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ANÁLISE MATEMÁTICA PARA ENGENHARIA I 1a Questão O limite da função f(x) expresso por limx→2x4−16x−2limx→2x4−16x−2 é corretamente igual a: 2 32 0 16 0/0 Respondido em 27/04/2020 12:12:33 Explicação: O aluno deve decompor o termo (x4−16)(x4−16) em (x+2)(x−2)(x2+4)(x+2)(x−2)(x2+4) e, então, aplicar o limite. Assim, obterá como resposta 32. 2a Questão O limx→23√x3+2x2−5x2+3x−7limx→2x3+2x2−5x2+3x−73 é corretamente expresso por: 3√1131133 1 3√113213132 −∞−∞ 0 Respondido em 27/04/2020 12:12:35 Explicação: Basta o aluno aplicar os teoremas sobre limites e encontrará o resultado. 3a Questão O limte lateral para a função f(x) representado por limx→2−2√x2−4x−2limx→2−x2−42x−2 é corretamente expresso por: +∞+∞ -1 1 −∞−∞ 00 Respondido em 27/04/2020 12:12:39 Explicação: Como x → 2+, o aluno deve lembrar x - 2 > 0 e x−2=√(x−2)2x−2=(x−2)2 Além disso, (x2 - 4) = (x+2)(x-2) 1a Questão Determinar o maior intervalo (ou união de intervalos) em que a função a seguir é contínua: √25−x2x+525−x2x+5 A função é contínua no intervalo (-5,5] A função é contínua no intervalo: (-5,+∞)+∞) A função é contínua no intervalo: (0,5] A função é contínua no intervalo: (-∞∞,5] A função é contínua ∀x∈R∀x∈ℜ Respondido em 27/04/2020 12:16:36 Explicação: Primeiro determinamos o domínio de f: A função é definida em qualquer parte, exceto quando x = - 5 ou 25 - x2 < 0 (isto é, quando x < - 5 ou x > 5). 2a Questão Sobre a função f(x)=1√x2−3x+21x2−3x+2 é possível afirmar que sua continuidade é garantida em: (−∞,1)(−∞,1) U (2,+∞)(2,+∞) (−1,−2)(−1,−2) (−∞,+∞)(−∞,+∞) A função f não é contínua para qualquer x real (−∞,−1](−∞,−1] U [2,+∞+∞) Respondido em 27/04/2020 12:16:39 Explicação: O aluno deve estudar a função quanto ao seu domínio considerando: x2−3x+2x2−3x+2 > 0 3a Questão Determine o intervalo de valores em que a função h(x)=√4−x2h(x)=4−x2 é contínua. (−2,2)(−2,2) (−∞,2](−∞,2] ∀x∈R∀x∈ℜ [−2,+∞)[−2,+∞) [−2,2][−2,2] Respondido em 27/04/2020 12:16:55 Explicação: A função h(x) pode ser entendido como uma função composta f¿g. f(x)=√xf(x)=x contínua para todo x positivo g(x)=4−x2g(x)=4−x2 contínua em toda parte Consequentemente, h(x) é contínua em todo número x para o qual g(x) > 0, isto é, 4 - x2 > 0. 