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[Integral] Integral de "função implícita"

[Integral] Integral de "função implícita"

Mensagempor mthc10 » Qua Jul 24, 2013 01:08

Olá amigos, Boas,
Bom estou com um problema... Estou estudando pelo livro Leithold e fazendo seus respectivos exercícios, porém há algumas questão que eu não consigo resolver, e nem o livro soluciona questões semelhantes para eu ter noção de como resolver, e por isso peço a ajuda de vocês! :D

A questão é a seguinte:

"Ache a área da região limitada pela reta x=4 e pela curvax^3 -x^2 +2xy -y^2 = 0."

O livro apresenta uma sugestão para resolver tal problema, que seria o seguinte: "resolva a equação cúbica em y em termos de x e expresse y como duas funções de x.".
Bom, não consigo isolar X e Y dessa "função". Então não me ajudou muito tal sugestão.

O que eu (acho que)entendi é que para resolver esse problema, terei de achar os pontos onde essa curva intercepta a reta x = 4 e integrar essa curva sendo os limites de integração 0 e 4, visto que se x=0, y=0.
Alguém pode ajudar ? Obrigado desde já!
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Re: [Integral] Integral de "função implícita"

Mensagempor Russman » Qua Jul 24, 2013 01:36

A curva mencionada não esta na forma y = f(x). Portanto, você deve tentar colocá-la assim. Para isto, visto que a forma implícita é uma forma cúbica em x você deve tentar resolvê-la para x ou resolvê-la para y percebendo que ela é uma forma quadática para y. Na primeira, você obterá y=f(x) e na segunda x = f(y).

Repare que

x^3 - x^2 + 2xy - y^2 = x^3 -(x-y)^2

de modo que

x^3 - (x-y)^2 = 0 \Rightarrow x^3 = (x-y)^2 \Rightarrow  \left\{\begin{matrix}
x^{\frac{3}{2}} = x-y \Rightarrow y=x - x^{\frac{3}{2}}\\ 
x^{\frac{3}{2}} = -x+y \Rightarrow y=x + x^{\frac{3}{2}}
\end{matrix}\right.

e temos duas soluções possíveis para y.


O gráfico dessas funções é

graph (3).gif
graph
graph (3).gif (5.66 KiB) Exibido 2589 vezes


de modo que a área delimitada por elas é bem visível. Eu acho que você terá de calcular a área da curva de cima de x=0 até x=4 e descontar da área da curva de baixo no mesmo intervalo. Descontar sim, pq de x=0 até x=1 a curva de baixo tem área positiva e em diante tem area negativa via integral. Daí, como no primeiro intervalo voce deve subtrair da área total e no segundo somar, os sinais se equilibram e voce tem o resultado de imediato.
Editado pela última vez por Russman em Qua Jul 24, 2013 02:33, em um total de 2 vezes.
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Re: [Integral] Integral de "função implícita"

Mensagempor mthc10 » Qua Jul 24, 2013 01:55

Desculpe a ignorância, mas como eu faço isso ?
Essa é a minha dificuldade, já que não consigo isolar as incógnitas... Se não consigo isolar as incógnitas, como vou resolver a equação em y ou em x ?
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Re: [Integral] Integral de "função implícita"

Mensagempor mthc10 » Qua Jul 24, 2013 13:02

Amigo, obrigado, consegui resolver graças a você!
É sim como você disse, Integral da função de cima \left( \frac{104}{5} \right) - integral da função de baixo \left( \frac{-24}{5} \right).
Como resultado: \frac{128}{5}

Obrigado pela ajuda!
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Assunto: cálculo de limites
Autor: Hansegon - Seg Ago 25, 2008 11:29

Bom dia.

Preciso de ajuda na solução deste problema, pois só chego ao resultado de 0 sobre 0.
Obrigado

\lim_{x\rightarrow-1} x³ +1/x²-1[/tex]


Assunto: cálculo de limites
Autor: Molina - Seg Ago 25, 2008 13:25

\lim_{x\rightarrow-1} \frac{{x}^{3}+1}{{x}^{2}-1}

Realmente se você jogar o -1 na equação dá 0 sobre 0.
Indeterminações deste tipo você pode resolver por L'Hôpital
que utiliza derivada.
Outro modo é transformar o numerador e/ou denominador
para que não continue dando indeterminado.

Dica: dividir o numerador e o denominador por algum valor é uma forma que normalmente dá certo. :y:

Caso ainda não tenha dado uma :idea:, avisa que eu resolvo.

Bom estudo!


Assunto: cálculo de limites
Autor: Guill - Dom Abr 08, 2012 16:03

\lim_{x\rightarrow-1}\frac{x^3+1}{x^2-1}

\lim_{x\rightarrow-1}\frac{(x+1)(x^2-x+1)}{(x+1)(x-1)}

\lim_{x\rightarrow-1}\frac{(x^2-x+1)}{(x-1)}=\frac{-3}{2}