Logo Passei Direto
Buscar

Cálculo

Outros
11. Um ponto move-se sobre a semi-circunferência x² + y² = 5, y ≥ 0. Suponha dx/dt > 0. Determine o ponto da curva em que a velocidade de y seja o dobro da velocidade de x.

User badge image
Desafios para Aprender

há 11 meses

Respostas

User badge image

Ed Verified user icon

há 11 meses

Para resolver essa questão, vamos usar a relação entre as variáveis \(x\) e \(y\) na semi-circunferência dada pela equação \(x^2 + y^2 = 5\). 1. Derivando a equação: Vamos derivar implicitamente a equação da semi-circunferência em relação ao tempo \(t\): \[ 2x \frac{dx}{dt} + 2y \frac{dy}{dt} = 0 \] Simplificando, temos: \[ x \frac{dx}{dt} + y \frac{dy}{dt} = 0 \] Daí, podemos expressar \(\frac{dy}{dt}\): \[ \frac{dy}{dt} = -\frac{x}{y} \frac{dx}{dt} \] 2. Condição da velocidade: A condição dada é que a velocidade de \(y\) é o dobro da velocidade de \(x\): \[ \frac{dy}{dt} = 2 \frac{dx}{dt} \] Substituindo a expressão de \(\frac{dy}{dt}\) que encontramos: \[ -\frac{x}{y} \frac{dx}{dt} = 2 \frac{dx}{dt} \] Dividindo ambos os lados por \(\frac{dx}{dt}\) (considerando que \(\frac{dx}{dt} \neq 0\)): \[ -\frac{x}{y} = 2 \] Portanto, temos: \[ x = -2y \] 3. Substituindo na equação da semi-circunferência: Agora, substituímos \(x = -2y\) na equação da semi-circunferência: \[ (-2y)^2 + y^2 = 5 \] Isso resulta em: \[ 4y^2 + y^2 = 5 \implies 5y^2 = 5 \implies y^2 = 1 \implies y = 1 \quad (\text{já que } y \geq 0) \] Agora, substituímos \(y\) para encontrar \(x\): \[ x = -2(1) = -2 \] 4. Resultado: O ponto da curva em que a velocidade de \(y\) é o dobro da velocidade de \(x\) é \((-2, 1)\). Portanto, a resposta é o ponto \((-2, 1)\).

Essa resposta te ajudou?

0
Dislike0
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar essa resposta. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

Ainda com dúvidas?

Envie uma pergunta e tenha sua dúvida de estudo respondida!

Essa pergunta também está no material:

Mais perguntas desse material

Mais conteúdos dessa disciplina