + 3∆𝑥 𝑦′ 1 = lim ∆𝑥→0 )𝑓 1 + ∆𝑥 − 𝑓(1 ∆𝑥 Função derivada • Pela definição, as seguintes derivadas (coeficiente angular), da função 𝑓 𝑥 = 3𝑥 + 1, para 𝑥0 = 1. • 𝑓 𝑥0 = 𝑓 1 = 3 1 + 1 = 4 • 𝑓 𝑥0 + ∆𝑥 = 𝑓 1 + ∆𝑥 = 3. 1 + ∆𝑥 + 1 = 3 + 3∆𝑥 + 1 = 4 + 3∆𝑥 𝑦′ 1 = lim ∆𝑥→0 )𝑓 1 + ∆𝑥 − 𝑓(1 ∆𝑥 𝑦′ 1 = lim ∆𝑥→0 4 + 3∆𝑥 − 4 ∆𝑥 𝑦′ 1 = lim ∆𝑥→0 3∆𝑥 ∆𝑥 𝑦′ 1 = lim ∆𝑥→0 𝑦′ 1 = 3 ou 𝑚 = 3 Regras de derivação • Temos uma série de regras de diferenciação (derivação) para que o processo de obtenção do cálculo de uma derivada seja bastante prático. • Derivadas das principais funções elementares: • Função Constante • Função Potência Regras de derivação – Função Constante 𝑓 𝑥 = 𝐶 𝑓′ 𝑥 = 0 • Ex: a) 𝑓 𝑥 = 5 → 𝑓′(𝑥) = 0 b) 𝑓 𝑥 = −4 → 𝑓′ 𝑥 = 0 Regras de derivação – Função Potência 𝑓 𝑥 = 𝑥𝑛 𝑓′ 𝑥 = 𝑛. 𝑥 𝑛−1 , ∀ 𝑥 ∈ 𝑅 Ex: a) 𝑓 𝑥 = 𝑥2 𝑓′ 𝑥 = 2. 𝑥 2−1 𝑓′ 𝑥 = 2𝑥1 𝑓′ 𝑥 = 2𝑥 b) 𝑓 𝑥 = 𝑥8 𝑓′ 𝑥 = 8. 𝑥(8−1) 𝑓′ 𝑥 = 8𝑥7 Exercícios 1) 𝑓(𝑥) = 3𝑥2 − 2𝑥 2) 𝑓 𝑥 = 𝑥3 + 100 3) 𝑦 = 𝑥3 + 𝑥2 + 𝑥 + 1 4) 𝑦 = 100𝑥3 − 4𝑥2 + 3𝑥 − 10 Derivada de uma soma (ou subtração) de funções Seja uma função do tipo 𝑦 = 𝑓 𝑥 ± 𝑔(𝑥) então a derivada será: 𝑦′ = 𝑓′ 𝑥 ± 𝑔′(𝑥) Ex: a) 𝑦 = 3𝑥2 + 2𝑥 − 10 𝑓′ 𝑥 = 3.2. 𝑥 2−1 + 2. 𝑥(1−1) − 0 𝑓′ 𝑥 = 6𝑥 + 2 Derivada do produto de duas funções: a regra do produto Seja uma função do tipo 𝑦 = 𝑓 𝑥 × 𝑔(𝑥) então a derivada será: 𝑦′ = 𝑓′ 𝑥 . 𝑔 𝑥 + 𝑓 𝑥 . 𝑔′(𝑥) Ex: a) 𝑦 = 𝑥3. (4𝑥 + 2) ൝ 𝑓 𝑥 = 𝑥3 𝑔 𝑥 = 4𝑥 + 2 ➪ ൝ 𝑓′ 𝑥 = 3𝑥2 𝑔′ 𝑥 = 4 𝑦′ = 3𝑥2. 4𝑥 + 2 + 𝑥3 . 4 𝑦′ = 12𝑥3 + 6𝑥2 + 4𝑥3 𝑦′ = 16𝑥3 + 6𝑥2 Derivada da divisão de duas funções: a regra do quociente Seja uma função do tipo 𝑦 = 𝑓(𝑥) 𝑔(𝑥) então a derivada será: 𝑦′ = 𝑓′ 𝑥 . 𝑔 𝑥 − 𝑓 𝑥 . 𝑔′(𝑥) [𝑔(𝑥)]2 Ex: a) 𝑦 = 5𝑥4 3𝑥2 ൝ 𝑓 𝑥 = 5𝑥4 𝑔 𝑥 = 3𝑥2 ➪ ൝ 𝑓′(𝑥) = 20𝑥3 𝑔′ 𝑥 = 6𝑥 𝑦′ = 20𝑥3.3𝑥2−5𝑥4.6𝑥 3𝑥2 2 = 60𝑥5−30𝑥5 9𝑥4 = 30𝑥5 9𝑥4 𝑦′ = 10𝑥 3 Função derivada Se a demanda de determinado bem é dada pela equação 𝑦 = 4000 − 30𝑥2 + 𝑥3 (y é a quantidade demandada e x é o preço), verifique se ela é crescente ou decrescente para os valores de preço: a) 𝑥 = 2 b) 𝑥 = 10 c) 𝑥 = 20 Exercício A função custo total de produção de determinado bem é dada por: 𝑓 𝑥 = − 𝑥2 2 + 575. 𝑥 + 30000 para 𝑥 variando entre 0 e 575 unidades. • Calcule a taxa de crescimento do custo para as quantidades 𝑥 = 0, 𝑥 = 100 e 𝑥 = 600. • Qual é a quantidade produzida para a qual, a taxa de crescimento do custo se iguala a zero? Exercício 𝑓′ 𝑥 = −𝑥 + 575 a) 𝑥 = 0 b) 𝑥 = 100 c) 𝑥 = 600 Qual é a quantidade produzida para a qual, a taxa de crescimento do custo se iguala a zero? Antonio Sérgio Alves do Nascimento Possui graduação em Engenharia Civil pela UFPA (1997) e Mestrado em Engenharia Civil pela PUC-Rio (2000) http://lattes.cnpq.br/1054089193025531 . Obrigado!
Compartilhar