Ache um polinômio
que satisfaça as equações
e
.
Passo 1
Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A questão pede para encontrarmos um polinômio
que satisfaça duas equações de derivadas parciais:
Vamos usar conceitos de cálculo diferencial, especificamente a integração de derivadas parciais, para descobrir o polinômio
.
Passo 2
Primeiro, vamos integrar a derivada parcial de
em relação a
para encontrar uma parte de
. Isso significa que vamos integrar:
Integrando termo a termo em relação a
:
Aqui,
é uma função que depende apenas de
e surge como constante de integração na integração em relação a
.
Passo 3
Agora, vamos usar a segunda equação da derivada parcial para encontrar
. Sabemos que:
Vamos derivar
em relação a
:
Comparando com a equação dada:
Simplificando, temos:
Isolando
:
No entanto, perceba que
deve depender apenas de
, mas temos um termo com
. Isso indica que houve um erro na derivação. Vamos revisar:
Na verdade, ao derivar
em relação a
:
Comparando com
:
Agora, subtraindo
de ambos os lados:
Para que isso seja verdade para todos os
e
, o único jeito é que o coeficiente de
seja zero. Isso significa que:
Parece que houve um erro na formulação do problema ou nas derivadas fornecidas. Vamos verificar as derivadas parciais novamente.
Passo 4
Revisando as derivadas parciais fornecidas:
Vamos integrar a primeira equação novamente:
Agora, derivando em relação a
:
Comparando com a dada
:
Simplificando:
Isso implica que:
Mas
deve depender apenas de
, o que só é possível se o termo
for zero. Portanto, para que exista uma solução, o termo
deve ser eliminado, o que sugere que o problema pode não ter uma solução polinomial que satisfaça ambas as derivadas parciais dadas.
Resposta
Não há um polinômio
que satisfaça simultaneamente as derivadas parciais fornecidas. As condições apresentadas são inconsistentes, impossibilitando a existência de tal polinômio.
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e
.
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, o valor de
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(b)
© 2
(d)
(e)
(a)
(b)
© 2
(d)
(e)
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