Enunciado

Se z = x 2 - x y + 3 y 2 e ( x , y ) varia de ( 3 , - 1 ) a ( 2,96   ,   - 0,95 ) , compare os valores de Δ z e d z .

Passo 1

Oie, vou te ajudar a resolver essa atividade. Ela parece estranha mas faz sentindo, hehe.

A gente tem a curva:

z = x 2 - x y + 3 y 2

E o ponto da nossa curva x , y tem uma variação de:

3 , - 1 → 2,96 ,   - 0,95

A gente quer encontrar quanto varia nessa situação o valor de z , isso é, Δ z e quanto varia o seu diferencial.

Para encontrar o Δ z deveremos calcular:

Δ z = z 2,96   ,   - 0,95 - z 3 ,   - 1

Já para calcularmos d z :

d z = ∂ z ∂ x d x + ∂ z ∂ y d y

Para isso precisaremos calcular então as derivadas parciais da nossa função.

Passo 2

Para comparar, precisamos dos valores, para achar Δ z é fácil, basta fazer

Δ z = z ( 2,96   ,   - 0,95 ) - z 3 , - 1

Temos que:

z = x 2 - x y + 3 y 2

Ao substituir os valores dos pontos:

Δ z = 2,96 2 - 2,96 ⋅ ( - 0,95 ) + 3 ( - 0,95 ) 2 - 3 2 - 3 - 1 + 3 - 1 2

Δ z = 8,7616 + 2,812 + 2,7075 - 9 + 3 + 3

Δ z = 14,2811 - 15

Temos então que:

Δ z = - 0,7189

Passo 3

Agora para achar d z vamos calcular as derivadas parciais:

z = x 2 - x y + 3 y 2

Para encontrarmos z x iremos derivar em relação a x e considerar todas as outras variáveis constantes:

z = x 2 - x y + 3 y 2

z x = 2 x - y

Para encontrarmos z y iremos derivar em relação a x e considerar todas as outras variáveis constantes:

z = x 2 - x y + 3 y 2

z y = - x + 6 y

d z = ∂ z ∂ x d x + ∂ z ∂ y d y

Substituindo:

d z = 2 x - y d x + - x + 6 y d y

Para calcular no intervalo dado, assumimos que d x = Δ x = - 0,04 e d y = Δ y = 0,05 no ponto ( 3 , - 1 )

d z = 2 ⋅ 3 - - 1 - 0,04 + - 3 + 6 - 1 ( 0,05 )

d z = 7 - 0,04 - 9 ( 0,05 )

d z = - 0,28 - 0,45

d z = - 0,73

Temos um valor muito próximo entre os dois:

Δ z = - 0,7189

d z = - 0,73

Resposta

Δ z = - 0,7189

d z = - 0,73

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