Enunciado

Determine a equação do plano tangente à superfície no ponto especificado.

z = ln ⁡ ( x - 2 y ) ,                       ( 3 ,   1 ,   0 )

Passo 1

Show de bola, galera. A gente tem aqui uma questão de planos tangentes, vamos lá!

A questão nos dá a função z = ln ⁡ ( x - 2 y ) e um ponto ( 3 ,   1 ,   0 ) , mas como encontrar essa equação do plano tangente?

Para uma função f x , y = z com derivadas parciais contínuas, podemos descrever a equação do plano tangente no ponto x 0 , y 0 , z 0 como:

z - z 0 = f x x 0 , y 0 x - x 0 + f y ( x 0 , y 0 ) ( y - y 0 )

Dessa forma, só precisamos encontrar as derivadas parciais f x e f y para substituir nessa equação e teremos nossa resposta!

Passo 2

Para encontrar f x , tratamos y como constante e derivamos em relação a x , de forma que

∂ f ∂ x = d   ln ⁡ ( x - 2 y ) d x

Que por sua vez pode ser resolvida com a regra da cadeia!

∂ f ∂ x = d   x - 2 y d x ⋅ d   ln ⁡ ( u ) d u

f x = 1 x - 2 y

Substituindo os valores do ponto x 0 , y 0 , z 0 = ( 3 ,   1 ,   0 ) nós temos

f x 3 ,   1 = 1 3 - 2 = 1

Da mesma forma, para encontrar f y , tratamos x como constante e derivamos em relação a y , de forma que

∂ f ∂ y = d   ln ⁡ x - 2 y d x

E analogamente encontramos

f y = - 2 x - 2 y

Substituindo os valores do ponto x 0 , y 0 , z 0 = ( 3 ,   1 ,   0 ) nós temos

f y 3 ,   1 = - 2 3 - 2 = - 2

Passo 3

Agora que temos todos os dados necessários, podemos substituir tudo na fórmula!

De forma que a nossa equação do plano tangente é:

z - z 0 = f x x 0 , y 0 x - x 0 + f y ( x 0 , y 0 ) ( y - y 0 )

z - 0 = 1 ⋅ x - 3 - 2 ⋅ ( y - 1 )

z = x - 2 y - 1

Resposta

z = x - 2 y - 1

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