Enunciado

Se f 2 = 10 e f ' x = x 2 ⋅ f x   para todo x , encontre f ' ' 2 .

Passo 1

Fala aí, tudo belezinha com você?

Bom, essa questão aqui disse pra gente que f 2 = 10 e f ' x = x 2 ⋅ f x , e pediu pra gente encontra

f ' ' 2

Ou seja, teremos que calcular a derivada de segunda ordem da função definhada por f x , no ponto x = 2 .

Ou seja, teremos que derivar novamente a derivada de primeira ordem. Mas repare que essa derivada é formada por um produto entre duas funções, sendo

f ' x = x 2 ⋅ f x

Para derivar funções que são expressas pela multiplicação entre duas outras funções podemos sempre usar a regra do produto. Assim, vamos fazer

f ' x = g x ⋅ f x

Onde chamaremos

g x = x 2

E a regra do produto será:

f ' ' = g ' f + g f '

Maravilha, agora vamos usar todas as informações do enunciado para encontrar essa derivada aí. Beleza!!!

Passo 2

Muito bem, para achar a derivada segunda nós temos que derivar a derivada primeira:

f ' ( x ) = x 2 ⋅ f ( x )

Aplicando a regra do produto:

f ' ' x = 2 x ⋅ f x + x ² ⋅ f ' ( x )

Sabemos que quando x = 2 :

f ' ' 2 = 2 ⋅ 2 ⋅ f 2 + 2 ² ⋅ f ' ( 2 )

Se:

f 2 = 10

Então:

f ' ' 2 = 4 ⋅ 10 + 4 ⋅ f ' 2 = 40 + 4 ⋅ f ' 2

Quase achamos, não é mesmo? Falta somente f ' 2 para conseguirmos nossa resposta.

Passo 3

Para achar f ' 2 vamos fazer a mesma coisa que fizemos no Passo 1, só que para a derivada primeira:

f ' ( x ) = x 2 ⋅ f ( x )

Jogando x = 2 :

f ' ( 2 ) = 2 2 ⋅ f ( 2 )

Substituindo:

f ' 2 = 4 ⋅ 10 = 40

Substituindo na derivada segunda:

f ' ' 2 = 40 + 4 ⋅ 40 = 200

Resposta

f ' ' 2 = 200

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