Enunciado

Nos Exercícios 65-68, encontre e esboce o domínio de f . Em seguida, encontre uma equação para a curva de nível ou superfície da função passando pelo ponto dado.

g x ,   y ,   z = ∫ x y d t 1 + t 2 + ∫ 0 z d θ 4 - θ 2 ,       0 ,   1 ,   3

Passo 1

Oie pessoal, vem comigo!

Uma função com três variáveis, f , é uma regra que associa a cada tripla ordenada x ,   y ,   z em um domínio D ∈ R 3 um único número real, denotado por f x ,   y ,   z , ou seja:

g x ,   y ,   z | ( x ,   y ,   z ) ∈ D

No enunciado temos a seguinte função:

g x ,   y ,   z = ∫ x y d t 1 + t 2 + ∫ 0 z d θ 4 - θ 2

Pela regra da integral, sabemos que:

∫ d u a 2 + u 2 = 1 a u a  

∫ d u a 2 - u 2 = u a  

Resolvendo a primeira integral:

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

E a segunda integral:

∫ 0 z d θ 4 - θ 2 = ∫ 0 z d θ 2 2 - θ 2 = θ 2   0 z =   z 2   - 0 2  

∫ 0 z d θ 4 - θ 2 =   z 2  

Sendo assim,

g x ,   y ,   z = ∫ x y d t 1 + t 2 + ∫ 0 z d θ 4 - θ 2

g x ,   y ,   z = y   - x   + z 2  

Sendo assim, podemos escrever o domínio da nossa função da seguinte maneira:

D = x ,   y , z ∈ R 3 | - 2 ≤ z ≤ 2

Logo, o domínio é representado por:

Passo 2

O conjunto de pontos no plano onde uma função f x ,   y possui um valor constante f x ,   y = c é denominado curva de nível de f .

Substituindo o valor de x , y e z 0 ,   1 ,   3 na equação:

y   - x   + z 2   = 1   - 0   + 3 2  

Então nossa curva de nível é:

y   - x   + z 2   = 7 π 12

Resposta

D = x ,   y , z ∈ R 3 | - 2 ≤ z ≤ 2 ;

Curva de nível 🡪 y   - x   + z 2   = 7 π 12 .

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