Enunciado

Encontre o campo vetorial gradiente de f .

f x , y , z = x 2 y e y z

Passo 1

Fala, galera!

Nessa questão precisamos achar o campo vetoral gradiente de uma função que ela deu:

f x , y , z = x 2 y e y z

Pra isso, vamos lembrar que o gradiente de uma função f de três variáveis é dado por:

∇ f = f x   i ^ + f y   j → + f z   k →

Achar o campo vetorial não vai ser diferente disso! Só que não estamos interessados em um vetor único (de um ponto específico), mas sim do campo ∇ f x , y , z , que, dado o ponto x , y , z retorna o vetor gradiente de f naquele ponto.

Na prática, vai ser só calcular as derivadas parciais e assim achamos ∇ f .

Passo 2

Para calcular uma derivada parcial, basta derivar em função de uma das variáveis, e mantes as outras constantes.

Primeiro em função de x , com y e z constantes:

f x = ∂ x 2 y e y z ∂ x

O termo y e y / z é constante em função de x , então:

f x = 2 x y e y z

Agora em função de y , com x e z constantes:

f y = ∂ x 2 y e y z ∂ y

Temos que usar regra do produto:

= ∂ x 2 y ∂ y ∙ e y z + x 2 y ∙ ∂ e y z ∂ y

= x 2 e y z + x 2 y ∙ e y z z

Então:

f y = x 2 1 + y z e y z

Por último, em função de z , com x e y constantes:

f z = ∂ x 2 y e y z ∂ z

Tiramos x 2 y que é constante, e usamos a regra da cadeia:

= x 2 y ∙ ∂ e y z ∂ y z ∙ ∂ y z ∂ z

= x 2 y ∙ e y z ∙ - y z 2

Então:

f z = - x 2 y 2 z 2 e y z

Passo 3

Como o gradiente é

∇ f = f x   i ^ + f y   j → + f z   k →

No caso da nossa função fica:

∇ f x , y , z = 2 x y e y z   i ^ + x 2 1 + y z e y z   j → - x 2 y 2 z 2 e y z   k →

Resposta

∇ f x , y , z = 2 x y e y z   i ^ + x 2 1 + y z e y z   j → - x 2 y 2 z 2 e y z   k →

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Encontre o campo vetorial gradiente ∇ f de f e o esboce. f x , y = 1 2 ( x 2 - y 2 )
Encontre o campo vetorial gradiente ∇ f de f e o esboce. f x , y = 1 2 x - y 2
A figura mostra um campo vetorial F → e duas curvas C 1 e C 2 . As integrais de linha de F → sobre C 1 e C 2 são positivas, negativas ou zero? Explique.
Seja F → o campo vetorial mostrado na figura.Se C 1 é o segmento de reta vertical de - 3 , - 3 a - 3,3 , determine se ∫ C 1 F → ∙ d r → é positivo, negativo ou zero.Se C 2 é o círculo de raio 3 e cent
Case as funções f com os desenhos de seus campos vetor gradiente. f x , y = x 2 + y 2