Enunciado

Faça uma correspondência entre a função (a) e seu gráfico (indicado por A-F na página 828), (b) e seus mapas de contorno (indicado por I-VI). Justifique sua escolha.

z = sen ⁡ ( x - y )

Passo 1

Olá, meu bom e velho amigo. Vamos resolver essa atividade, irei te ajudar a entender o que está acontecendo aqui e como prosseguir.

Temos então a função:

z = sen ⁡ ( x - y )

E queremos relacionar qual o gráfico dessa função e qual sua curva de nível, dentre as várias opções que nos foram dadas.

Para escolhermos corretamente qual o gráfico tridimensional dessa função, deveremos analisar o comportamento da mesma em determinados pontos, isso nos dará algumas dicas.

É interessante lembrar que a função seno é periódica, e que seu comportamento oscila como uma onda, então - 1 ≤ z ≤ 1 .

Passo 2

(a) Como temos uma função polinomial linear no argumento, ou seja, não temos nenhum componente de grau maior que 1 , a função vai se comportar como um seno, assim como no plano, mas como estamos no espaço, vamos esticar a função em um sentido, sem distorcer a função, para se tornar uma superfície.

O gráfico que representa esse comportamento é o F.

Passo 3

(b) Como sabemos, as curvas de nível de uma função de várias variáveis mostram onde o gráfico da função tem altura k , onde k é o valor de z da curva de nível.

Portanto, precisamos encontrar um gráfico com uma curva que satisfaça a equação

sin ⁡ ( x - y ) = k

x - y = arcsin ⁡ k

y = x - arcsin ⁡ k

∀ k ∈ R

Como arctan ⁡ k é uma constante para todo ( k ∈ R ) , temos que as curvas ( x - arctan ⁡ k ) são funções lineares.

Analisando o gráfico F, se fizéssemos cortes na função a uma altura constante, as curvas que apareceriam seriam as do número I.

Resposta

  1. F
  2. I
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