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Cálculo

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Questão 7/10 - Cálculo Diferencial e Integral a Várias Variáveis Sabe-se que a incidência dos raios solares na superfície de um rio faz com que a água seja mais quente nesta região e por isso os peixes ficam posicionados em regiões mais profundas. Seja f(x,y,z)=x.sen(yz) a função que mede a temperatura em °C de um ponto dentro de um rio. Esse ponto P(x,y,z) possui as coordenadas medidas em metros. Suponha que a isca de um pescador esteja localizada no ponto P(1,3,0). O pescador precisa ajustar a boia da sua vara de pesca e posicionar sua isca na região em que os peixes se encontram. Adicionalmente sabemos que os peixes estão na região em que a temperatura varia entre 10 e 20°C.A partir dessas informações, avalie as afirmações a seguir e assinale a alternativa correta.Derivada do seno:dsin(ax)dx=acos(ax)sin(0)=0ecos(0)=1Fórmula do vetor gradiente:∇f(x,y,z)=(fx(x,y,z);fy(x,y,z);fz(x,y,z))Módulo de um vetor:|v(x,y,z)|=√x2+y2+z2Lembre-se que as derivadas indicam a taxa de variação de uma determinada função. As derivadas direcionais, por sua vez, indicam a taxa de variação em uma determinada direção. O vetor gradiente indica em qual direção ocorre a maior taxa de
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Ernandes mauro

há 2 semanas

Respostas

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há 2 semanas

Para resolver essa questão, precisamos analisar a função dada e calcular a temperatura no ponto P(1,3,0) usando a função \( f(x,y,z) = x \cdot \sen(yz) \). 1. Substituindo as coordenadas: \[ f(1, 3, 0) = 1 \cdot \sen(3 \cdot 0) = 1 \cdot \sen(0) = 1 \cdot 0 = 0 \] 2. Analisando a temperatura: A temperatura no ponto P(1,3,0) é 0°C. Sabemos que os peixes estão na região onde a temperatura varia entre 10°C e 20°C. Portanto, a temperatura no ponto P não está na faixa onde os peixes se encontram. 3. Gradiente: O vetor gradiente \( \nabla f(x,y,z) \) é dado por: \[ \nabla f(x,y,z) = \left( f_x(x,y,z), f_y(x,y,z), f_z(x,y,z) \right) \] Precisamos calcular as derivadas parciais \( f_x, f_y, f_z \) para entender a direção da maior taxa de variação. 4. Derivadas parciais: - \( f_x(x,y,z) = \sen(yz) \) - \( f_y(x,y,z) = xz \cdot \cos(yz) \) - \( f_z(x,y,z) = xy \cdot \cos(yz) \) 5. Avaliação no ponto P(1,3,0): - \( f_x(1,3,0) = \sen(3 \cdot 0) = 0 \) - \( f_y(1,3,0) = 1 \cdot 0 \cdot \cos(3 \cdot 0) = 0 \) - \( f_z(1,3,0) = 1 \cdot 3 \cdot \cos(3 \cdot 0) = 3 \) Assim, o vetor gradiente no ponto P(1,3,0) é: \[ \nabla f(1,3,0) = (0, 0, 3) \] Isso indica que a maior taxa de variação da temperatura ocorre na direção do eixo z, ou seja, para cima. Conclusão: A temperatura no ponto P(1,3,0) é 0°C, que não está na faixa onde os peixes se encontram (10°C a 20°C). Portanto, o pescador deve ajustar a boia para uma profundidade maior, onde a temperatura é mais alta. Se você tiver as alternativas, posso ajudá-lo a identificar a correta!

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