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Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Mensagempor EulaCarrara » Ter Mar 15, 2011 16:50

Boa tarde!

Função dada: f(x,y)=\sqrt[2]{45-3{x}^{2}-5{y}^{2}}

Considerando Z=k (constante), me deparei com a seguinte equação:

Para k=0, 3{x}^{2}+5{x}^{2}=45
Para k=1, 3{x}^{2}+5{x}^{2}=44
...

Eis a dúvida.. as equações acima (das curvas de nível) são de uma circunferência ou de uma elipse (dividindo a equação por 45)?
E como x² e y² estão acompanhados de um número multiplicador, como chegar às curvas de nível?
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Re: Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Mensagempor LuizAquino » Ter Mar 15, 2011 17:44

Temos a função f(x,y)=\sqrt{45-3{x}^{2}-5{y}^{2}}. Fazendo z=k, ou seja, f(x, y)=k, obtemos:

3x^2 + 5y^2 = 45-k^2

Lembrando que eu só pude fazer a simplificação \left(\sqrt{45-3{x}^{2}-5{y}^{2}}\right)^2=45-3{x}^{2}-5{y}^{2}, pois temos que 45-3{x}^{2}-5{y}^{2} \geq 0 para que o contradomínio da função seja o conjunto dos números reais, e não o dos números complexos. Em outras palavras, eu estou assumindo que não pode aparecer um número negativo dentro da raiz.

Agora, dividindo tudo por 45-k^2 e arrumando a equação:

\frac{x^2}{\frac{45-k^2}{3}} + \frac{y^2}{\frac{45-k^2}{5}} = 1

Note que isso é uma elipse.

Recomendo que dê uma olhada no tópico:
[Dúvida]Gráficos de funções com duas variáveis.
viewtopic.php?f=120&t=4069
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Re: Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Mensagempor EulaCarrara » Qua Mar 16, 2011 20:54

LuizAquino.. Obrigada!
Até aí entendi...

Mas no caso de se atribuir valores que está me confundindo..

Por exemplo, para k=0:
\frac{{x}^{2}}{15}+\frac{{y}^{2}}{9}=1

Como seria esse desenho da elipse no esboço das curvas de nível?
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Re: Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Mensagempor LuizAquino » Qua Mar 16, 2011 23:14

Há um vasto material na internet ensinando como esboçar o gráfico de uma elipse.

Com uma rápida pesquisa pelo Google, por exemplo, podemos achar a página:
Gráficos de Equações
http://www.dmm.im.ufrj.br/projeto/precalculo1/sala/conteudo/capitulos/cap31s4.html
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Re: Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Mensagempor EulaCarrara » Qui Mar 17, 2011 09:42

Sim... Eu dei uma olhada em vários sites... Só que todos os exemplos que eu encontrei, no denominador sempre tinha números quadrados perfeitos... No caso desse exercício que estou fazendo, "15" não tem raiz exata, por isso achei que teria algo diferente no esboço da curva..

De qualquer forma, obrigada!! ;)
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Re: Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Mensagempor LuizAquino » Qui Mar 17, 2011 10:13

Não há mistério algum. Basta calcular a raiz quadrada aproximada.
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Re: Graficando funções de duas variáveis com raíz quadrada

Mensagempor EulaCarrara » Qui Mar 17, 2011 20:03

Ok ok!

O gráfico final foi um "semi" elipslóide invertido..

LuizAquino, muito obrigada *-*

Abraços!
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}