Ensino Superior Cálculo 3 4. Derivadas Parciais Amintas Paiva Afonso Derivadas de Funções de 2 Variáveis A definição de derivada parcial de uma função de 2 variáveis é a mesma que a de funções de uma variável. A única diferença aqui é que , como se tem duas variáveis , uma delas deve ser mantida fixa enquanto se dá acréscimos para a outra. Assim, seja a função f(x,y), sua derivada em relação a x é Significado matemático 1) Derivada parcial em x: f x ( x, y ) lim x 0 f ( x x, y ) f ( x, y ) x 2) Derivada parcial em y: f y ( x, y ) limy 0 f ( x, y y ) f ( x, y ) y Nomenclatura Seja z = f(x,y), então a derivada parcial de z em relação a x escreve-se: f f x ( x, y ) Dx x A Técnica de Derivadas Parciais A Técnica de Derivadas Parciais Derivadas Parciais de Funções de Várias Variáveis Ex.5 A Técnica de Derivadas Parciais Exercícios propostos Exemplos 1) Se f ( x, y, z) 3x 2 y 2 z 3 4 x 2 y 2 z 6xy 3 , determine f1 ( x, y, z) e f 3 ( x, y, z) Derivada em relação a x Derivada em relação a z 2 3 3 2 2 4 2 f1 ( x, y, z) 6xy z 8x y z 6 y f 3 ( x, y, z) 9x y z 2 4x y 2 3 Exemplos 1) Se f ( x, y, z) tg( x 2 z) cot g (4 y 2 z 2 ) sen(5zxy 3 ), determine f3 ( x, y, z) e f 2 ( x, y, z) Derivada em relação a z Derivada em relação a y f3 ( x, y, z) sec ( x z) cos ec (4 y z )4 y 2z cos(5zxy )5xy 2 2 2 2 2 2 3 f 2 ( x, y, z) cos ec 2 (4 y 2 z 2 )8 yz 2 cos(5zxy 3 )15zxy 2 3 Diferencial Total de uma função de 2 ou mais variáveis Diferencial Total de uma função de 2 ou mais variáveis Derivada Total 1) Se f ( x, y, z) sen(2x 2 y) tg( x3 z 2 ) cot( y 3 z 3 ), determine f1 ( x, y, z) f 2 ( x, y, z) f 3 ( x, y, z). f1 ( x, y, z) cos(2x 2 y)4xy sec 2 (4x3 z 2 )3x 2 z 2 f 2 ( x, y, z) cos(2x 2 y)2x 2 cos ec 2 (5 y 3 z 3 )3 y 2 z 3 f 3 ( x, y, z) sec2 ( x3 z 2 )2x3 z cos ec 2 ( y 3 z 3 )3 y 3 z 2 A derivada total é a soma das derivadas parciais. Exercícios 1) Se f ( x, y) xy x , achar f x , f y , f xy , f yx 2 3 2) Se f ( x, y, z ) xy 2 x x. y.z, 2 achar f x , f y , f z 2 Tabela de Derivadas Tabela de Derivadas Interpretação Geométrica da Derivada Parcial Significado geométrico Derivada parcial em x, significa a inclinação da reta que toca a superfície z = f(xo,yo), em ponto desta superfície e de um plano vertical paralelo aos eixos z e x, de abscissa yo. A reta pertence a este plano. Derivada parcial em y, significa a inclinação da reta que toca a superfície z = f(xo,yo), em ponto desta superfície e de um plano vertical paralelo aos eixos z e y, de ordenada xo. A reta pertence a este plano. Significado geométrico Significado geométrico Eixo vertical no plano y = yo A curva z = f (x, y0) no plano y = yo Reta tangente Eixo horizontal no plano y = yo Significado geométrico Eixo vertical no plano x = xo Reta tangente A curva z = f (x, y0) no plano x = xo Eixo horizontal no plano x = xo Significado geométrico Esta reta tangente tem coeficiente angular f (x0, y0) A curva z = f (x, y0) no plano x = xo Esta reta tangente tem coeficiente angular f (x0, y0) A curva z = f (x, y0) no plano y = yo