1a Questão A derivada implícita dxdydxdy quando 5y2+sen(y)=x25y2+sen(y)=x2 é corretamente dada por: dxdy=−10y+cos(y)2xdxdy=−10y+cos(y)2x dxdy=10y+cos(y)2xdxdy=10y+cos(y)2x dxdy=2x10y+cos(y)dxdy=2x10y+cos(y) dxdy=10ysin(x)dxdy=10ysin(x) dxdy=−2x10y+cos(y)dxdy=−2x10y+cos(y) Respondido em 27/04/2020 12:17:09 Explicação: Após a derivação à esquerda e á direita temos: 10ydydx+cos(y)dydx=2x10ydydx+cos(y)dydx=2x Arrumando os termos, temos a resposta: a 2a Questão Encontre a derivada de y=x2−1x2+1y=x2−1x2+1 f′(x)=f′(x)=−3+x(x2−1)2−3+x(x2−1)2 f′(x)=f′(x)=4x(x2+1)24x(x2+1)2 f′(x)=f′(x)=x(x2+1)2x(x2+1)2 f′(x)=f′(x)=4x(x2−1)24x(x2−1)2 f′(x)=f′(x)=3+x(x2+1)23+x(x2+1)2 Respondido em 27/04/2020 12:17:18 Explicação: O aluno deve aplicar a regra do quociente com u=x2−1u=x2−1 e v=x2+1v=x2+1 ddxuv=v∗(du/dx)−u∗(dv/dx)v2ddxuv=v∗(du/dx)−u∗(dv/dx)v2 3a Questão Em quais pontos o gráfico da função f(x) = x2−4x−1x2−4x−1 possui tangentes horizontais? Apenas no ponto (0,0) Apenas no ponto (0,5) Apenas no ponto (-3,2) Apenas no ponto (2,-5) Apenas no ponto (-2,-5) Respondido em 27/04/2020 12:17:15 Explicação: O aluno deve derivar a função f(x). f′(x)=2x−4f′(x)=2x−4 A qual é zero, quando x = 2. Assim, a tangente horizontal será dada em (2,-5). 1a Questão A derivada da função exp(−xx2+3x−5)exp(−xx2+3x−5) é dada por: f′(x)=exp(−xx2+x−5)∗[x∗(x+3)(x2+3x−5)2−1x2+x−5]f′(x)=exp(−xx2+x−5)∗[x∗(x+3)(x2+3x−5)2−1x2+x−5] f′(x)=exp(xx3+3−5x)∗[x∗(x+3)(x3+3−5)2−xx2+3x−5]f′(x)=exp(xx3+3−5x)∗[x∗(x+3)(x3+3−5)2−xx2+3x−5] f′(x)=exp(xx2+x−5)∗[x∗(2x−3)(x2+3x−5)3−xx2+3x−5]f′(x)=exp(xx2+x−5)∗[x∗(2x−3)(x2+3x−5)3−xx2+3x−5] f′(x)=exp(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5]f′(x)=exp(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5] f′(x)=(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5]f′(x)=(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5] Respondido em 27/04/2020 12:17:19 Explicação: O aluno deve fazer: u=−xx2+3x−5u=−xx2+3x−5 e, então: exp(u)∗dudxexp(u)∗dudx 2a Questão Encontre a derivada da função f(x)=sin(x)(1+sin(x))2f(x)=sin(x)(1+sin(x))2 f′(x)=cos(x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]3f′(x)=cos(x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]3 f′(x)=cos(x)∗sin(x)[1+sin(x)]3f′(x)=cos(x)∗sin(x)[1+sin(x)]3 f′(x)=cos(2x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]2f′(x)=cos(2x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]2 f′(x)=tan(x)∗[1−sin(x)][1+cos(x)]3f′(x)=tan(x)∗[1−sin(x)][1+cos(x)]3 f′(x)=cos(x)∗[1+sin(2x)][1−sin(x)]2f′(x)=cos(x)∗[1+sin(2x)][1−sin(x)]2 Respondido em 27/04/2020 12:17:27 Explicação: O aluno deve aplicar a regra do quociente e as derivadas das funções trigonométricas