Enunciado

Encontre f .

f ' ' ' t = t - 2 cos ⁡ t

Passo 1

Vamos lá, nessa questão temos que a terceira derivada de uma função f é dada por:

f ' ' ' t = t - 2 cos ⁡ t

E queremos encontrar f .

para achar f vamos ter que achar a antiderivada geral, sabemos que uma função F é chamada de antiderivada de f :

F ' x = f x

E se F é uma antiderivada de f nesse intervalo, então a antiderivada mais geral de f :

F x + C

onde C é uma constante qualquer, afinal, quando derivamos a constante obtemos zero, logo somar uma constante a F x não muda em nada sua derivada.

Para achar f vamos ter que achar a antiderivada três vezes, vamos lá!

Passo 2

Primeiro vamos manipular a função retirando a raíz:

f ' ' ' t = t - 2 cos ⁡ t

f ' ' ' t = t 1 2 - 2 cos ⁡ t

Sua antiderivada será portanto:

f ' ' t

Aqui podemos usar as seguintes regras. Para o cosseno:

cos ⁡ t = s e n t '

Logo,

- 2 cos ⁡ t = - 2 s e n t '

E para a potência de t temos:

c t n = c t n + 1 n + 1   '

Logo,

t 1 2 = t 3 / 2 3 2 '

Agora juntando tudo e somando uma constant C temos:

f ' ' t = t 3 2 3 2 - 2 sen ⁡ t + C = 2 3 t 3 2 - 2 sen ⁡ t + C

Passo 3

Vamos agora mais uma vez, dessa vez aplicando em f ' ' t .

f ' ' t = 2 3 t 3 2 - 2 sen ⁡ t + C

Vamos usar as seguintes regras. Para o seno temos:

s e n t = - cos ⁡ t '

Logo,

- 2 s e n t = 2 cos ⁡ t '

Para a potência de t , temos:

c t n = c t n + 1 n + 1   '

Logo,

2 3 t 3 2 = 2 3 t 5 / 2 5 2   '

E para a constante temos:

C = C t '

Agora juntando tudo e somando uma nova constante D temos:

f ' t = = 2 3 ⋅ 2 5 ⋅ t 5 2 + 2 cos ⁡ t + C t + D

f ' t = 4 t 5 2 15 + 2 cos ⁡ t + C t + D

Passo 4

Agora vamos fazer uma última vez, dessa vez aplicando em f ' t

f ' t = 4 t 5 2 15 + 2 cos ⁡ t + C t + D

Usando as fórmulas que já trabalhamos nos passos anteriores, vamos chegar em:

f t = 4 15 ⋅ t 5 2 + 1 5 2 + 1 + 2 sen ⁡ t + C t 1 + 1 1 + 1 + D t + E

f t = 4 15 ⋅ t 7 2 7 2 + 2 sen ⁡ t + C t 2 2 + D t + E

f t = 4 15 ⋅ 2 7 ⋅ t 7 2 + 2 sen ⁡ t + C t 2 2 + D t + E

f t = 8 t 7 2 105 + 2 sen ⁡ t + C t 2 2 + D t + E

Pronto, achamos f !!

Resposta

f t = 8 t 7 2 105 + 2 sen ⁡ t + C t 2 2 + D t + E

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