Enunciado

Calcule a inclinação da reta tangente para a curva polar dada no ponto especificado pelo valor de θ .

r = 1 θ ,   θ = π

Passo 1

Olá, meu amigo. Vou te ajudar a resolver essa atividade.

A gente aqui quer encontrar a inclinação da reta tangente a curva polar dada por:

r = 1 r

Isso no ponto:

θ = π 3

A inclinação da reta tangente à uma função é dada pelo valor de sua primeira derivada, mas para equações polares não basta derivar a função r em relação a θ , precisamos calcular o nosso amado y ' ( x ) , para isso basta que usemos a fórmula:

d y d x = d r d θ sen ⁡ θ + r cos ⁡ θ d r d θ cos ⁡ θ - r sen ⁡ θ

Essa fórmula é a fórmula da inclinação da reta tangente. Você já a utilizou outras vezes, ela é assim aqui pois estamos trabalhando com a curva polar.

Quando realizarmos essa derivada e as substituições na equação acima, deveremos aplicar o ponto:

θ = π

A equação e assim encontrarmos o valor da inclinação neste local.

Passo 2

Apesar de não ser só calcular d r d θ , vamos ter que calcular ele mesmo assim, hehe

r = 1 θ = θ - 1

Derivada de polinômio segue a regra θ n ' = n θ n - 1 , para n = - 1

d r d θ = - 1 θ - 2 = - 1 θ 2

Passo 3

Agora substituímos o nosso d r d θ na equação

d y d x = - 1 θ 2 sen ⁡ θ + r cos ⁡ θ - 1 θ 2 cos ⁡ θ - r sen ⁡ θ

Substituindo também o r = 1 θ

d y d x = - 1 θ 2 sen ⁡ θ + 1 θ cos ⁡ θ - 1 θ 2 cos ⁡ θ - 1 θ sen ⁡ θ

Substituindo agora θ = π

d y d x = - 1 π 2 sen ⁡ π + 1 π cos ⁡ π - 1 π 2 cos ⁡ π - 1 π sen ⁡ π

Substituindo os valores do seno e do cosseno:

d y d x = - 1 π 2 ( 0 ) + 1 π ( - 1 ) - 1 π 2 ( - 1 ) - 1 π ( 0 ) = - 1 π + 1 π 2

Fazendo a divisão de fração

d y d x = - 1 π ⋅ π 2 1

d y d x = - π

Essa é então a inclinação da reta tangente neste ponto.

Resposta

d y d x = - π

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