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Regra da cadeia para derivadas parciais

Regra da cadeia para derivadas parciais

Mensagempor Maisa_Rany » Qua Nov 07, 2018 16:47

Boa tarde! Alguém sabe me explicar como funciona o passo a passo da regra da cadeia para derivadas parciais? Obrigada!
Maisa_Rany
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Re: Regra da cadeia para derivadas parciais

Mensagempor Gebe » Qua Nov 07, 2018 18:25

É bem semelhante ao feito pra uma variavel.
Quando temos uma variavel, utilizando, por exemplo, a função y=sen\left( 2x^2 \right), procedemos da seguinte forma:

-> Identificamos as funções:
y(z) = sen\left( z(x))

z(x) = 2x^2

-> Aplicamos a regra da cadeia multiplicando as derivadas de cada função identificada em relação a sua variavel correspondente:
\\
\frac{d}{dx}\left( sen\left( 2x^2 \right) \right)=\frac{d}{dz}sen(z(x))*\frac{d}{dx}\left(2x^2 \right)=cos\left(z(x) \right)*4x=4xcos\left(2x^2 \right)

No caso das derivadas parciais podemos ter funções com mais de uma variavel.
Cada variavel vai definir um caminho de derivação;
Em cada um destes caminhos vamos aplicar a regra da cadeia de uma variavel e ao fim somamos os varios caminhos.
Veja o exemplo:
\\
z=sen\left(2x + y^2 \right)\\
\\
Sendo\; que\; x=t^3\;e\;y=t\\
\\
Calcular\; dz/dt

z(x,y) está em função de x e y, logo podemos ter dois caminhos de derivação.

1° caminho por x : "x" é variavel e "y" é constante.
2° caminho por y : "y" é variavel e "x" é constante.

Seja h = 2x+y²

Aplicando a regra da cadeia no 1° caminho:
\\
\frac{d}{dt}z(h)=\frac{d}{dh}\left(sen\left(h(x,y) \right) \right)*\frac{d}{dx}\left(2x+y^2 \right)*\frac{d}{dt}x\\
\\
\frac{d}{dt}z(h)=cos\left(h(x,y) \right)*2*3t^2=6t^2 cos\left(2x+y^2 \right)=6t^2 cos\left(2t^3+t^2 \right)

Aplicando a regra da cadeia no 2° caminho:
\\
\frac{d}{dt}z(h)=\frac{d}{dh}\left(sen\left(h(x,y) \right) \right)*\frac{d}{dy}\left(2x+y^2 \right)*\frac{d}{dt}y\\
\\
\frac{d}{dt}z(h)=cos\left(h(x,y) \right)*2y*1=2y cos\left(2x+y^2 \right)=)=2tcos\left(2t^3+t^2 \right)

Somando-se os dois caminhos:
\\
\frac{d}{dt}\left(sen\left(2x+y^2 \right)=6t^2 cos\left(2t^3+t^2 \right)+2tcos\left(2t^3+t^2 \right)=2tcos\left(2t^3+t^2 \right)*\left(3t+1 \right)\\
\\

Espero que tenha ajudado, qualquer duvida deixe msg.
Gebe
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Re: Regra da cadeia para derivadas parciais

Mensagempor Maisa_Rany » Qui Nov 08, 2018 16:33

Muito obrigada por compartilhar o conhecimento. Vou praticar para compreender melhor o assunto.
Att.
Maísa.
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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}