Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Universidade de Bras´ılia Departamento de Matema´tica Ca´lculo 1 Lista de Aplicac¸a˜o – Semana 4 Temas abordados : Continuidade; Reta tangente Sec¸o˜es do livro: 2.6; 2.7 1) A al´ıquota da conta de a´gua e´ crescente! Isto quer dizer que quanto mais se consome, mais caro fica o prec¸o do m3 de a´gua. Suponha que ao se consumir xm3 de a´gua/meˆs, o valor mensal a ser pago seja de q(x) reais. Quando x e´ menor ou igual a 10; maior que 10 e menor que 15; maior ou igual a 15, paga-se, respectivamente, 1, 60x; 3, 00x+ a; 6, 40x+ b, onde a e b sa˜o constantes reais. Assim, q(x) = 1, 6x se 0 ≤ x ≤ 10, 3x+ a se 10 < x < 15, 6, 4x+ b se x ≥ 15. (a) Determine o valor de a de forma que q(x) seja cont´ınua em x = 10. (b) Usando o valor de a calculado acima, determine limx→15− q(x). (c) Sabendo que q(x) e´ cont´ınua em x = 15, encontre o valor de b. (d) Fac¸a um esboc¸o do gra´fico de q(x) . 2) Suponha que um painel solar consiga gerar uma quantidade de energia E = Isen(α) kilojoules, em que I e´ a intensidade luminosa e α o aˆngulo de incideˆncia entre os raios de luz e o painel. Para um determinado dia, o aˆngulo α e a intensidade luminosa sa˜o dados por α(t) = pi 12 t e I(t) = 6t − 1 2 t2, onde t e´ o tempo medido em horas a partir do nascer do sol, 0 ≤ t ≤ 12. E´ claro que para valores de t ∈ (12, 24] a energia gerada e´ nula, pois o painel solar na˜o funciona durante a noite. (a) Obtenha a expressa˜o de E(t) em func¸a˜o de t, para todo t ∈ [0, 24]. (b) Determine os valores de E(2) e E(6). Em seguida, decida se existe t0 ∈ [2, 6] tal que E(t0) = 13, justificando sua resposta . (c) Decida se a func¸a˜o E e´ cont´ınua no ponto t = 12, justificando sua resposta. 3) Um dos elevadores mais ra´pidos do mundo, localizado no Taipei Financial Center, subia com velocidade constante de 10 m/s, quando subitamente, apo´s 5 segundos de sua partida, suas cordas de sustentac¸a˜o se partem. Felizmente, neste momento, na˜o ha´ ningue´m em seu interior. A func¸a˜o que descreve a altura do elevador em relac¸a˜o ao solo e´ dada enta˜o pela seguinte expressa˜o s(t) = { 10t+ 100, se 0 < t ≤ 5 150 + 10(t− 5)− 5(t− 5)2, se 5 < t < tA onde tA e´ o tempo de aterrissagem, a altura e´ dada em metros e o tempo e´ dado em segundos. Lista de Fixac¸a˜o da Semana 4 - Pa´gina 1 de 3 (a) Calcule o seguinte limite lateral direito da posic¸a˜o lim t→5+ s(t). (b) A func¸a˜o s e´ cont´ınua em t = 5? (c) Calcule o seguinte limite lateral direito da velocidade me´dia entre os instantes t e 5 lim t→5+ s(t)− s(5) t− 5 . (d) Existe o limite da velocidade me´dia entre os instantes t e 5 quando t tende a` 5? 4) Para atacar posic¸o˜es inimigas, um avia˜o de cac¸a da´ um voˆo rasante, percorrendo a tra- jeto´ria determinada pelo gra´fico da func¸a˜o f(x) = 1 + (1/x), para x > 0. O avia˜o efetua os seus disparos segundo a direc¸a˜o tangente, conforme figura abaixo. (a) Determine, usando a definic¸a˜o de derivada, a equac¸a˜o da reta tangente ao gra´fico de f(x) em um ponto gene´rico (a, f(a)). (b) Se um disparo e´ efetuado da posic¸a˜o (1, 2), determine a abscissa do ponto no eixo Ox atingido. (c) Determine o ponto sobre o gra´fico de f(x) em que o disparo deve ser efetuado para atingir um alvo situ- ado no ponto (8, 0). y = 1 5) Suponha que o eixo Ox representa o solo e uma montanha e´ modelada pela equac¸a˜o g(x) = 4 − x2 = (2 + x)(2 − x), onde x ∈ [−2, 2]. Um avia˜o sobrevoa a montanha horizontalmente da esquerda para direita sobre a reta y = 9, de modo que, no instante t > 0 minutos, a posic¸a˜o do avia˜o no plano cartesiano abaixo e´ dada por (4t, 9). Considerando que a luz se propaga em linha reta, resolva os ı´tens abaixo. (a) Determine, usando a definic¸a˜o de derivada, a equac¸a˜o da reta tangente ao gra´fico de g(x) em um ponto gene´rico (a, g(a)). (b) Determine a equac¸a˜o da reta tangente a` monta- nha que passa por um observador localizado em (−5/2, 0). (c) Determine o instante t0 em que o observador do item b) perde a visa˜o do avia˜o devido a` montanha. (−5/2, 0) y = 9 y = 4− x2 Lista de Fixac¸a˜o da Semana 4 - Pa´gina 2 de 3 Gabarito 1. (a) a = −14 (b) lim x→15− q(x) = 31 (c) b = −65 2. (a) E(t) = ( 6t− t 2 2 ) sen( pi 12 t) se 0 ≤ t ≤ 12; E(t) = 0 se 12 < t ≤ 24 (b) E(2) = 5, E(5) = 18 e existe t0 (c) e´ cont´ınua em t = 12 3. (a) lim t→5+ s(t) = 150 (b) e´ cont´ınua em t = 5 (c) o limite pedido vale 10 (d) existe e vale 10 4. (a) y(x) = −1 a2 (x− a) + 1 + 1 a (b) 3 (c) (2, 3/2) 5. (a) ya(x) = −2a(x− a) + g(a) (b) y(x) = 2x+ 5 (c) t0 = 1/2 Lista de Fixac¸a˜o da Semana 4 - Pa´gina 3 de 3
Compartilhar