correspondentes: fg′=f′∗g−g′∗fg2fg′=f′∗g−g′∗fg2 3a Questão Derive a função f(x)=1(1+sin(x))2f(x)=1(1+sin(x))2 f′(x)=sin(x)[1+sin(x)]3f′(x)=sin(x)[1+sin(x)]3 f′(x)=cos(x)[1+sin(x)]2f′(x)=cos(x)[1+sin(x)]2 f′(x)=−2∗cos(x)[1+sin(x)]3f′(x)=−2∗cos(x)[1+sin(x)]3 f′(x)=cos(x)[1+sec(x)]2f′(x)=cos(x)[1+sec(x)]2 f′(x)=2∗cos(x)[1+cos(x)]4f′(x)=2∗cos(x)[1+cos(x)]4 Respondido em 27/04/2020 12:17:45 Explicação: Faça: u=1+sin(x)u=1+sin(x) f(u)=u−2f(u)=u−2 f′(u)=−2∗1u3f′(u)=−2∗1u3 dudx=cos(x)dudx=cos(x) d(f(u)dx=dfdu∗dudx 1a Questão A derivada da função exp(−xx2+3x−5)exp(−xx2+3x−5) é dada por: f′(x)=exp(−xx2+x−5)∗[x∗(x+3)(x2+3x−5)2−1x2+x−5]f′(x)=exp(−xx2+x−5)∗[x∗(x+3)(x2+3x−5)2−1x2+x−5] f′(x)=exp(xx3+3−5x)∗[x∗(x+3)(x3+3−5)2−xx2+3x−5]f′(x)=exp(xx3+3−5x)∗[x∗(x+3)(x3+3−5)2−xx2+3x−5] f′(x)=exp(xx2+x−5)∗[x∗(2x−3)(x2+3x−5)3−xx2+3x−5]f′(x)=exp(xx2+x−5)∗[x∗(2x−3)(x2+3x−5)3−xx2+3x−5] f′(x)=exp(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5]f′(x)=exp(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5] f′(x)=(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5]f′(x)=(−xx2+3x−5)∗[x∗(2x+3)(x2+3x−5)2−1x2+3x−5] Respondido em 27/04/2020 12:17:19 Explicação: O aluno deve fazer: u=−xx2+3x−5u=−xx2+3x−5 e, então: exp(u)∗dudxexp(u)∗dudx 2a Questão Encontre a derivada da função f(x)=sin(x)(1+sin(x))2f(x)=sin(x)(1+sin(x))2 f′(x)=cos(x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]3f′(x)=cos(x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]3 f′(x)=cos(x)∗sin(x)[1+sin(x)]3f′(x)=cos(x)∗sin(x)[1+sin(x)]3 f′(x)=cos(2x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]2f′(x)=cos(2x)∗[1−sin(x)][1+sin(x)]2 f′(x)=tan(x)∗[1−sin(x)][1+cos(x)]3f′(x)=tan(x)∗[1−sin(x)][1+cos(x)]3 f′(x)=cos(x)∗[1+sin(2x)][1−sin(x)]2f′(x)=cos(x)∗[1+sin(2x)][1−sin(x)]2 Respondido em 27/04/2020 12:17:27 Explicação: O aluno deve aplicar a regra do quociente e as derivadas das funções trigonométricas correspondentes: fg′=f′∗g−g′∗fg2fg′=f′∗g−g′∗fg2 3a Questão Derive a função f(x)=1(1+sin(x))2f(x)=1(1+sin(x))2 f′(x)=sin(x)[1+sin(x)]3f′(x)=sin(x)[1+sin(x)]3 f′(x)=cos(x)[1+sin(x)]2f′(x)=cos(x)[1+sin(x)]2 f′(x)=−2∗cos(x)[1+sin(x)]3f′(x)=−2∗cos(x)[1+sin(x)]3 f′(x)=cos(x)[1+sec(x)]2f′(x)=cos(x)[1+sec(x)]2 f′(x)=2∗cos(x)[1+cos(x)]4f′(x)=2∗cos(x)[1+cos(x)]4 Respondido em 27/04/2020 12:17:45 Explicação: Faça: u=1+sin(x)u=1+sin(x) f(u)=u−2f(u)=u−2 f′(u)=−2∗1u3f′(u)=−2∗1u3 dudx=cos(x)dudx=cos(x) d(f(u)dx=dfdu∗dudxd(f(u)dx=dfdu∗dudx 1a Questão A função