Origem do Exercício
Determine o plano tangente à superfície esférica:
No ponto .
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
Lembra como é a equação do plano tangente a uma superfície no ponto ?
Claramente essa questão é um pouco estranha, porque a função é implícita! Estamos acostumados a calcular o plano tangente em funções desse tipo aqui:
Mas nesse caso, temos uma função desse tipo:
Mas não tem problema, podemos arrumar a função para que ela se torne do primeiro tipo!
Normalmente esse seria um problema, mas nós podemos descartar o , já que estamos pensando no ponto , no qual o é positivo!
Então vamos trabalhar com essa função aqui:
Passo 2
Primeiro precisamos calcular as derivadas parciais:
Precisamos usar a regra da cadeia para fazer essa derivada:
Como a derivada de é , vamos ficar com a seguinte expressão:
E no caso da deriva em relação a , vamos fazer quase a mesma coisa:
Beleza, calculamos as duas derivadas! Agora precisamos ver qual o valor delas no ponto :
Passo 3
Agora vamos substituir os valores que encontramos para achar a equação do plano tangente:
Agora vamos multiplicar tudo por , para eliminar as frações:
Pronto! Essa é a equação do plano tangente naquele ponto.
Resposta
Letra (b).