A altura de ondas em mar aberto depende da velocidade do vento e do tempo durante o qual o vento se manteve naquela intensidade. Os valores da função são apresentados na tabela abaixo:
- Qual o significado das derivadas parciais e ?
- Estime os valores de e . Quais são as interpretações práticas desses valores?
- Qual parece ser o valor do limite ?
Passo 1
A derivada parcial de em relação a representa a taxa de variação da altura das ondas do mar em relação a velocidade do vento, considerando um determinado intervalo de fixo.
Já a derivada parcial de em relação a representa a taxa de variação da altura das ondas do mar em relação ao tempo de duração do vento, considerando que a velocidade do vento se manteve constante.
Passo 2
Queremos as derivadas parciais de no ponto , certo?!
Vamos começar pela taxa de variação em relação a .
Para isso, fixamos o valor de como uma constante, igual 15. Assim, ficamos com uma função que depende só de :
Então, só precisamos calcular a derivada no ponto e teremos a taxa de variação de em relação a . Assim, pela definição de derivada de uma variável, para :
Passo 3
Beleza, então agora é só substituir tudo e calcular esse limite. Mas, pera! A gente não tem a expressão de , como vamos substituir então?
Bem, nesse caso, temos que fazer o variar, por exemplo, fazendo , para que possamos pegar os valores de na tabela.
Depois, fazemos a média dos valores calculados quando fizemos e para determinar a .
Parece confuso né? Mas olha só como é:
Fazendo primeiro :
Agora :
Para achar temos que fazer a média desses dois valores. Assim:
Isso nos diz que quando a duração do vento é de 15 horas, a altura h aumenta de a cada .
Passo 4
Agora, para a taxa de variação em relação a fazemos a mesma coisa.
Considerando constante e igual a 80, temos uma função que depende só de :
E então, para achar , fazemos:
E, agora fazemos , para poder pegar os valores na tabela e temos:
Para :
Para
Por fim, fazemos a média desses dois valores e temos que
Isso nos diz que para a velocidade de , a altura h da onda aumenta de por cada 5 de duração do vento.
Passo 5
Olhando a tabela, vemos que, mantendo um fixo, a medida que cresce, parece que os valores de tem uma variação muuuito pequena, quase zero. Então, parece que
Resposta
b)
c)