Enunciado

Determine as derivadas parciais de primeira ordem da função.

f α , β = ∫ α β t 3 + 1   d t

Passo 1

Opa, tudo tranquilo? Questãozinha de derivadas parciais, vamos lá!

A questão nos pede para encontrar as derivadas de primeira ordem da função (nesse caso f α e f β ) mas como fazemos isso?

É de boa: Para encontrar a derivada f α , por exemplo, nós tratamos β como uma constante e derivamos a função f em α normalmente!

“Mas e nesse caso que a função é uma integral, eu vou precisar integrar primeiro pra derivar depois?”

Vamos relembrar o teorema fundamental do cálculo!

Ele diz que:

∫ a b g x d x = G b - G ( a )

Onde G é a primitiva (ou antiderivada) da função g ! Em que

G ' ( x ) = g ( x )

Dessa forma, sendo a nossa função

f α , β = ∫ α β t 3 + 1   d t

Onde

g ( t ) = t 3 + 1

Temos, usando o teorema

f α , β = G β - G ( α )

Agora, com a função nesse formato, podemos usar nossa estratégia de sempre para encontrar as derivadas parciais!

Passo 2

Para encontrar f α , tratamos β como uma constante e derivamos a função f em α :

∂ f ∂ α = ∂ ( G β - G ( α ) ) ∂ α

Mas sabemos que

d G α d α = g ( α )

De forma que

∂ f ∂ α = d G β d α - d G α d α

∂ f ∂ α = 0 - g ( α )

E substituindo α na nossa funçãozinha g nós ficamos com

f α = - α 3 + 1

Passo 3

E da mesma forma, para encontrar f β , tratamos α como uma constante e derivamos a função f em β

∂ f ∂ β = ∂ ( G β - G ( α ) ) ∂ β

∂ f ∂ β = d G β d β - d G α d β

∂ f ∂ β = g β - 0

E substituindo β na nossa funçãozinha g nós ficamos com

f β = β 3 + 1

Resposta

f α = - α 3 + 1

f β = β 3 + 1

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