Enunciado

Um modelo para o preço médio norte-americano para o açúcar refinado entre, 1993 e 2003, é dado pela função

S t =   - 0,00003237 t 5 + 0 , 0009037 t 4 - 0,008956 t 3 + 0,03629 t 2 - 0,04458   t + 0,4074

Onde t é medido em anos a partir de agosto de 1993. Estime os instantes nos quais o açúcar esteve mais barato e mais caro entre 1993 e 2003.

Passo 1

Fala aí! Partiu resolver essa questão!

O enunciado deu pra gente uma função que modela o preço do açúcar refinado entre os anos de 1993 e 2003, e pede pra gente descobrir os momentos em que o açúcar esteve mais caro e mais barato.

Então ele quer os pontos de máximo e mínimo da função! Show!

Pra isso vamos usar o método do intervalo fechado, primeiro encontrando os valores críticos, vamos derivar a função e igualar a zero, depois aplicamos esses pontos na função para descobrir os valores de máximo e mínimo pedidos.

Vamos nessa?!

Passo 2

Vamos come��ar derivando a função e igualando essa derivada a zero. Assim, sendo

S t =   - 0,00003237 t 5 + 0 , 0009037 t 4 - 0,008956 t 3 + 0,03629 t 2 - 0,04458   t + 0,4074

Uma função polinomial, sua derivada será calculada termo a termo usando a regra do expoente. Então termos:

S ' t =   - 0,00016185 t 4 + 0,0036148 t 3 - 0,026868 t 2 + 0,07258 t - 0,04458

Agora fazemos essa derivada igual a zero:

  S ' t = 0

Então

- 0,00016185 t 4 + 0,0036148 t 3 - 0,026868 t 2 + 0,07258 t - 0,04458 = 0

Agora precisamos resolver essa equação do quarto grau… Bom, pra isso precisamos usar algum método número ou software, né? Usando o método numérico da bisseção… Nós teremos que:

t 1   ≈   9,57 t 2   ≈   7,29 t 3   ≈   4,62 t 4   ≈   0,85

Beleza! Mas e agora? Bom, vamos substituir cada valor na nossa função, ok? Vamos nessa!

Passo 3

Vamos primeiro com o t 1 :

S t 1 = - 0,00003237 . 9,57 5 + 0,0009037 . 9,57 4 - 0,008956 . 9,57 3 +

+ 0,03629 . 9,57 2 - 0,04458.9,57 + 0,4074

S t 1 =   - 2,5984 + 7,5800 - 7,8496 + 3,3236 - 0,4266 + 0,4074

S t 1 =   0,4364

Passo 4

Agora com o t 2 :

S t 2 = - 0,00003237 . 7,29 5 + 0,0009037 . 7,29 4 - 0,008956 . 7,29 3 +

+ 0,03629 . 7,29 2 - 0,04458.7,29 + 0,4074

S t 2 =   - 0,6665 + 2,5523 - 3,4697 + 1,9552 - 0,3249 + 0,4074

S t 2 =   0,4538

Passo 5

Com o t 3 :

S t 3 = - 0,00003237 . 4,62 5 + 0,0009037 . 4,62 4 - 0,008956 . 4,62 3 +

+ 0,03629 . 4,62 2 - 0,04458.4,62 + 0,4074

S t 3 =   - 0,0681 + 0,4117 - 0,8832 + 0,7746 - 0,2059 + 0,4074

S t 3 =   0,4365

Passo 6

Agora pra fechar, com o t 4 :

S t 4 = - 0,00003237 . 0,85 5 + 0,0009037 . 0,85 4 - 0,008956 . 0,85 3 +

+ 0,03629 . 0,85 2 - 0,04458.0,85 + 0,4074

S t 4 =   - 0,00001436 + 0,0004717 - 0,0055 + 0,02622 - 0,03789 + 0,4074

S t 4 =   0,3907

Passo 7

Mas ainda não acabou! Precisamos calcular o S ( 0 ) e o S ( 10 ) , que são os extremos do intervalo dado. Vamos lá:

S 0 =   - 0,00003237 . 0 5 + 0,0009037 . 0 4 - 0,008956 . 0 3 +

+ 0,03629 . 0 2 - 0,04458.0 + 0,4074

S 0 =   0,4074

E para

S 10 =   - 0,00003237 . 10 5 + 0,0009037 . 10 4 - 0,008956 . 10 3 +

+ 0,03629 . 10 2 - 0,04458.10 + 0,4074

S 10 =   - 3,237 + 9,037 - 8,956 + 3,629 - 0,4458 + 0,4074

S 10 =   0,4346

Passo 8

Com esses valores vamos verificar que o maior deles será o nosso ponto máximo absoluto da função e o menor o ponto mínimo absoluto, ok?

Então, nós podemos dizer que o açúcar esteve mais caro em S t 3 =   0,4365 e esteve mais barato em S t 4 =   0,3907 . Pra gente descobrir o mês vamos fazer o seguinte, se o t é medido em anos, temos:

t 3 = 4,62   a n o s

t 4 =   0,85   a n o s   → 10,2   m e s e s

Contando a partir de agosto de 1993, nosso mês mais caro será, quatro anos e sete meses depois, em março de 1998, e o mês mais barato será, dez meses depois, em junho de 1994.

Uhul! Conseguimos!

Resposta

Nosso mês mais caro será em março de 1998 e o mês mais barato será em junho de 1994.

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Estude a função dada com relação a máximos e mínimos locais e globais.o) y = x 3 - x 3
Estude a função dada com relação a máximos e mínimos locais e globais.d) f x = 2 x 3 - 9 x 2 + 12 x + 3
Estude a função dada com relação a máximos e mínimos locais e globais.g) f x = x 4 - 4 x 3 + 4 x 2 + 2
Estude a função dada com relação a máximos e mínimos locais e globais.i) y t = - t 3 + 3 t 2 + 4,t ∈ - 1 ,3
Determine o retângulo de área máxima e lados paralelos aos eixos coordenados, inscrito na elipse 4 x 2 + y 2 = 1 .