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Questão 1/10 - Cálculo Diferencial e Integral a Várias Variáveis

Leia o excerto de texto a seguir:

"Em geral, podemos concluir que a derivada direcional de um campo escalar numa determinada direção será o produto escalar dessa direção pelo gradiente do campo escalar". Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RODRIGUES, A. C. D; SILVA, A. R. H. S. Cálculo diferencial e integral de várias variáveis. Curitiba: InterSaberes, 2016, p. 86.

Considere o excerto de texto acima, os conteúdos do livro-base Cálculo diferencial e integral de várias variáveis e a função f(x,y)=lnx−lny. Agora, assinale a alternativa correta que apresenta a derivada de f no ponto P=(12,−13), na direção do vetor unitário ⃗u=(35,−45).

A ∂f∂⃗u(35,−13)=85.
B ∂f∂⃗u(35,−13)=−135.
C ∂f∂⃗u(35,−13)=−65.
D −57.
E −85.
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Para encontrar a derivada direcional da função \( f(x, y) = \ln x - \ln y \) no ponto \( P = (12, -13) \) na direção do vetor unitário \( \vec{u} = \left( \frac{3}{5}, -\frac{4}{5} \right) \), precisamos seguir os seguintes passos: 1. Calcular o gradiente de \( f \): \[ \nabla f = \left( \frac{\partial f}{\partial x}, \frac{\partial f}{\partial y} \right) \] Onde: \[ \frac{\partial f}{\partial x} = \frac{1}{x}, \quad \frac{\partial f}{\partial y} = -\frac{1}{y} \] Portanto: \[ \nabla f = \left( \frac{1}{x}, -\frac{1}{y} \right) \] 2. Avaliar o gradiente no ponto \( P = (12, -13) \): \[ \nabla f(12, -13) = \left( \frac{1}{12}, -\frac{1}{-13} \right) = \left( \frac{1}{12}, \frac{1}{13} \right) \] 3. Calcular a derivada direcional: A derivada direcional é dada por: \[ D_{\vec{u}} f = \nabla f \cdot \vec{u} \] Onde \( \vec{u} = \left( \frac{3}{5}, -\frac{4}{5} \right) \). Portanto: \[ D_{\vec{u}} f = \left( \frac{1}{12}, \frac{1}{13} \right) \cdot \left( \frac{3}{5}, -\frac{4}{5} \right) = \frac{1}{12} \cdot \frac{3}{5} + \frac{1}{13} \cdot \left(-\frac{4}{5}\right) \] Calculando cada parte: \[ = \frac{3}{60} - \frac{4}{65} \] Para somar, precisamos de um denominador comum, que é 780: \[ = \frac{39}{780} - \frac{48}{780} = \frac{-9}{780} = -\frac{1}{86.67} \approx -0.0115 \] 4. Analisando as alternativas: Nenhuma das alternativas parece corresponder diretamente ao resultado obtido. Vamos verificar se houve algum erro nos cálculos ou se as alternativas estão incorretas. Após revisar, parece que a derivada direcional correta, considerando os cálculos, não se encaixa nas opções dadas. Portanto, a resposta correta não está entre as alternativas apresentadas. Se precisar de mais ajuda, sinta-se à vontade para perguntar!

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