f(x)=x2−2xf(x)=x2−2x apresenta a seguinte característica:Apresenta assíntota horizontal definida em y = x Apresenta um ponto de máximo global em x = 2 Apresenta um ponto de mínimo global em x = -2 Não cruza o eixo x É definida em x = 0 Respondido em 27/04/2020 12:17:48 Explicação: O aluno deve gerar a primeira e a segunda derivada da função e, então, realizar o estudo segundo o conteúdo descrito na aula 05. 2a Questão Sobre a função f(x)=x3−6x2+5x−7f(x)=x3−6x2+5x−7 é correto afirmar que: Apresenta um ponto de máximo em x = 6−√2136−213 Apresenta concavidade voltada para cima no intervalo (−∞,0)(−∞,0) Apresenta concavidade voltada para baixo no intervalo (−∞,+∞)(−∞,+∞) Nunca intercepta o eixo x Não é contínua em x = 0 Respondido em 27/04/2020 12:17:52 Explicação: Primeira derivada: f′(x)=3x2−12x+5f′(x)=3x2−12x+5 Segunda derivada; f′′(x)=6x−12f″(x)=6x−12 Os pontos críticos (f'(x)=0) são: 6−√2136−213e 6+√2136+213 A análise dos sinais das derivadas conduzirá a resposta 3a Questão Encontre os intervalos para os quais a função f(x)=x4−3x2+5f(x)=x4−3x2+5 apresenta-se como uma função crescente. A função será crescente em [−√32;0][−32;0]e [√32;+∞)[32;+∞) A função será crescente em [−√32;2][−32;2]e [√152;+∞)[152;+∞) A função será crescente em [−√32;0][−32;0] A função será crescente em [√32;+∞)[32;+∞) A função será crescente em [−√12;0][−12;0]e [√52;+∞)[52;+∞) Respondido em 27/04/2020 12:17:45 Explicação: A primeira derivada da função f(x) é: f′(x)=4x3−6xf′(x)=4x3−6x Quando f'(x) = 0, x=0x=0; x=−√32x=−32; x=√32x=32 Todos os pontos críticos estão no domínio da função. Pela análise dos pontos críticos, a função será crescente em [−√32;0][−32;0]e [√32;+∞) 1a Questão O limite limx→0sin(x)xlimx→0sin(x)x é corretamente indicado por: 0 ∞∞ 1 0000 −∞−∞ Respondido em 27/04/2020 12:18:19 Explicação: O aluno deve aplicar a regra de L'Hospital: limx→0sin(x)x=limx→0cos(x)1=11=1limx→0sin(x)x=limx→0cos(x)1=11=1 2a Questão O limite dado por limx→1sin(πx)x−1limx→1sin(πx)x−1 é dado por: +∞+∞ 0000 −π−π −∞−∞ 0 Respondido em 27/04/2020 12:18:22 Explicação: Aplicando a regra de L'Hôpital: limx→1π∗cos(πx)1=−πlimx→1π∗cos(πx)1=−π 3a Questão O limite dado por limx→0sin(5x)3xlimx→0sin(5x)3x é dado por: 5353 0 -1515 -ππ 1313 Respondido em 27/04/2020 12:18:24 Explicação: O aluno deve aplicar a regra de L'Hôpital: limx→05∗cos(5x)3=53limx→05∗cos(5x)3=53 1a Questão Ache a solução completa da equação diferencial dydx=2x4ydydx=2x4y xy22=2xy55+Cxy22=2xy55+C