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1. Com relação a função f(x,y) = 3xy^2+x^3-3x, podemos afirmar que: O ponto (1,0) e ponto de Mínimo local. O ponto (1,1) e ponto de Máximo. O ponto (0,-1) e ponto de Máximo local. O ponto (-1,0) e ponto de Sela. O ponto (0,1) e ponto de Máximo. 2. Calcule a integral dupla: ∫42∫24 ∫21∫12 (x²x² + y²y²) dydx 70/11 70/15 70/9 70/3 70/13 3. Determine a única resposta correta para a equação paramética para a reta que passa por P(3, -4, -1) paralela ao vetor v = i + j + k. x=tx=t; y=−ty=-t; z=−1+tz=-1+t x=3+tx=3+t; y=4+ty=4+t; z=−1+tz=-1+t x=3+tx=3+t; y=−4+ty=-4+t; z=1−tz=1-t x=3+tx=3+t; y=−4+ty=-4+t; z=−1+tz=-1+t x=−3+tx=-3+t; y=−4+ty=-4+t; z=−1+tz=-1+t Explicação: Na questão usamos um ponto P0(x0,y0,z0)P0(x0,y0,z0) e um vetor vv que dá a direção e a equação vetorial x=x0+tv1;y=y0+tv2;z=z0+tv3x=x0+tv1;y=y0+tv2;z=z0+tv3. 4. O domínio da função f(x, y) = √(25 - x^2 - y^2 ) está: Limitado pela circunferência do círculo de raio igual a 5, com centro em (0, 0). no interior do círculo com centro na origem e raio menor que 5. no centro do círculo. na reta y = x. no raio do círculo. 5. Seja a função f(x, y) = sen2(x - 3y). Encontre ∂f∂x∂f∂x 2sen(x - 3y)cos(x - 3y) 2sen(x - 3y) 2cos(x - 3y) 2sen(x + 3y)cos(x + 3y) sen(x - 3y)cos(x - 3y) 6. Determine a equação do plano tangente à superfície z=f(x,y)=3.x.y²-10x² no ponto P(1,2,2). z=−8x+12y −14z=-8x+12y -14 z=8x - 10y -30 z=8x−12y+18z=8x-12y+18 z=−8x+10y−10z=-8x+10y-10 z=−8x+12y−18z=-8x+12y-18 7. Encontre dwdtdwdt se: w = x.y + z, x = cost t, y = sent, z = t. Qual é o valor da derivada em t = 0? 0 -1 2 -2 1 8. Calcule e marque a única resposta correta para o gradiente da função: f(x,y,z)=e−x+e−y+e−zf(x,y,z)=e-x+e-y+e- z no ponto P0(−1,−1,−1)P0(-1,-1,-1) ∇f=<e, e,-e> ∇f=<-e,-e, e> ∇f=<-1,-1,-1> ∇f=<-e,-e,-e> ∇f=<-e,-1,-e> Explicação: Cálculo de gradientes a partir das derivadas parciais e funções exponenciais. 1. Qual é a resposta correta para a derivada da função vetorial r(t) = (t.cost)i + (t.sent)j + tk ? (t.cost - sent)i + (sent - t.cost)j + k (cost - t.sent)i + (sent + t.cost)j + k (sent - t.cost)i + (sent.cost)j - k (cost - t.sent)i + (sent + cost)j + k t(cost - sent)i - t(sent + cost)j + k Explicação: Sendo r(t) = (t.cost)i + (t.sent)j + tk , deriva-se as componentes vetoriais em i e j como a derivada de um produto: d(uv)/dt= u´v +uv´. 2. Um objeto de massa mm que se move em uma trajetória circular com velocidade angular constanteww tem vetor posição dado por r(t)=(bcoswt,bsenwt)r(t)=(bcoswt,bsenwt). Indique a única resposta correta que determina a aceleração a(t)a(t) em um tempo t qualquer. Observação: bb> 0. a(t)=(−bcoswt,−bw²senwt)a(t)=(−bcoswt,−bw²senwt) a(t)=(−bcoswt,−bw²coswt)a(t)=(−bcoswt,−bw²coswt) a(t)=(−bw²coswt,−bw²senwt)a(t)=(−bw²coswt,−bw²senwt) a(t)=(bw³coswt,bw²senwt)a(t)=(bw³coswt,bw²senwt) a(t)=(−bw²coswt,bw²senwt)a(t)=(−bw²coswt,bw²senwt) Explicação: Deriva-se duas vezes o vetor posição encontra-se a aceleração. 