Enunciado
Cálculo - Anton - Cálculo - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 3.1 - Ex. 39
Dizemos que duas curvas são ortogonais se suas retas tangentes forem perpendiculares em cada ponto de intersecção, e dizemos que duas famílias de curvas são trajetórias ortogonais uma da outra se cada membro de uma família for ortogonal a cada membro da outra. Essa terminologia é usada nestes exercícios.
A Figura Ex-39 mostra alguns membros típicos das famílias dos círculos (curvas escuras) e (curvas cinzas). Mostre que essas famílias são trajetórias ortogonais uma da outra. [Sugestão: Para as retas tangentes serem perpendiculares
em um ponto de intersecção, as inclinações dessas retas tangentes devem ser recíprocas negativas uma da outra.]
Passo 1
Primeiro, vamos derivar implicitamente a função . Tratamos como uma função e derivamos ambos os lados:
Passo 2
Após a derivação, isolamos :
Substituindo na expressão inicial:
Isolamos, agora, o :
Para obtermos a família ortogonal às curvas cinzas, invertemos a expressão e resolvemos a EDO.
Assim, obteremos a solução:
Prontinho!!
Resposta
A demonstração confere!