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ROTEIRO DE PRÁTICA 3 Tema Cálculo da Equação da Reta Tangente ao Gráfico de Uma Função Semana nº 05 Local onde acontecerá a prática Laboratório de Informática Disciplina (s) Cálculo Aplicado – Uma Variável Pontuação Data da última atualização 24/01/2020 NOME AMANDA BARBOSA MATTOS CHECHI RA 1716060 NOME ANTONIO DAVID DOS SANTOS MACEDO RA 1177026 NOME EVERTONFERREIRA ALVES RA 1550470 NOME KELVIN HENRIQUE ZAMBONI SILVA RA 3272249 I. Instruções e observações LEIA COM ATENÇÃO AS SEGUINTES INSTRUÇÕES E OBSERVAÇÕES 8. A atividade prática será realizada no Laboratório de Informática, no dia indicado pelo professor. 9. É importante o conhecimento prévio de derivadas de funções elementares e regras de derivação. 10. Serão disponibilizados 5 applets do Geogebra para a equipe manusear a fim de entender o conceito de derivadas. 11. A atividade deve ser realizada, preferencialmente, em duplas. 12. É imprescindível ter o roteiro da prática em mãos, pois as respostas serão escritas nesse roteiro e ao final da aula será entregue ao professor. II. Equipamentos, materiais, reagentes ou produtos Descrição Quantidade Roteiro da prática 1 por equipe Computador 1 por equipe Applets 5 GEOGEBRA 1 por equipe Calculadora científica 1 por equipe III. Introdução Geometricamente, a derivada da função " , aplicada a um ponto Q, é igual ao coeficiente angular da reta tangente à curva neste ponto. Isso significa que a derivada da função aplicada ao ponto é igual à tangente do ângulo formado por essa reta e o eixo das abscissas. Dessa forma, é possível geometricamente compreender o conceito da função derivadas através da sua definição por limite, que é representa uma taxa de variação instantânea. IV. Objetivos de Aprendizagem ▪ Reconhecer a derivada como medida de taxa de variação, o que pode ser identificada a partir dos coeficientes de uma reta tangente ▪ Aplicar a tabela de derivadas e regras de derivação para derivar operações que envolve as funções elementares Capstone). ▪ Encontrar a equação da reta tangente a uma curva num dado ponto. V. Procedimentos Parte A: ENTENDENDO O CONCEITO DE DERIVADAS ATAVÉS DA RETA TANGENTE À CURVA NUM DADO PONTO. 1. Reconhecimento da reta tangente: Aqui você deve acessar os applets 1, 2 e 3, em arquivo htlm disponibilizados para a prática, através dos links indicados no quadro abaixo. Applet 1: (reta tangente) Link: https://www.geogebra.org/m/qsu3sb57 Acesso em: 22 jan. 2020 Applet 2: (reta tangente local) Link: https://www.geogebra.org/m/cgwm9 6c6 Acesso em: 22 jan. 2020 Applet 3: (reta tangente e derivada) Link: https://www.geogebra.org/m/btm ewm9s Acesso em: 22 jan. 2020 ✓ O applet 1 mostra a reta tangente ao longo da curva ". Experimente mover o ponto R e observar a inclinação da reta tangente e sua equação. ✓ Verifique, através do applet 2, que ao mover o ponto sobre o eixo , a reta corta a curva em dois pontos: S e ). No entanto, podemos considerar que localmente a reta é tangente à curva no ponto S. Ou seja, uma reta pode tangenciar uma curva em um determinado ponto, mesmo sendo secante à essa curva. ✓ O applet 3 mostra que o coeficiente angular da reta no ponto R é igual ao valor da derivada da função " aplicada ao ponto R. Ao mover o ponto, verifique que os valores permanecem iguais ao longo do movimento. 