Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 7ª Edição - James Stewart- Ed: 7º - Capítulo 9.3 - Ex. 39
No Exercício , na Seção , formulamos um modelo para o aprendizado na forma da equação diferencial
onde mede o desempenho de alguém aprendendo uma habilidade depois de um tempo de treinamento é o nível máximo de desempenho e é uma constante positiva. Resolva essa equação diferencial para encontrar uma expressão para . Qual é o limite dessa expressão?
Passo 1
Bom, galera. Aqui nem precisamos voltar ao Exercício , o próprio enunciado já nos deu as informações necessárias. Nós teremos que resolver a a equação diferencial:
Parece que tem mil variáveis nela, mas o enunciado nos contou que e são constantes, pois não dependem do tempo. Ufa!
Passo 2
Mas agora, como resolver essa equação? Será que ela é do tipo separável? Então vamos fazer uma tentativa de jogar tudo que é de para um lado, e tudo que é de para o outro, assim como a gente fazia com e :
Legal! Conseguimos! Bora então integrar cada lado, não esquecendo de acrescentar a constante de integração:
Pra resolver a integral da esquerda, vamos usar a substituição
Passo 3
Beleza! Mas ainda temos um problema, a constante de integração! Ela não foi fornecida pelo enunciado junto com as outras constantes, então nossa resposta não pode depender dela.
Então a gente volta no enunciado, e tenta achar um valor inicial dado. Mas pera, onde tá escrito isso? Mesmo se você voltar no exercício original , você não vai encontrar essa informação de maneira explícita.
Quando isso acontece, o negócio é usar a nossa lógica, a nossa intuição. Pensa assim, se você nunca tentou fazer malabarismo com cinco bolas ao mesmo tempo, qual vai ser o seu desempenho quando tentar pela primeira vez? Provavelmente vai ser um desastre, né?! Então a gente pode supor, que quando o tempo de treinamento , nosso desempenho também é . Agora bora jogar esses valores na solução:
Pronto! Nossa solução fica assim:
Passo 4
Beleza! No final ele nos pergunta qual o limite da expressão de . Ou seja, à medida que for passando muito tempo, de qual valor se aproxima? Pra isso, a gente calcula o limite de quando :
Cara, isso faz muito sentido! À medida que a gente vai treinando cada vez mais malabarismo, mais a gente vai chegando à perfeição, ao nível máximo de desempenho !
Resposta
Limite de :