3. Supondo que r(t)r(t)é o vetor posição de uma partícula que se move a longo de uma curva então,em qualquer instante t , pode-se afirmar: I) O vetor velocidade da partícula, tangente à curva, é dado por:v(t)=dr(t)dtv(t)=dr(t)dt II) A aceleração é a derivada segunda da velocidade em relação ao tempo. III) O versor v(t)|v(t)|v(t)|v(t)|dá a direção do movimento no instante t. IV) A velocidade de uma partícula pode ser expressa como o produto do módulo de sua velocidade pela sua direção. Estão corretas apenas as afirmações: I,II,III e IV I,II e III II,III e IV I,II e IV I,III e IV Explicação: Alternativa correta de acordo com as definições de funções vetoriais. 4. Considere as afirmações. Assinale (V) caso seja verdadeira ou (F) caso seja falsa: 1) ( ) A reta tangente a uma curva r(t)r(t) = x(t)i+y(t)j+z(t)kx(t)i+y(t)j+z(t)k em t = t0 é uma reta que passa pelo ponto P(x(t0),y(t0),z(t0 ) paralela ao vetor v(t)v(t) = x′(t0)i + y'(t0)j + z'(t0)k. 2) ( ) Portanto as equações paramétricas da reta tangente são: xx =x(t0) + t.x'(t0)y==y(t0) + t.y'(t0)z== z(t0) + t.z'(t0) 3) ( ) O vetor tangente unitário de uma curva derivável r(t)r(t) é: TT= v(t)|v(t)|v(t)|v(t)|. 4) ( ) O comprimento L de uma curva lisa r(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)kr(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k é dado por L=(dxdt)2+(dydt)2+(dzdt)2L=(dxdt)2+(dydt)2+(dzdt)2 5) ( ) A reta normal unitária principal no plano é N=dTdt∣∣dTdt∣∣N=dTdt|dTdt| 1) (V) 2) (F) 3) (V) 4) (F) 5) (V) 1) (V) 2) (V) 3) (V) 4) (F) 5) (V) 1) (V) 2) (F) 3) (V) 4) (V) 5) (V) 1) (V) 2) (F) 3) (V) 4) (F) 5) (F) 1) (V) 2) (V) 3) (V) 4) (F) 5) (F) Explicação: O cálculo do comprimento é dado pela expressão abaixo que confirma a opção correta L=∫|v(t)|dtL=∫|v(t)|dt 5. Determine a integral ∫01∫02∫0(1-z)dydxdz 0 2-2z 2 1-z 1 6. Um objeto de massa mm que se move em uma trajetória circular com velocidade angular constante ww tem vetor posição dado por r(t)=(acoswt,asenwt)r(t)=(acoswt,asenwt). Indique a única resposta correta que determina a velocidade em um tempo tt qualquer. Observação: aa > 0. (−a²wsenwt,−a²wcoswt)(−a²wsenwt,−a²wcoswt) (awsenwt,awcoswt)(awsenwt,awcoswt) (−awsent,awcoswt)(−awsent,awcoswt) (−aw²sent,aw²coswt)(−aw²sent,aw²coswt) (asenwt,acoswt)(asenwt,acoswt) Explicação: A velocidade é determinada pela 1ª derivada de r(t)r(t)ou seja, v(t)=drdtv(t)=drdt 7. Encontre um vetor normal a curva r(t) = (cos t + t sen t)i +(sen t - t cos t)j + 3k (-sen t)i + (cos t)j (-sen t)i + (cos t)j - k (-sen t - cos t)i + (cos t)j (-sen t)i - (cos t)j (-sen t)i + (cos t)j + k 8. Supondo que r(t)r(t)é o vetor posição de uma partícula que se move a longo de uma curva então,em qualquer instante t , pode-se afirmar: I) O vetor velocidade da partícula, tangenteà curva, é dado por:v(t)=dr(t)dtv(t)=dr(t)dt II) A aceleração é a derivada segunda da velocidade em relação ao tempo. III) O versor v(t)|v(t)|v(t)|v(t)|dá a direção do movimento no instante t. IV) A velocidade de uma partícula pode ser expressa como o produto do módulo de sua velocidade pela sua direção. Estão corretas apenas as afirmações: II,III e IV I,II e IV I,III e IV I,II,III e IV I,II e III Explicação: De acordo com as definições de funções a valores vetoriais. 1. ENCONTRE A ∂f/∂y se f (x, y) = y sen xy xy cos xy + sen xy xy2 cos xy + sen xy x y2 cos xy + x sen xy x2 y cos xy + x sen xy y2 cos xy + x sen xy 2. Use a regra da cadeia para encontrar a derivada de w = xy em relação a t ao longo do caminho x = cost, y = sent. Qual é o valor da derivada em t = ΠΠ/2? -1 -2 2 0 1 3. O vetor posição de um objeto, que se move no plano, é dado por r(t) = (t³)i + (t²)j . Calcule a aceleração em t =1 segundo. 6i + 2j 6i - 2j 6i + j i - 2j i + j Explicação: A aceleração a(t)=d²r(t)dt²a(t)=d²r(t)dt². Assim, derivando duas vezes o vetor posição r(t)r(t), calcula-se a aceleração solicitada. 4. Um galpão deve ser construído tendo uma área retangular de 12.100 metros quadrados. A prefeitura exige que exista um espaço livre de 25 metros na frente, 20 metros atrás e 12 metros em cada lado. Encontre as dimensões do lote que tenha a área mínima na qual possa ser construído este galpão. a área mínima é obtida quando as dimensões do lote forem aproximadamente (17,33) e (95,62) a área mínima é obtida quando as dimensões do lote forem aproximadamente (97,33) e (145,62) a área mínima é obtida quando as dimensões do lote forem aproximadamente (147,33) e (105,62) n.r.a a área mínima é obtida quando as dimensões do lote forem aproximadamente (104,33) e (195,62) 5. Calcule a aceleração de uma partícula com vetor de posição igual a: r(t)=(t²,et,tet)r(t)=(t²,et,tet). Indique a única resposta correta. (t,t²,t³)(t,t²,t³) (2t,−et,(1−t)et)(2t,−et,(1−t)et) (1,et,tet)(1,et,tet) (1,t,et)(1,t,et) (2,et,(2+t)et)(2,et,(2+t)et) Explicação: Use a(t)=d²rdt²a(t)=d²rdt², ou seja a aceleração é igual à segunda derivada do vetor posição 6. Qual é o valor da derivada direcional da função f(x,y) = x2 + y2 no ponto (1,1) e na direção do vetor U = (0,-1) -3 -1 -5 -2 -4 7. Sabendo que r'(t) = v(t), determine v(t) e indique a única resposta correta se r(t) = 12ti + (2 - t)j, em t = 1. r'(t) = v(t) = 15i - 3j r'(t) = v(t) = 13i - 2j r'(t) = v(t) = 14i + j r'(t) = v(t) = 32i - j r'(t) = v(t) = 12i - j Explicação: Como v(t) é a primeira derivada de r(t), basta, então, realizar a derivada e substituir t=1. 