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O gráfico da função f(x, y) = x² + 2y² descreve um paraboloide elíptico. Se uma formiga anda sobre a superfície, que é o gráfico da função, então o vetor velocidade é tangente à superfície e, portanto, pertence ao plano tangente à superfície em um dado ponto. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a equação geral do plano tangente à superfície descrita no ponto P(1,1).


a. 2x + 4y - z - 3 = 0
b. 4x + 2y - 2z - 3 = 0
c. 2x + 4y - z + 3 = 0
d. 2x + 4y + z - 3 = 0
e. -2x - 4y - z + 3 = 0
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Matematicamente

há 2 anos

Respostas

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há 5 meses

Para encontrar a equação do plano tangente à superfície dada pela função \( f(x, y) = x^2 + 2y^2 \) no ponto \( P(1, 1) \), precisamos seguir alguns passos: 1. Calcular \( f(1, 1) \): \[ f(1, 1) = 1^2 + 2(1^2) = 1 + 2 = 3 \] Portanto, o ponto \( P \) é \( (1, 1, 3) \). 2. Encontrar as derivadas parciais: - A derivada parcial em relação a \( x \): \[ f_x = \frac{\partial f}{\partial x} = 2x \] - A derivada parcial em relação a \( y \): \[ f_y = \frac{\partial f}{\partial y} = 4y \] 3. Avaliar as derivadas parciais no ponto \( (1, 1) \): \[ f_x(1, 1) = 2(1) = 2 \] \[ f_y(1, 1) = 4(1) = 4 \] 4. Usar a fórmula do plano tangente: A equação do plano tangente em um ponto \( (x_0, y_0, z_0) \) é dada por: \[ z - z_0 = f_x(x_0, y_0)(x - x_0) + f_y(x_0, y_0)(y - y_0) \] Substituindo os valores: \[ z - 3 = 2(x - 1) + 4(y - 1) \] Simplificando: \[ z - 3 = 2x - 2 + 4y - 4 \] \[ z = 2x + 4y - 3 \] 5. Rearranjando para a forma geral: \[ 2x + 4y - z - 3 = 0 \] Portanto, a alternativa correta é: a. 2x + 4y - z - 3 = 0.

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há 2 anos

Para encontrar a equação geral do plano tangente à superfície descrita no ponto P(1,1), precisamos calcular o gradiente da função f(x,y) = x² + 2y² e avaliá-lo no ponto P(1,1). O gradiente é dado por: grad(f) = (df/dx, df/dy) Calculando as derivadas parciais, temos: df/dx = 2x df/dy = 4y Portanto, o gradiente é: grad(f) = (2x, 4y) Avaliando no ponto P(1,1), temos: grad(f)(1,1) = (2, 4) O vetor normal ao plano tangente é dado pelo gradiente avaliado no ponto P, ou seja, n = (2, 4, -1). A equação geral do plano tangente é dada por: n . (r - P) = 0 Substituindo o ponto P(1,1) e o vetor normal n, temos: (2, 4, -1) . (x - 1, y - 1, z - f(1,1)) = 0 Simplificando, temos: 2(x - 1) + 4(y - 1) - (z - 3) = 0 Portanto, a alternativa correta é a letra A) 2x + 4y - z - 3 = 0.

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