Enunciado

5-20 Encontre as derivadas primeiras e segunda da função.

8. y = θ sen ⁡ θ

Passo 1

Falaii galerinha do RA.

Bora para mais uma?

O exercício pede para encontrar as primeiras e segundas derivadas da função   y   = θ   s i n θ , onde   θ   é uma variável. As derivadas primeiras e segundas são expressões que nos dizem como a função muda com relação a θ , e são representadas por (   y ' )   e   (   y ' ' ) ,   respectivamente.

Para encontrar as derivadas primeiras e segundas da função y   = θ   s i n θ , vamos usar as regras de diferenciação do cálculo.

Para a primeira derivada (   y ' ) , usaremos a regra do produto para diferenciar θ ⋅ sin ⁡ ( θ ) .

Em seguida, para a segunda derivada (   y ' ' ) , aplicaremos novamente as regras de diferenciação, desta vez na expressão para a primeira derivada que obtivemos.

A regra do produto nos diz que ao diferenciar o produto de duas funções, (   u   )   e   (   v   ) , em relação a uma variável (   x   ) , usamos a fórmula:

d d x u ⋅ v = u ' v + u v '

Portanto, para encontrar (   y ' ) , diferenciamos θ   e sin ⁡ ( θ )   em relação a θ , e depois aplicamos a fórmula acima.

Para encontrar (   y ' ' ) , precisaremos diferenciar novamente a expressão que obtemos para (   y ' ) em relação a   θ .

Isso nos dará a segunda derivada da função y em relação a θ .

Assim, a estratégia de resolução envolve aplicar as regras de diferenciação do cálculo para encontrar as derivadas primeiras e segundas da função y   = θ   s i n θ .

Passo 2

Vamos encontrar as derivadas primeiras e segundas da função y   = θ   s i n θ :

Primeira Derivada y '

Aplicando a regra do produto, temos:

y   = θ   s i n θ

      y ' = d d θ ⋅ sin ⁡ θ + θ ⋅ d d θ sin ⁡ θ

  y ' =   1   ⋅ s i n θ +   θ ⋅ c o s θ

        y ' =   s i n θ +   θ c o s θ

Passo 3

Segunda Derivada y ' '

Agora, diferenciamos novamente y ' em relação a   θ   :

        y ' =   s i n θ +   θ c o s θ

        y ' ' = d d θ s i n θ + d d θ θ c o s θ

        y ' ' =   c o s θ -   θ s i n θ +   c o s θ -   θ - s i n θ

      [ y ' ' =   c o s θ +   c o s θ +   θ s i n θ

        y ' ' =   2 c o s θ +   θ s i n θ

Portanto, as derivadas primeiras e segundas da função y   = θ   s i n θ são:

  y ' =   s i n θ +   θ c o s θ

  y ' ' =   2 c o s θ +   θ s i n θ

Resposta

  y ' =   s i n θ +   θ c o s θ

  y ' ' =   2 c o s θ +   θ s i n θ

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