8. Determine a equação do plano tangente à esfera `x² + y² + z² = 50 no ponto P(3,4,5)P(3,4,5). 3x−4y+5z=183x-4y+5z=18 6x+8y−5z=06x+8y-5z=0 6x+8y+10z=1006x+8y+10z=100 3x+4y+5z=03x+4y+5z=0 3x+4y −5z=03x+4y -5z=0 Explicação: Plano tangente da curva z = f(x,y): z - z0 = (x - x0).dz(x0,y0)/dx + (y - y0).dz(x0,y0)/dy 1. Calcule o limite da seguinte função vetorial: limt→∞[(1+3t)t i+(lntt) j+(5t3+t2t3−1) k]limt→∞[(1+3t)t i+(l ntt) j+(5t3+t2t3-1) k] e3i+j+5k 3i+5k3i+5k e3 i + 5ke3 i + 5k e3 i+je3 i+j 3i+j+5k3i+j+5k Explicação: Uma solução é aplicar a Regra de L'Hôpital nas três parcelas, pois as indeterminações que aparecem são da formas 1 elevado a infinito e infinito/infinito. 2. Calcule a acelaração da curva r(t)=(cost,sent,t²)r(t)=(cost,sent,t²), indicando a única resposta correta, em t=π2t=π2. (0,−1,2)(0,−1,2) (0,0,0)(0,0,0) (1,1,0)(1,1,0) (2,−1,0)(2,−1,0) (π,π,−π)(π,π,−π) Explicação: A aceleração corresponde à segunda derivada do vetor posição em t=π2t=π2 3. O domínio da função f(x, y) = √(25 - x^2 - y^2 ) está: na reta y = x. Limitado pela circunferência do círculo de raio igual a 5, com centro em (0, 0). no raio do círculo. no centro do círculo. no interior do círculo com centro na origem e raio menor que 5. 4. Calcule a integral dupla: ∫42∫24 ∫21∫12 (x²x² + y²y²) dydx 70/11 70/9 70/13 70/15 70/3 5. Com relação a função f(x,y) = 3xy^2+x^3-3x, podemos afirmar que: O ponto (0,1) e ponto de Máximo. O ponto (0,-1) e ponto de Máximo local. O ponto (-1,0) e ponto de Sela. O ponto (1,0) e ponto de Mínimo local. O ponto (1,1) e ponto de Máximo. 6. Seja a função f(x, y) = sen2(x - 3y). Encontre ∂f∂x∂f∂x 2sen(x + 3y)cos(x + 3y) sen(x - 3y)cos(x - 3y) 2sen(x - 3y) 2cos(x - 3y) 2sen(x - 3y)cos(x - 3y) 7. Determine a equação do plano tangente à superfície z=f(x,y)=3.x.y²-10x² no ponto P(1,2,2). z=−8x+10y−10z=-8x+10y-10 z=8x - 10y -30 z=8x−12y+18z=8x-12y+18 z=−8x+12y −14z=-8x+12y -14 z=−8x+12y−18z=-8x+12y-18 8. Calcule e marque a única resposta correta para o gradiente da função: f(x,y,z)=e−x+e−y+e−zf(x,y,z)=e-x+e-y+e- z no ponto P0(−1,−1,−1)P0(-1,-1,-1) ∇f=<-1,-1,-1> ∇f=<-e,-1,-e> ∇f=<-e,-e,-e> ∇f=<e, e,-e> ∇f=<-e,-e, e> Explicação: Cálculo de gradientes a partir das derivadas parciais e funções exponenciais. 1. Determine a única resposta correta para a equação paramética para a reta que passa por P(3, -4, -1) paralela ao vetor v = i + j + k. x=3+tx=3+t; y=−4+ty=-4+t; z=−1+tz=-1+t x=−3+tx=-3+t; y=−4+ty=-4+t; z=−1+tz=-1+t x=3+tx=3+t; y=4+ty=4+t; z=−1+tz=-1+t x=tx=t; y=−ty=-t; z=−1+tz=-1+t x=3+tx=3+t; y=−4+ty=-4+t; z=1−tz=1-t Explicação: Na questão usamos um ponto P0(x0,y0,z0)P0(x0,y0,z0) e um vetor vv que dá a direção e a equação vetorial x=x0+tv1;y=y0+tv2;z=z0+tv3x=x0+tv1;y=y0+tv2;z=z0+tv3. 