Exercícios Resolvidos de Derivadas Parciais e Derivadas de Ordem Superior

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Enunciado

Determine as derivadas parciais da função

f x , y = ( x 3 + y 3 ) ( x - y )

Passo 1

Fala aiii, tudo bem? Vamos continuar com as nossas derivadas parciais!

Ele pede as derivadas parciais, são elas

∂ f ∂ x   e   ∂ f ∂ y

A gente deriva a mesma função, mas a primeira em relação a x

E a segunda em relação a y , sacou? Então vamos partir para essas derivadas!

Passo 2

Começando pela derivada parcial em relação a x ,

f x , y = ( x 3 + y 3 ) ( x - y )

Estamos vendo uma multiplicação ai! Pra não termos que fazer a distributiva, vamos usar a regra do produto, que é desse jeitinho aqui

a . b ' = a ' . b + b ' . a

Então nossa derivada fica

a . b ' = a ' . b + b ' . a

∂ f ∂ x = x 3 + y 3 ' ⋅ x - y + x - y ' ⋅ x 3 + y 3

Como a gente ta derivando em relação a x , essas derivadas são mais tranquilinhas, porque é como se a primeira fosse x 3 '   e a segunda ( x ) ' , já que a derivada de y em relação a x é zero 😊

x 3 + y 3 ' = ( x 3 ) ' = 3 x 2

x - y ' = ( x ) ' = 1

Com esse bizu esclarecido, vamos partir pra essa regrinha da cadeia

∂ f ∂ x = 3 x 2 x - y + 1 x 3 + y 3

Agora, fazendo a distributiva temos isso aqui:

∂ f ∂ x = 3 x 3 - 3 x 2 y + x 3 + y ³

Juntando os termos x 3 em comum, temos isso aqui:

∂ f ∂ x = 4 x 3 + y 3 - 3 x 2 y

E essa é a nossa primeira derivada parcial!

Passo 3

Vamos partir pra cima da próxima derivada parcial, agora estamos derivando em relação a y !! Lembrando que a nossa função é essa daqui:

f x , y = ( x 3 + y 3 ) ( x - y )

Vamos usar a regra do produto de novo, que é desse jeitinho aqui

a . b ' = a ' . b + b ' . a

Então nossa derivada fica

a . b ' = a ' . b + b ' . a

∂ f ∂ x = x 3 + y 3 ' ⋅ x - y + x - y ' ⋅ x 3 + y 3

Como a gente ta derivando em relação a y , essas derivadas são mais tranquilinhas, porque é como se a primeira fosse y 3 '   e a segunda ( - y ) ' , já que a derivada de x em relação a y é zero 😊

x 3 + y 3 ' = ( y 3 ) ' = 3 y 2

x - y ' = - y ' = - 1

∂ f ∂ y = 3 y 2 x - y - 1 . ( x 3 + y 3 )

Fazendo a distributiva, temos isso aqui:

∂ f ∂ y = 3 y 2 x - 3 y 3 - x 3 - y ³

Juntando os y 3 em comum, temos que a nossa derivada parcial em relação a y é:

∂ f ∂ y = - x 3 - 4 y 3 + 3 y ² x

Resposta

∂ f ∂ x = 4 x 3 + y 3 - 3 x ² y

∂ f ∂ y = - x 3 - 4 y 3 + 3 y ² x