y22=2x55+Cy22=2x55+C y2=x55+Cy2=x55+C y2=2x55+Cy2=2x55+C y2=2x25+Cy2=2x25+C Respondido em 27/04/2020 12:18:33 Explicação: ydy=2x4dxydy=2x4dx ∫ydy=∫2x4dx∫ydy=∫2x4dx y22=2x55+Cy22=2x55+C 2a Questão Em qualquer ponto (x,y) de uma determinada curva,a reta tangente tem uma inclinação igual a 3x−83x−8. Se a curva contém o ponto (-2,7), qual a sua equação? A função será: f(x)=x2−x−15f(x)=x2−x−15 A função será: f(x)=x2−8x−15f(x)=x2−8x−15 A função será: f(x)=32x2−8xf(x)=32x2−8x A função será: f(x)=32x2−8x−15f(x)=32x2−8x−15 A função será: f(x)=12x2−4x−15f(x)=12x2−4x−15 Respondido em 27/04/2020 12:18:38 Explicação: f′(x)=3x−8f′(x)=3x−8 f(x)=∫f′(x)dx=32x2−8x+Cf(x)=∫f′(x)dx=32x2−8x+C Para x = -2, f(x) = 7, então: C = - 15 3a Questão Seja a função f(x)=x3−3xf(x)=x3−3x. Encontre a antiderivada de f(x) sendo a condição inicial é F(x) = 10, quando x = 2. x44−32x2−12x44−32x2−12 x44−32x2x44−32x2 x44−32x2+2x44−32x2+2 x44−32x2+8x44−32x2+8 x44−32x2+12x44−32x2+12 Respondido em 27/04/2020 12:18:42 Explicação: F(x)=x44−32x2+CF(x)=x44−32x2+C Quando F(2) = 10, então, C = 12 1a Questão Encontre a integral indefinida ∫x.sin(4x)dx∫x.sin(4x)dx −14x.cos(4x)+116.sin(4x)+C−14x.cos(4x)+116.sin(4x)+C 18x.cos(4x)−116.sin(4x)+C18x.cos(4x)−116.sin(4x)+C x.cos(4x)+sin(4x)+Cx.cos(4x)+sin(4x)+C 14x.cos(x)+118.sin(x)+C14x.cos(x)+118.sin(x)+C −18x.cos(2x)+18.sin(2x)+C−18x.cos(2x)+18.sin(2x)+C Respondido em 27/04/2020 12:18:45 Explicação: É necessário aplicar o conceito de integração por partes: Faça: u = x e v' = sin(4x) ∫udv=uv−∫vdu∫udv=uv−∫vdu 2a Questão Encontre a integral indefinida dada por ∫√x1+√xdx∫x1+xdx 3x−√x+4∗ln∣√x+1∣−7+C3x−x+4∗ln∣x+1∣−7+C x+2∗ln∣√x+1∣−3+Cx+2∗ln∣x+1∣−3+C x−√x+2∗ln∣√x+3∣+3+Cx−x+2∗ln∣x+3∣+3+C −2√x+ln∣√x∣−3+C−2x+ln∣x∣−3+C x−2√x+2∗ln∣√x+1∣−3+Cx−2x+2∗ln∣x+1∣−3+C Respondido em 27/04/2020 12:18:55 Explicação: Faça a substituição simples: u=1+√xu=1+x Depois divida o polinômio e obtenha: u2−2u+1u=u−2+1uu2−2u+1u=u−2+1u Após a integração, teremos a resposta. 3a Questão Encontre a integral indefinida dada por ∫1+ln(x)xdx∫1+ln(x)xdx 12[1−ln(x)]3+C12[1−ln(x)]3+C 12[1+ln(x)]2+C12[1+ln(x)]2+C 13[1−ln(x)]2+C13[1−ln(x)]2+C 2∗[1+ln(x)]2+C2∗[1+ln(x)]2+C [1+ln(x)]2+C[1+ln(x)]2+C Respondido em 27/04/2020 12:18:38 Explicação: Para resolver, aplique a substuição simples: u = 1 + ln(x), du=1xdx 1a Questão Encontre a integral indefinida ∫x22x+1dx∫x22x+1dx 116∗[−4x+ln[2x+1]]+C116∗[−4x+ln[2x+1]]+C 116∗[4x2+2∗ln[2x+1]]+C116∗[4x2+2∗ln[2x+1]]+C 