prova_p1_calc2_2009_1_eng
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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Instituto deMatema´tica
Departamento de Me´todos Matema´ticos
www.dmm.im.ufrj.br
1a Prova Unificada de Ca´lculo II
Escola Polite´cnica, Escola de Qu´\u131mica e Instituto de F´\u131sica
30/04/2009
1a Questa\u2dco: (a) (2,0 pontos) Determine a soluc¸a\u2dco geral expl´\u131cita y(x) da equac¸a\u2dco diferencial
(x2 + 1)y\u2032 + 3xy = 6x.
(b) (0,5 pontos) Utilize o resultado do item (a) para obter a soluc¸a\u2dco do problema de valor inicial\uf8f1\uf8f2\uf8f3 (x
2 + 1)y\u2032 + 3xy = 6x
y(0) = \u22122
2a Questa\u2dco: (2,5 pontos) Considere um tanque que possui, 1000 litros de a´gua pura. Suponha que
ele comece a receber produtos qu´\u131micos, completamente dilu´\u131dos em a´gua, a uma taxa de 200 litros por
hora, e que a concentrac¸a\u2dco desses produtos na a´gua que ali esta´ entrando varia periodicamente com o
tempo t (medido em horas), de acordo com a fo´rmula
f(t) =
5 + sen t
100
quilogramas por litro.
A soluc¸a\u2dco enta\u2dco e´ misturada completamente e sai do tanque tambe´m a` taxa de 200 litros por hora.
Determine a quantidade de produtos qu´\u131micos (em quilogramas) que permanece no tanque apo´s t horas.
Veja abaixo Lembrete. 1
3a Questa\u2dco: (a) (0,5 pontos) Determine a soluc¸a\u2dco geral da equac¸a\u2dco
y\u2032\u2032 \u2212 9y = 0.
(b) (1,5 pontos) Utilize o resultado do item (a) para determinar a soluc¸a\u2dco geral da equac¸a\u2dco
y\u2032\u2032 \u2212 9y = 9x2 + e3x.
(c) (0,5 pontos) Utilize o resultado do item (b) para determinar a soluc¸a\u2dco do problema de valor inicial\uf8f1\uf8f2\uf8f3 y
\u2032\u2032 \u2212 9y = 9x2 + e3x
y(0) = 0; y\u2032(0) = 16
4a Questa\u2dco: Dada a func¸a\u2dco f(x, y) =
\u221a
5\u2212 25x2 + 5y2.
(a) (0,5 pontos) Determine algebricamente e identifique as curvas de n´\u131vel de f(x, y).
(b) (0,8 pontos) Determine, justificando, um esboc¸o para a superf´\u131cie S que e´ o gra´fico de f(x, y).
(c) (0,7 pontos) Determine uma parametrizac¸a\u2dco para a curva C obtida pela intersec¸a\u2dco de S com o plano
y = 3.
(d) (0,5 pontos) Determine as equac¸o\u2dces parame´tricas da reta tangente a C no ponto (1, 3, 5).
1
\u222b
eat sentdt = 1
a2+1
eat(a sen t\u2212 cos t) + C, C \u2208 IR, a 6= 0.