Enunciado

Desenhe um mapa de contorno da função mostrando várias curvas de nível.

f x , y = y - arctan ⁡ x

Passo 1

Fala ai, tranquilo?

Nossa missão nesta questão é construir um mapa de contorno.

Vamos começar entendendo o que é um mapa de contorno? 😊

Um mapa de contorno é um gráfico que mostra curvas de níveis de uma função de duas variáveis. Cada cruva de nível conecta pontos no plano onde a função tem o mesmo valor. Isso nos proporciona uma representação visual das variações da função no plano, nos dando padrões e pontos críticos.

Para se desenhar o mapa de contorno, precisa-se chegar à função das curvas de nível.

Basta fazer f x , y = c e depois ir variando c (dando valores) para representar algumas curvas de nível no mapa.

Em outras palavras, temos que verificar o comportamento da curva para diferentes valores.

Vamos começar?

Passo 2

Temos que

f x , y = y - a r c t a n   x = c

Podemos arranjar esta equação para expressar y em termos de x e c :

y = c + arctan ⁡ x

Para desenhar o mapa de contorno, escolhemos alguns valores específicos para c , como - 2 , - 1,0 , 1,2 e esboçamos as curvas correspondentes no plano x y .

Passo 3

Substituindo os valores de c .

Para c = - 2

y = - 2 + arctan ⁡ x

Para c = - 1

y = - 1 + arctan ⁡ x

Para c = 0

y = arctan ⁡ x

Para c = 1

y = 1 + arctan ⁡ x

Para c = 2

y = 2 + arctan ⁡ x

Passo 4

Variando k , chega-se ao seguinte mapa de contorno:

O domínio da função f ( x , y ) = y - a r c t a n ( x ) é o conjunto de todos os pares de números reais ( x , y ) ou seja, R ² . Isso inclui todos os pontos no plano x y .

Resposta

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