116∗[4x2−4x+2∗ln[2x+1]−3]+C116∗[4x2−4x+2∗ln[2x+1]−3]+C 4x2−4x+2∗ln[2x+1]−3+C4x2−4x+2∗ln[2x+1]−3+C [x2−x+2∗ln[2x+1]−3]+C[x2−x+2∗ln[2x+1]−3]+C Respondido em 27/04/2020 12:19:09 Explicação: A técnica de frações parciais deve ser aplicada ou, mais rapidamente, a substituição: u=2x+1u=2x+1 2a Questão Encontre a integral indefinida ∫x2x+1dx∫x2x+1dx (x+1)24−2+ln[3x+1]+C(x+1)24−2+ln[3x+1]+C (x+1)22(x+1)+ln[x]+C(x+1)22(x+1)+ln[x]+C (x)22+x+1+ln[x]+C(x)22+x+1+ln[x]+C (x+1)22−2(x+1)+ln[x+1]+C(x+1)22−2(x+1)+ln[x+1]+C (x+1)2+(x+1)+ln[x]+C(x+1)2+(x+1)+ln[x]+C Respondido em 27/04/2020 12:19:00 Explicação: A técnica de frações parciais pode ser aplicada. No entanto, a resolução fica mais rápida se a substituição abaixo for considerada: u=x+1u=x+1 3a Questão Encontre a integral indefinida ∫(x2+3x−3)(x−1)dx∫(x2+3x−3)(x−1)dx x+ln[x+1]+14∗(x−1)3−5+Cx+ln[x+1]+14∗(x−1)3−5+C 5+12∗(x−1)2−3+C5+12∗(x−1)2−3+C 5x+ln[x−1]+12∗(x−1)2−5+C5x+ln[x−1]+12∗(x−1)2−5+C ln[x−1]+52∗(x−1)3+Cln[x−1]+52∗(x−1)3+C x−ln[x+1]+23∗(x+1)2−5+Cx−ln[x+1]+23∗(x+1)2−5+C Respondido em 27/04/2020 12:19:17 Explicação: Faça: ∫x2(x−1)dx+∫3x(x−1)dx−∫3(x−1)dx∫x2(x−1)dx+∫3x(x−1)dx−∫3(x−1)dx Aplique a divisão de polinômios e a técnica de frações parciais 1a Questão Dada um função definida como f(x)=3f(x)=3, o volume do sólido de revolução, no intervalo x=0x=0 a x=5x=5 , obtido pela rotação de f(x) em torno do eixo x, é dado por: 90π90π unidades cúbicas 45π45π unidades cúbicas 9π9π unidades cúbicas 25π25π unidades cúbicas 50π50π unidades cúbicas Respondido em 27/04/2020 12:19:27 Explicação: A resposta pode ser facilmente encontrada aplicando-se: V=∫50π∗32dxV=∫05π∗32dx 2a Questão Seja f(x)=x2f(x)=x2, com 0≤x≤20≤x≤2 Determine o volume do sólido obtido pela revolução do gráfico de f(x) em torno do eixo x. π5π5 unidades cúbicas 2π52π5 unidades cúbicas 32π532π5 unidades cúbicas 3π53π5 unidades cúbicas 32π32π unidades cúbicas Respondido em 27/04/2020 12:19:32 Explicação: Para encontrar o volume, o aluno deve resolver a integral: V = ∫20π(x2)2dx∫02π(x2)2dx 3a Questão O comprimento do arco de parábola y=x2+1y=x2+1,para 0≤x≤20≤x≤2 terá um valor de: 171/2+14171/2+14 171/2171/2 17+ln[4+171/2]17+ln[4+171/2] 14∗ln[4+171/2]14∗ln[4+171/2] 171/2+14∗ln[4+171/2]171/2+14∗ln[4+171/2] Respondido em 27/04/2020 12:19:36 Explicação: Para encontrar o comprimento do arco: f′(x)=2xf′(x)=2x L=∫ba(1+[f′(x)]2)1/2dxL=∫ab(1+[f′(x)]2)1/2dx Onde: a = 0 e b = 2
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