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Uma fábrica de alimentos deseja confeccionar uma embalagem para uma bebida para exportação. A embalagem deve ser um veículo em formato de paralelepipedo que possui as seguintes proporções: 3 z= 3x+1 Em que x, y e z são as dimensões da embalagem. Para manter a proporção, a dimensão z deve ser uma soma de um múltiplo da dimensão x com 1, pois a empresa precisa deixar uma parte da embalagem reservada para informações do produto que são exigidas por lei. Além disso, a empresa deseja que o volume da embalagem seja igual a 500 ml, ou seja, 500 cm3. Diante da situação apresentada e utilizando o método de Newton, considerando a tolerância € ≤ 10-4 e o menor número possível de iterações, determine a dimensão x da embalagem, usando [4,5] como intervalo inicial que contém a raiz. Assinale a alternativa correta.
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Williams Melo

há 6 dias

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há 6 dias

Para resolver o problema, precisamos primeiro expressar o volume da embalagem em termos de \(x\). As dimensões são dadas por \(x\), \(y\) e \(z\), onde \(z = 3x + 1\). O volume \(V\) de um paralelepípedo é dado por: \[ V = x \cdot y \cdot z \] Substituindo \(z\) na equação do volume, temos: \[ V = x \cdot y \cdot (3x + 1) \] Sabemos que o volume deve ser igual a 500 cm³: \[ x \cdot y \cdot (3x + 1) = 500 \] Agora, precisamos expressar \(y\) em termos de \(x\): \[ y = \frac{500}{x(3x + 1)} \] Agora, podemos usar o método de Newton para encontrar a raiz da função. Precisamos definir uma função \(f(x)\) que iguale a expressão do volume a 500: \[ f(x) = x \cdot \frac{500}{x(3x + 1)} \cdot (3x + 1) - 500 \] Simplificando, temos: \[ f(x) = 500 - 500 = 0 \] Agora, precisamos calcular a derivada \(f'(x)\) e aplicar o método de Newton: \[ f'(x) = \text{(derivada de } f(x) \text{ em relação a } x\text{)} \] A partir daqui, você pode aplicar o método de Newton: \[ x_{n+1} = x_n - \frac{f(x_n)}{f'(x_n)} \] Inicie com um valor em \(x\) no intervalo [4,5] e continue iterando até que a tolerância \(\epsilon \leq 10^{-4}\) seja alcançada. Lembre-se de que o cálculo da derivada e a iteração podem ser feitos com uma calculadora ou software que suporte cálculos numéricos. Boa sorte!

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