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1. Calcule o gradiente e a matriz Hessiana de cada uma das fun¸c˜oes seguintes: a) f(x, y) = x arctan y b) f(x, y, z) = ln x + ln y + e z

Respostas

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Aluno de engenharia

a) Para calcular o gradiente de f(x,y), primeiro calculamos as derivadas parciais em relação a x e y:

∂f/∂x = arctan y

∂f/∂y = x/(1+y^2)

Assim, o gradiente de f(x,y) é dado por:

∇f = (∂f/∂x, ∂f/∂y) = (arctan y, x/(1+y^2))

A matriz Hessiana de f(x,y) é dada por:

H(f) = [ ∂²f/∂x² ∂²f/∂x∂y ]

[ ∂²f/∂y∂x ∂²f/∂y² ]

Calculando as segundas derivadas, temos:

∂²f/∂x² = 0

∂²f/∂y² = -2xy/(1+y^2)^2

∂²f/∂x∂y = 1/(1+y^2)

Assim, a matriz Hessiana de f(x,y) é:

H(f) = [ 0 1/(1+y^2) ]

[ 1/(1+y^2) -2xy/(1+y^2)^2 ]

b) Para calcular o gradiente de f(x,y,z), primeiro calculamos as derivadas parciais em relação a x, y e z:

∂f/∂x = 1/x

∂f/∂y = 1/y

∂f/∂z = e^z

Assim, o gradiente de f(x,y,z) é dado por:

∇f = (∂f/∂x, ∂f/∂y, ∂f/∂z) = (1/x, 1/y, e^z)

A matriz Hessiana de f(x,y,z) é dada por:

H(f) = [ ∂²f/∂x² ∂²f/∂x∂y ∂²f/∂x∂z ]

[ ∂²f/∂y∂x ∂²f/∂y² ∂²f/∂y∂z ]

[ ∂²f/∂z∂x ∂²f/∂z∂y ∂²f/∂z² ]

Calculando as segundas derivadas, temos:

∂²f/∂x² = -1/x^2

∂²f/∂y² = -1/y^2

∂²f/∂z² = e^z

∂²f/∂x∂y = 0

∂²f/∂y∂x = 0

∂²f/∂x∂z = 0

∂²f/∂z∂x = 0

∂²f/∂z∂y = 0

Assim, a matriz Hessiana de f(x,y,z) é:

H(f) = [ -1/x^2 0 0 ]

[ 0 -1/y^2 0 ]

[ 0 0 e^z ]

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Tiago Pimenta

Olá, resolvi a questão (letra a) e postei em meus materiais do Passei Direto, você pode acessar pelo link:

https://www.passeidireto.com/arquivo/125819281/questao-resolvida-calcule-o-gradiente-e-a-matriz-hessiana-de-cada-uma-das-funcoe

Caso tenha mais dúvidas em questão como esta, pode postar em meu grupo do Passei Direto:

https://www.passeidireto.com/grupos/109427150/publicacoes

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Tiago Pimenta

Olá, resolvi a questão (letra b) e postei em meus materiais do Passei Direto, você pode acessar pelo link:

https://www.passeidireto.com/arquivo/125848725/questao-resolvida-calcule-o-gradiente-e-a-matriz-hessiana-de-cada-uma-das-funcoe

Caso tenha mais dúvidas em questão como esta, pode postar em meu grupo do Passei Direto:

https://www.passeidireto.com/grupos/109427150/publicacoes

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