Enunciado

Determine as derivadas parciais de primeira ordem da função.

f x , y = ∫ y x cos ⁡ t 2 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 x e f y ) mas como fazemos isso?

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

Aqui temos:

f x , y = ∫ y x cos ⁡ t 2 d t

“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 !

Dessa forma, sendo a nossa função

f x , y = ∫ y x cos ⁡ t 2 d t

Onde

g ( t ) = cos ⁡ t 2

Temos, usando o teorema

f x , y = G x - G ( y )

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

Passo 2

Para encontrar f x , tratamos y como uma constante e derivamos a função f em x :

∂ f ∂ x = ∂ ( G x - G y ) ∂ x

Mas sabemos que

d G x d x = g ( x )

De forma que

∂ f ∂ x = d G x d x - d G y d x

∂ f ∂ x = g ( x ) - 0

E substituindo x na nossa funçãozinha g nós ficamos com

∂ f ∂ x = cos ⁡ x ²

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

∂ f ∂ y = ∂ ( G x - G y ) ∂ y

∂ f ∂ y = d G x d y - d G y d y

∂ f ∂ x = 0 - g ( y )

E substituindo y na nossa funçãozinha g nós ficamos com

∂ f ∂ y = - cos ⁡ y ²

Resposta

∂ f ∂ x = c o s ⁡ ( x 2 )

∂ f ∂ y = - c o s ⁡ ( y 2 )

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