Enunciado

Esboce o gráfico da função.

f x , y = 2 - x 2 - y 2

Passo 1

Olá, meu amigo. Vamos resolver essa atividade juntos?

Queremos determinar o gráfico da função:

f x , y = 2 - x 2 - y 2

Para esboçarmos o gráfico de uma função de duas varáveis precisamos primeiramente encontrar as curvas de nível desta função.

Para isso façamos:

z = f x , y = 2 - x 2 - y ²

2 - z = x 2 + y ²

A partir disso, iremos analisar alguns pontos dessa função. Iremos analisar o seu comportamento para diferentes valores de z , isso nos dará a noção de como é o formato da curva de nível e consequentemente nos dirá como é o formato da nossa figura.

Também deveremos encontrar os pontos de intersecção com os eixos. Para isso, deveremos zerar duas variáveis, e assim encontrarmos onde a nossa figura encontra o eixo da variável que sobrou.

Passo 2

Se analisarmos o domínio dessa função, veremos que z nunca pode ser maior que 2, pois se isso acontecer teremos um resultado negativo e dois números ao quadrado no conjunto dos reais nunca é negativo.

Então tendo em mente essa restrição vamos escolher alguns valores para z :

z = - 1 , z = 0 , z = 1 e z = 2 .

x 2 + y 2 = 2 - - 1 = 3

x 2 + y 2 = 2 - 0 = 2

x 2 + y 2 = 2 - 1 = 1

x 2 + y 2 = 0

Desta forma obtemos as seguintes curvas de nível:

Então podemos pensar que a nossa figura se inicia em z = 2 , e é uma circunferência que vai crescendo a medida que z aumenta.

Os pontos de intersecção com os eixos são:

f x , y = 2 - x 2 - y 2

Para o eixo y :

0 = 2 - 0 - y 2

y = ± 2

Para o eixo x :

0 = 2 - x 2 - 0

x = ± 2

E em z :

z = 2 - 0 - 0

z = 0

Passo 3

Desta forma o gráfico de f x , y = 2 - x 2 - y ² é:

Resposta

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