Enunciado

7) Verifique a aproximação linear dada em a = 0 . A seguir, determine os valores de x para os quais a aproximação linear tem precisão de 0,1 .

1 + x ≈ 1 + 1 2 x

Passo 1

E aí! Tudo certinho?

Nesse problema queremos verificar a aproximação linear dada em a = 0 e também, determinar os valores de x para os quais a aproximação linear tem precisão de 0,1 .

Parece complicado?

Para obter a linearização L ( x ) uma função f x , devemos utilizar a aproximação da função em a :

L x = f a + f ' ( a ) ( x - a )

Veja só!

Para verificar a aproximação linear dada em a = 0 primeiro vamos encontrar a derivada da função 1 + x em relação x e então avaliá-la em x = 0 .

Em seguida, comparamos esse valor com a aproximação linear 1 + 1 2 x para verificar a precisão da aproximação.

Encontrando a derivada e avaliando em x = 0

A função dada é f x = 1 + x

A derivada de f ( x ) é dada por:

f ' x = 1 2 1 + x

Avaliando em x = 0 temos:

f ' 0 = 1 2 1 + 0 = 1 2

Comparando com a aproximação linear:

A aproximação linear dada é 1 + 1 2 x

Avaliando em x = 0 obtemos:

1 + 1 2 0 = 1

Comparando f ' 0 = 1 2 com a aproximação linear 1 , vemos que a aproximação linear é razoavelmente próxima, indicando que é uma boa aproximação para x próximo de a = 0 .

Passo 2

Para isso vamos derivar f ( x ) :

f ' x = 1 2 1 + x

Então, L ( x ) em a é:

L x = 1 + a + 1 2 1 + a ( x - a )

L x = 1 + 1 2 1 x

L x = 1 + x 2

Logo, a linearização está correta.

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Para uma precisão de 0,1 , o valor estimado, está numa faixa de ± 0,1 do valor real, ou seja:

f x - 0,1 < L x < f x + 0,1

1 + x - 0,1 < 1 + x 2 < 1 + x + 0,1

1 + x - 0,1 - 1 + x 2 < 0 < 1 + x + 0,1 - 1 + x 2

1 + x - 0,1 - 1 + x 2 1 + x + 0,1 - 1 + x 2 < 0

1 + x - 1 + x 2 - 0,1 1 + x - 1 + x 2 + 0,1 < 0

1 + x - 1 + x 2 2 - 0,1 2 < 0

Logo:

- 0,6944 < x < 1,0944

E aí! Entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

L x = 1 + x 2

- 0,6944 < x < 1,0944

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