Enunciado

Determine o campo vetorial gradiente de f .

f x ,   y = ln ⁡ x + 2 y

Passo 1

Oiii, galera! Tudo certo?

A questão pede pra gente o campo vetorial gradiente de

f x ,   y = ln ⁡ x + 2 y

O campo vetorial de uma função é dado por ∇ f , cuja equação é:

∇ f = ∂ f ∂ x   i + ∂ f ∂ y   j

Note que ∂ f ∂ x e ∂ f ∂ y são as derivadas parciais da nossa função f x ,   y em relação a cada variável. Também podemos escrever essas derivadas parciais como f x e f y .

Bem, então o que precisamos fazer aqui é, calcularmos as derivadas parciais da nossa equação e substituí-las na equação do nosso campo vetorial. Bem simples, né?

Vamos lá, então!

Passo 2

Começando pela determinação das derivadas da nossa função:

f x ,   y = ln ⁡ x + 2 y

Para f x , temos que derivar ln ⁡ x + 2 y em função de x , ou seja, tratando y como constate. Assim, ficamos com:

∂ f ∂ x = 1 x + 2 y × 1

E para f y , temos que derivar ln ⁡ x + 2 y em função de y , ou seja, tratando x como constate. Assim, ficamos com ficamos com o seguinte:

∂ f ∂ y = 1 x + 2 y × 2

Não esquece da regra da cadeia, onde a gente deriva primeiro a função com o argumento e multiplicamos pela derivada somente do argumento, quando temos uma função dentro da outra.

Passo 3

Pra finalizar, vamos juntar o que achamos no Passo 2 com o Passo 1, olha só:

∇ f = 1 x + 2 y   i + 2 x + 2 y   j

Encontramos finalmente nosso campo vetorial gradiente!

Resposta

∇ f = 1 x + 2 y   i + 2 x + 2 y   j

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