Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Curitiba PLANO DE ENSINO CURSO Engenharia de Computação – Curso 212 MATRIZ 544 / 721 Regido pela Lei nº 9.394, de 20 de dezembro de 1996; pela Resolução CNE/CES n° 11, FUNDAMENTAÇÃO de 11 de março de 2002; e a pela Resolução CONFEA/CREA n° 1010, de 22 de agosto LEGAL de 2005. Aprovado pela Resolução Nº 84/06 COEPP de 17 de novembro de 2006. DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR Cálculo Diferencial e Integral 1 CÓDIGO PERÍODO MA61A 1º CARGA HORÁRIA horas) AT AP APS Total 102 0 6 108 AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas. PRÉ-REQUISITO EQUIVALÊNCIA Não há MA71A OBJETIVOS Desenvolver o raciocínio matemático e possibilitar aos educandos o domínio de técnicas do Cálculo Diferencial e Integral correspondente, visando sua aplicação na análise e resolução de problemas das áreas de Ciência e de Engenharia. EMENTA Sistematização dos Conjuntos Numéricos. Sistema Cartesiano Ortogonal. Relações e Funções no Espaço Real Bidimensional. Limites e Continuidade de Funções Reais de Variável Real. Estudo das Derivadas de Funções Reais de Variável Real. Estudo da Variação de Funções através dos Sinais das Derivadas. Teoremas Fundamentais do Cálculo Diferencial. Estudo dos Diferenciais e suas Aplicações. Fórmula de Taylor e de MacLaurin. Estudo dos Integrais Indefinidos. Estudo dos Integrais Definidos. Aplicações dos Integrais Definidos. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO ITEM EMENTA 1 Sistematização dos Conjuntos Numéricos 2 Sistema Cartesiano Ortogonal 3 Relações e Funções no Espaço Real Bidimensional 4 Limites e Continuidade de Funções Reais de Variável Real 5 Estudo das Derivadas de Funções Reais de Variável Real CONTEÚDO Operações e Relações com Conjuntos: União, Interseção, Diferença, Complementar, Relação de Identidade e Relação de Inclusão. Propriedades das Operações e Relações com Conjuntos. Definição e Propriedades dos Conjuntos Numéricos: Naturais, Inteiros, Racionais, Irracionais, Reais e Complexos. Estudo dos Números Reais. Espaço Real Unidimensional. Representação Geométrica dos Números Reais. Valor Absoluto de um Número Real. Intervalos Limitados e Ilimitados sobre a Reta Real. Pontos de Acumulação e Vizinhanças na Reta Real. Definição e Propriedades dos Pares Ordenados de Números Reais. Definição e Propriedades do Produto Cartesiano. Espaço Real Bidimensional. Plano Cartesiano e Coordenadas Cartesianas de um Ponto no Plano Cartesiano. Ponto de Acumulação e Vizinhanças no Plano Cartesiano. Definição de Relação Binária. Domínio, Imagem e Contradomínio de Relações Binárias. Operações com Relações Binárias. Representação Geométrica das Relações Binárias. Definição de Função Real de Variável Real. Domínio, Imagem e Contradomínio de Funções Reais. Classificação Geral das Funções. Funções Injetoras, Sobrejetoras e Bijetoras. Estudo das Funções Elementares: Constante, Identidade, Linear, Linear Afim, Quadrática, Racional Inteira, Racional Fracionária, Exponencial, Logarítmica, Modular, Trigonométricas Diretas, Trigonométricas Inversas. Funções Hiperbólicas Diretas. Funções Hiperbólicas Inversas ou Funções Argumento. Funções Compostas. Funções Inversas. Definição e Propriedades Operatórias de Limites. Indeterminações. Limites de Funções Algébricas. Limites Notáveis. Limites de Funções Transcendentes. Continuidade de Funções. Propriedades das Funções Contínuas. Incrementos das Variáveis e Razão Incremental. Definição de Derivadas. Método Geral de Derivação. Derivada de uma Função em um Ponto. Declividade da Reta Tangente a uma Curva em um Dado Ponto. Interpretação Geométrica das Derivadas. Equação da Reta Tangente e da Reta Normal. Aplicações Geométricas. Álgebra das Derivadas. Derivação das Funções Elementares (Regras de 6 Estudo da Variação de Funções através dos Sinais das Derivadas 7 Teoremas Fundamentais do Cálculo Diferencial. 