Enunciado

Um estudante pergunta: “Suponha que uma derivação implícita num ponto forneça uma expressão indefinida. Isso significa que d y / d x não está definida nesse ponto?” Usando a equação x 2   -   2 x y   +   y 2 =   0 como base de discussão, escreva um parágrafo respondendo à pergunta do estudante.

Passo 1

A gente precisa responder essa pergunta do estudante.

O enunciado manda a gente partir da equação:

x 2 - 2 x y + y 2 = 0

Então a gente pode derivar ela, e ver o que a gente aprende nessa derivada implícita, para responder esse aluno aí, belezinha?

Passo 2

Derivando a equação dos dois lados:

d d x x 2 - d d x 2 x y + d d x y 2 = d d x 0

Como y é função de x , temos que em x y há um produto de funções de x e em y x 2 há uma função composta. Vamos ter que usar a regra da cadeia e a do produto então:

2 x - 2 y + 2 x d y d x + 2 y d y d x = 0

2 x - 2 y - 2 x d y d x + 2 y d y d x = 0

Isolando d y / d x :

d y d x = - 2 x + 2 y - 2 x + 2 y = 1

Passo 3

A derivada deu 1 e não uma função de x e y .

Como isso aconteceu, esse aluno do enunciado ficaria com a dúvida de saber se a derivada dessa função está definida para todos os valores de x .

Agora chegou o nosso momento de responder a ele: se a derivada implícita resulta em uma constante, significa que esse é o valor da derivada dessa função definida implicitamente, para todos os valores de x , e não que ela não está definida para algum ponto.

A derivada do nosso exemplo está definida para todos os valores de x e vale 1 . Repara que podemos escrever:

x 2 - 2 x y + y 2 = 0 ∴ x - y 2 = 0 ∴ x - y = 0

y = x

Isso quer dizer que aquela equação define implicitamente a função y = f x = x , que tem como derivada f ' x = 1 para todos os valores de x . Isso confirma o que a gente disse para o aluno.

Arrasamos!

Resposta

Discussão nos passos

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