Calcule a derivada da função
em
na direção do vetor unitário
.
Passo 1
Beleza, vamos calcular a derivada da função
no ponto
na direção do vetor unitário
. Isso faz parte do estudo de derivadas direcionais, que nos ajuda a entender como a função muda em uma direção específica.
Passo 2
Primeiro, precisamos encontrar as derivadas parciais da função
em relação a
e
. As derivadas parciais nos mostram como a função muda quando apenas uma das variáveis muda, mantendo a outra constante.
Para
:
Passo 3
Agora, vamos calcular o gradiente da função no ponto
. O gradiente é um vetor que aponta na direção de maior crescimento da função e suas componentes são as derivadas parciais.
Passo 4
Em seguida, precisamos normalizar o vetor direção
para garantir que ele seja unitário (ou seja, tenha comprimento 1). No caso, já foi dado que
é um vetor unitário:
Passo 5
A derivada direcional é calculada fazendo o produto escalar entre o gradiente da função no ponto considerado e o vetor direção unitário. Isso nos dá a taxa de variação da função na direção especificada.
Passo 6
Vamos calcular o produto escalar:
Resposta
A derivada direcional da função na direção do vetor unitário dado é
.