2. Definição da derivada: Tomando-se o ponto Q N,TN e o ponto arbitrário U N,TN , o coeficiente angular da reta secante é dado pela taxa ∆WX D HX D média de variação: ∆D DHDY Y . Você verificou através dos applets, que o coeficiente angular da reta secante tende ao coeficiente angular da reta tangente quando o ponto Q se aproxima do ponto P. Portanto, podemos afirmar que o coeficiente angular da reta tangente é a taxa de variação instantânea dada por: lim ∆W ∆D limDHDYX D HX D DHDY Y , se Z→[ este limite existir. Nesse caso definimos a derivada da função " aplicada ao ponto Q N," N como: "′ N limDHDYX D HX D DHDY Y , se esse limite existir. Aqui você deve acessar os applets 4 e 5, em arquivo htlm disponibilizados para a prática. Applet 4: reta secante Link: https://www.geogebra.org/m/bh4u4xnb Acesso em: 22 jan. de 2020 Applet 5: Limite e derivada Link: https://www.geogebra.org/m/kx2nqfjz Acesso em: 22 jan. de 2020 ✓ Verifique através do applet 4, que ao mover o ponto Q ao longo da curva no sentido do ponto P o ângulo (da reta secante com a reta horizontal) diminui, consequentemente, a taxa média de variação também diminui. ✓ O applet 5, mostra que ao mover o ponto Q no sentido do ponto P, o coeficiente angular da reta secante tende ao coeficiente angular da reta tangente à curva no ponto P. Ou seja, o ângulo beta tende ao ângulo alpha. Parte B: EQUAÇÃO DA RETA TANGENTE A UMA CURVA É possível encontrar a equação da reta tangente à curva num ponto Q, calculando-se o coeficiente angular através da derivada da função no ponto e, por fim, aplicar a fórmula Atividade 1: Neste contexto, encontre a equação da reta tangente de curva a seguir no ponto indicado. Usando o Geogebra, plote o gráfico da função e a reta obtida, de modo a verificar se sua resposta está correta. 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1 3𝑥 − 4 = 2(−1) + 1 3(−1) − 4 = −2 + 1 −3 − 4 = −1 −7 = 1 7 X0 = -1 Y0 = 1 7 M = 𝑓´(𝑥) 𝑓´(𝑥) = 2𝑥 + 1 3𝑥 − 4 𝑓´(𝑥) = 𝑓´. 𝑔 − 𝑔´. 𝑓 𝑔2 = 2. (3𝑥 − 4) − 3. (2𝑥 + 1) (3𝑥 − 4)2 = 6𝑥 − 8 − 6𝑥 − 3 (3𝑥 − 4)2 = −11 (3𝑥 − 4)2 𝑓´(−1) = −11 (3𝑥 − 4)2 = −11 (3(−1) − 4)2 = −11 (−8)2 = −11 49 𝑀 = −11 49 (𝑌 − 𝑌0) = 𝑀 (𝑋 − 𝑋0) (𝑌 − 1 7 ) = −11 49 (𝑋 − (−1)) (𝑌 − 1 7 ) = −11 49 𝑋 𝑌 = −11 49 𝑋 − 4 49 𝑓(𝑥) = (𝑋2 − 2𝑋 + 1). 3𝑋 𝑓(−2) = ((−2)2 − 2(−2) + 1). 3(−2) 𝑓(−2) = (4 + 4 + 1). ( 1 3 )2 𝑓(−2) = (9). 1 9 𝑓(−2) = 1 X0 = -2 Y 0 = 1 𝑓(𝑥) = (𝑋2 − 2𝑋 + 1). 3𝑋 𝑓(𝑥) = (2𝑥 − 2). 3𝑋 + (𝑋2 − 2𝑋 + 1). 3𝑋ln (3) 𝑓(−2) = (2(−2) − 2). 3(−2) + ((−2)2 − 2(−2) + 1). 3(−2)ln (3) 𝑓(−2) = (−4 − 2). ( 1 3 )2 + (4 + 4 + 1). ( 1 3 )2ln (3) 𝑓(−2) = −6. 1 9 + 9. 1 9 ln (3) 𝑓(−2) = −6 9 + ln (3) 𝑓(−2) = −2 3 + ln (3) 𝑀 = −2 3 + ln (3) (𝑌 − 𝑌0) = 𝑀 (𝑋 − 𝑋0) (𝑌 − 1) = −2 3 + ln(3) (𝑋 − (−2)) 𝑌 = −2 3 + ln(3) . (𝑋 + 2) + 1