Exercícios Resolvidos de Derivadas Parciais e Derivadas de Ordem Superior

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Enunciado

Determine as derivadas parciais da função

f x , y = sen ⁡ ( x + y ) + cos ⁡ ( x - y )

Passo 1

Opa, tudo bem? Vamos continuar nosso treinamento intensivo de derivadas parciais haha!

Vamos começar pela derivada parcial em relação a x (lembrando que tudo que não for x podemos considerar como constante).

Para isso vamos dividir essa derivada em duas derivadas mais tranquilinhas

f x , y ∂ x = ∂ sen ⁡ x + y ∂ x   + ∂ cos ⁡ x - y ∂ x

Vamos fazer primeiro ∂ sen ⁡ x + y ∂ x

Como temos uma função dentro de outra vamos usar a regra da cadeia, que é desse jeitão aqui:

f g x ' = f ' g x ⋅ g ' x

E nesse caso quem é f e quem é g ?

f x = s e n x e   g x = x + y

Show, vamos achar as derivadas agora que ta mais tranquilo. Para f ( x ) , a gente vai fazer a derivada normalmente e depois, onde tiver x vamos colocar x + y   que é a nossa g ( x )

f ' x = c o s ⁡ ( x ) → f ' g x = c o s ⁡ ( x + y )

E para g x

g x = x + y → g ' x = 1

Então nossa derivada ∂ sen ⁡ x + y ∂ x  

∂ sen ⁡ x + y ∂ x   = cos ⁡ x + y ⋅ 1

Agora para segunda parte da nossa derivada temos ∂ cos ⁡ x - y ∂ x

Vamos seguir a mesma ideia da anterior, usar a regra da cadeia

f g x ' = f ' g x ⋅ g ' x

f x = cos ⁡ x   e   g x = x - y

f ' x = - s e n x → f ' g x = - s e n ( x - y )

g ' x = 1

Então nossa derivada ∂ cos ⁡ x - y ∂ x  

∂ cos ⁡ x - y ∂ x   = - s e n x - y ⋅ 1

Agora juntando essas nossas duas derivadas, temos

f x = cos ⁡ ( x + y ) . 1 - sen ⁡ x - y . 1

f x = cos ⁡ x + y - sen ⁡ x - y

Passo 2

Agora, para a derivada parcial em relação a y , do mesmo modo (lembrando que tudo que não for y podemos considerar como constante) temos que:

f x , y ∂ y = ∂ sen ⁡ x + y ∂ y   + ∂ cos ⁡ x - y ∂ y

Vamos fazer primeiro ∂ sen ⁡ x + y ∂ y

Como temos uma função dentro de outra vamos usar a regra da cadeia, que é desse jeitão aqui:

f g y ' = f ' g y ⋅ g ' y

E nesse caso quem é f e quem é g ?

f y = s e n y   e   g y = x + y

Show, vamos achar as derivadas agora que ta mais tranquilo. Para f ( y ) , a gente vai fazer a derivada normalmente e depois, onde tiver y vamos colocar x + y   que é a nossa g ( y )

f ' y = c o s ⁡ ( y ) → f ' g y = c o s ⁡ ( x + y )

E para g x

g y = x + y → g ' y = 1

Então nossa derivada ∂ sen ⁡ x + y ∂ y  

∂ sen ⁡ x + y ∂ y   = cos ⁡ x + y ⋅ 1

Agora para segunda parte da nossa derivada temos ∂ cos ⁡ x - y ∂ y

Vamos seguir a mesma ideia da anterior, usar a regra da cadeia

f g y ' = f ' g y ⋅ g ' y

f y = cos ⁡ y   e   g y = x - y

f ' y = - s e n y → f ' g y = - s e n ( x - y )

g ' y = - 1

Então nossa derivada ∂ cos ⁡ x - y ∂ y  

∂ cos ⁡ x - y ∂ x   = - s e n x - y ⋅ ( - 1 )

Agora juntando essas nossas duas derivadas, temos

f y = cos ⁡ ( x + y ) . 1 - sen ⁡ x - y . ( - 1 )

Ajeitando esses sinais no finalzinho, temos que?

f y = cos ⁡ x + y + sen ⁡ x - y

Resposta

f x = cos ⁡ x + y - sen ⁡ x - y

f y = cos ⁡ x + y + sen ⁡ x - y