5. Dada uma função diferenciável f: R^3 → R tal que ∂f/∂x (x, y, z) = yz , ∂f/∂y (x, y, z) = xz e ∂f/∂z(x, y, z) = xy . Sabendo que x = t^2 , y = ln(t) e z = e^(2t) , calcule df / dt para t = 2 .

Passo 1

Fala aí!! Bem-vindo! Está um pouco complicada essa questão? Não se preocupe vou fazer o máximo pra te ajudar. 😉👍

Nesse problema queremos obter d f d t para t = 2 , porém f é definido no domínio de x , y , z e em que ∂ f ∂ x x , y , z = y z , ∂ f ∂ y x , y , z = x z e ∂ f ∂ z x , y , z = x y . Porém, para nos ajudar, foi dado que x = t 2 , y = ln ⁡ t e z = e 2 t .

Tem alguma ideia do que podemos fazer? 🤔

A função f é uma função composta de t então para obter a derivada de f em função de t temos que aplicar a regra da cadeia.

Para o caso em que f é definida em três outras funções de t , no caso, x , y e z , a derivada de f a partir da regra da cadeia é dada pela soma das aplicações da regra da cadeia de função, ou seja

d f d t = ∂ f ∂ x · d x d t + ∂ f ∂ y · d y d t + ∂ f ∂ z · d z d t

Sacou? Bora começar! 😉

Passo 2

As derivadas parciais de f com relação a x , y e z foram dadas no enunciado então podemos substituí-las diretamente

d f d t = y z · d x d t + x z · d y d t + x y · d z d t

Porém, x = t 2 , y = ln ⁡ t e z = e 2 t , então

d f d t = ln ⁡ t e 2 t · d t 2 d t + t 2 e 2 t · d ln ⁡ t d t + t 2 ln ⁡ t · d e 2 t d t

Calculando as derivadas de t , temos

d f d t = ln ⁡ t e 2 t · 2 t + t 2 e 2 t · 1 t + t 2 ln ⁡ t · 2 e 2 t

d f d t = 2 t e 2 t ln ⁡ t + t e 2 t + 2 e 2 t t 2 ln ⁡ t

Substituindo t por 2 , chegamos em

d f d t = 2 2 e 2 2 ln ⁡ 2 + 2 e 2 2 + 2 e 2 2 2 2 ln ⁡ 2

d f d t = 4 e 4 ln ⁡ 2 + 2 e 4 + 8 e 4 ln ⁡ 2

d f d t = 12 e 4 ln ⁡ 2 + 2 e 4

É isso! Essa resolução te ajudou? Responde Aí! ✌

Resposta

d f d t = 12 e 4 ln ⁡ 2 + 2 e 4

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