2. Encontre dwdtdwdt se: w = x.y + z, x = cost t, y = sent, z = t. Qual é o valor da derivada em t = 0? 2 -1 -2 0 1 3. Qual é a resposta correta para a derivada da função vetorial r(t) = (t.cost)i + (t.sent)j + tk ? t(cost - sent)i - t(sent + cost)j + k(cost - t.sent)i + (sent + cost)j + k (t.cost - sent)i + (sent - t.cost)j + k (cost - t.sent)i + (sent + t.cost)j + k (sent - t.cost)i + (sent.cost)j - k Explicação: Sendo r(t) = (t.cost)i + (t.sent)j + tk , deriva-se as componentes vetoriais em i e j como a derivada de um produto: d(uv)/dt= u´v +uv´. 4. Supondo que r(t)r(t)é o vetor posição de uma partícula que se move a longo de uma curva então,em qualquer instante t , pode-se afirmar: I) O vetor velocidade da partícula, tangente à curva, é dado por:v(t)=dr(t)dtv(t)=dr(t)dt II) A aceleração é a derivada segunda da velocidade em relação ao tempo. III) O versor v(t)|v(t)|v(t)|v(t)|dá a direção do movimento no instante t. IV) A velocidade de uma partícula pode ser expressa como o produto do módulo de sua velocidade pela sua direção. Estão corretas apenas as afirmações: I,II e III II,III e IV I,II e IV I,III e IV I,II,III e IV Explicação: De acordo com as definições de funções a valores vetoriais. 5. Um objeto de massa mm que se move em uma trajetória circular com velocidade angular constanteww tem vetor posição dado por r(t)=(bcoswt,bsenwt)r(t)=(bcoswt,bsenwt). Indique a única resposta correta que determina a aceleração a(t)a(t) em um tempo t qualquer. Observação: bb> 0. a(t)=(−bcoswt,−bw²coswt)a(t)=(−bcoswt,−bw²coswt) a(t)=(bw³coswt,bw²senwt)a(t)=(bw³coswt,bw²senwt) a(t)=(−bw²coswt,−bw²senwt)a(t)=(−bw²coswt,−bw²senwt) a(t)=(−bcoswt,−bw²senwt)a(t)=(−bcoswt,−bw²senwt) a(t)=(−bw²coswt,bw²senwt)a(t)=(−bw²coswt,bw²senwt) Explicação: Deriva-se duas vezes o vetor posição encontra-se a aceleração. 6. Supondo que r(t)r(t)é o vetor posição de uma partícula que se move a longo de uma curva então,em qualquer instante t , pode-se afirmar: I) O vetor velocidade da partícula, tangente à curva, é dado por:v(t)=dr(t)dtv(t)=dr(t)dt II) A aceleração é a derivada segunda da velocidade em relação ao tempo. III) O versor v(t)|v(t)|v(t)|v(t)|dá a direção do movimento no instante t. IV) A velocidade de uma partícula pode ser expressa como o produto do módulo de sua velocidade pela sua direção. Estão corretas apenas as afirmações: I,II e III II,III e IV I,II e IV I,III e IV I,II,III e IV Explicação: Alternativa correta de acordo com as definições de funções vetoriais. 7. Encontre um vetor normal a curva r(t) = (cos t + t sen t)i +(sen t - t cos t)j + 3k (-sen t)i - (cos t)j (-sen t)i + (cos t)j + k (-sen t)i + (cos t)j - k (-sen t)i + (cos t)j (-sen t - cos t)i + (cos t)j 8. Determine a integral ∫01∫02∫0(1-z)dydxdz 2 1 1-z 2-2z 0
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