8 Estudo dos Diferenciais e suas Aplicações 9 Fórmula de Taylor e de MacLaurin 10 Estudo dos Integrais Indefinidos 11 Estudo dos Integrais Definidos 12 Aplicações dos Integrais Definidos Derivação. Funções Compostas e Regra da Cadeia. Funções Inversas e suas Derivadas. Funções Trigonométricas Diretas e Inversas e suas Derivadas. Funções Exponenciais e suas Derivadas. Funções Logarítmicas e suas Derivadas. Funções Hiperbólicas Diretas e suas Derivadas. Funções Argumento (ou Hiperbólicas Inversas) e suas Derivadas. Taxa de Variação de uma Função. Derivadas Sucessivas. Derivadas de Funções Implícitas. Derivadas de Funções na Forma Paramétrica. Interpretação Cinemática das Derivadas. Crescimento e Decrescimento de Funções. Concavidade e Convexidade de Funções. Determinação dos Pontos de Inflexão. Pontos de Máximo e Pontos de Mínimo. Maximização e Minimização. Teorema de Rolle. Teorema de Lagrange (ou do Valor Médio). Teorema de Cauchy. Teorema de L’Hospital. Conceito de Diferencial de uma Função. Significado Geométrico dos Diferenciais. Cálculos Aproximados Utilizando Diferenciais. Regras de Diferenciação. Diferenciais de Ordem Superior. Diferencial de Arco. Curvatura da Circunferência e de uma Curva qualquer. Fórmula de Taylor. Fórmula de MacLaurin. Principais desenvolvimentos em Série de Taylor e de MacLaurin. Aplicações na resolução de Problemas Diferenciais. Definição e Propriedades dos Integrais Indefinidos. Integrais Imediatos. Integração por Partes. Integração por Substituição de Variáveis. Integração Envolvendo Potências Trigonométricas. Método da Decomposição de Frações em Frações Parciais. Integração Envolvendo Funções Racionais Fracionárias. Integração Envolvendo Funções Irracionais. Integração Envolvendo Funções Racionais de Senos e Cossenos. Integração Envolvendo Funções Transcendentes. Integrais Envolvendo Funções Hiperbólicas Diretas. Definição e Significado Geométrico dos Integrais Definidos. Propriedades dos Integrais Definidos. Teorema Fundamental do Cálculo Integral. Cálculo dos Integrais Definidos por meio de Integrais Indefinidos. Cálculo de Áreas Planas. Comprimento de Arcos de Curvas Planas. Áreas de Superfícies de Rotação. Volumes dos Sólidos de Revolução. Cálculo do Trabalho Mecânico. Momentos de Inércia. Determinação do Centro de Gravidade. REFERÊNCIAS Referencias Básicas: 1. LEITHOLD, L. O cálculo com geometria analítica. Vols. 1 e 2. São Paulo: Harbra, 1994. 2. MUNEM, Mustafa A.; FOULIS, David J. Cálculo. Vols. 1 e 2. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1982. 3. PISKOUNOV, Nicolai S. Cálculo diferencial e integral. Vol. 1. Porto: Lopes da Silva, 1986. Referências Complementares: 1. ANTON, H. Cálculo: um novo horizonte. Vol. 1 e 2. Porto Alegre: Bookman, 2007. 2. GUIDORIZZI, H. L. Um curso de cálculo. Vol. 1 e 3. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2002. 3. SHENK, A. Cálculo e geometria analítica. Vol. 1 e 2. Rio de Janeiro: Campus, 1990. 4. STEWART, J. Cálculo. Vol. 1 e 2. 5a ed. São Paulo: Cengage Learning, 2006. 5. SWOKOWSKI, E. W. Cálculo com geometria analítica. São Paulo: Editora Makron, 1995. ORIENTAÇÕES GERAIS Sistema de Avaliação: Conforme previsto no Regulamento da Organização Didático-Pedagógica dos Cursos de Graduação da UTFPR, capítulo VII, artigo 34, parágrafo 4º: “Considerar-se-á aprovado na disciplina, o aluno que tiver frequência igual ou superior a 75% (setenta e cinco por cento) e Nota Final igual ou superior a 6,0 (seis), consideradas todas as avaliações previstas no Plano de Ensino”.