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Considere o seguinte conjunto de dados, que indica a velocidade atingida por um carrinho ao longo de uma pista de corrida nos instantes considerados: ? 0 3 6 8 12 16 20 ? ? 4.0 3.9 3.7 3.3 2.9 2.5 2.0 Quadro 1. Fonte: elaborado pela autora. Deseja-se determinar uma estimativa para a distância percorrida pelo carrinho no intervalo indicado por meio de integração numérica da função velocidade, descrita pelo conjunto de dados contido no quadro anterior. Devido às características da regra dos trapézios, nesta situação, existe a necessidade de particionar o intervalo de variação de t , dado por [ 0 , 20 ] , de modo que seja possível identificar os espaçamentos adequados para o processo de integração numérica, os quais devem ser iguais, possibilitando o emprego de todos os valores do conjunto apresentado. Assinale a alternativa que indica corretamente como deve ser realizada a partição da integral a ser calculada numericamente em função do conjunto de dados apresentado e das características da regra dos trapézios, considerando a menor quantidade possível de integrais e todos os valores apresentados no conjunto de dados. ∫ 0 20 v ( t ) d t = ∫ 0 12 v ( t ) d t + ∫ 12 20 v ( t ) d t . ∫ 0 20 v ( t ) d t = ∫ 0 6 v ( t ) d t + ∫ 6 8 v ( t ) d t + ∫ 8 20 v ( t ) d t . ∫ 0 20 v ( t ) d t = ∫ 0 8 v ( t ) d t + ∫ 8 16 v ( t ) d t + ∫ 16 20 v ( t ) d t . ∫ 0 20 v ( t ) d t = ∫ 0 6 v ( t ) d t + ∫ 6 20 v ( t ) d t . ∫ 0 20 v ( t ) d t = ∫ 0 6 v ( t ) d t + ∫ 6 12 v ( t ) d t + ∫ 12 20 v ( t ) d t .
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Kellvinho Silva

há 2 semanas

Respostas

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há 2 semanas

Vamos analisar o problema passo a passo: - A regra dos trapézios exige que os intervalos de integração tenham espaçamento igual entre os pontos de dados. - Os tempos dados são: 0, 3, 6, 8, 12, 16, 20. - Os espaçamentos entre esses pontos são: - 0 a 3: 3 - 3 a 6: 3 - 6 a 8: 2 - 8 a 12: 4 - 12 a 16: 4 - 16 a 20: 4 Para aplicar a regra dos trapézios em cada integral, os subintervalos devem ter espaçamento constante. Agora, vamos verificar as alternativas para ver qual partição permite usar intervalos com espaçamento constante e usar todos os dados: 1) ∫₀²⁰ v(t) dt = ∫₀¹² v(t) dt + ∫₁₂²⁰ v(t) dt - De 0 a 12: pontos em 0,3,6,8,12 - Espaçamentos: 3,3,2,4 (não constantes) - De 12 a 20: pontos em 12,16,20 - Espaçamento: 4,4 (constante) Não é ideal porque 0 a 12 não tem espaçamento constante. 2) ∫₀²⁰ v(t) dt = ∫₀⁶ v(t) dt + ∫₆⁸ v(t) dt + ∫₈²⁰ v(t) dt - 0 a 6: pontos 0,3,6 (espaçamento 3,3) - ok - 6 a 8: pontos 6,8 (espaçamento 2) - ok - 8 a 20: pontos 8,12,16,20 (espaçamento 4,4,4) - ok Todos os subintervalos têm espaçamento constante. 3) ∫₀²⁰ v(t) dt = ∫₀⁸ v(t) dt + ∫₈¹⁶ v(t) dt + ∫₁₆²⁰ v(t) dt - 0 a 8: pontos 0,3,6,8 (espaçamento 3,3,2) - não constante - 8 a 16: pontos 8,12,16 (espaçamento 4,4) - ok - 16 a 20: pontos 16,20 (espaçamento 4) - ok Não é ideal porque 0 a 8 não tem espaçamento constante. 4) ∫₀²⁰ v(t) dt = ∫₀⁶ v(t) dt + ∫₆²⁰ v(t) dt - 0 a 6: pontos 0,3,6 (espaçamento 3,3) - ok - 6 a 20: pontos 6,8,12,16,20 (espaçamento 2,4,4,4) - não constante Não é ideal. 5) ∫₀²⁰ v(t) dt = ∫₀⁶ v(t) dt + ∫₆¹² v(t) dt + ∫₁₂²⁰ v(t) dt - 0 a 6: pontos 0,3,6 (espaçamento 3,3) - ok - 6 a 12: pontos 6,8,12 (espaçamento 2,4) - não constante - 12 a 20: pontos 12,16,20 (espaçamento 4,4) - ok Não é ideal. Conclusão: A única alternativa que permite usar todos os dados com subintervalos de espaçamento constante é a alternativa 2. Resposta correta: ∫₀²⁰ v(t) dt = ∫₀⁶ v(t) dt + ∫₆⁸ v(t) dt + ∫₈²⁰ v(t) dt.

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