Pergunta

2) Verifique se as seguintes funções são contínuas: f(x,y)=k,em(0,0) b) f(x,y)=ln(x^2+y^2-2(x+y)+2),em(1,1) c) f(x,y)=x,em(0,5) d) f(x,y)= ) (x^2-y^2)/(x^2)+y^(2)&se&(x,y)neq (0,0) 0&se (x,y)=(0,0) em (0,0) 3) Determine as derivadas parciais f_(x),f_(y),f_(xx),f_(xy),f_(yx)ef_(yy)de
Solução

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Aline MariaElite · Tutor por 8 anos
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2) Vamos verificar a continuidade das funções nos pontos indicados:
a) f(x,y) = k em (0,0):
A função f(x,y) = k é uma constante. Funções constantes são contínuas em todos os pontos do seu domínio. Portanto, f(x,y) = k é contínua em (0,0).
b) f(x,y) = \ln(x^2 + y^2 - 2(x + y) + 2) em (1,1):
Para verificar a continuidade, precisamos avaliar o valor da função no ponto e o limite quando (x,y) \to (1,1).
f(1,1) = \ln(1^2 + 1^2 - 2(1 + 1) + 2) = \ln(1 + 1 - 4 + 2) = \ln(0)
Como o logaritmo de zero não está definido, a função não é contínua em (1,1).
c) f(x,y) = x em (0,5):
A função f(x,y) = x depende apenas da variável x . O valor da função em (0,5) é:
f(0,5) = 0
E o limite quando (x,y) \to (0,5) é:
\lim_{(x,y) \to (0,5)} f(x,y) = \lim_{(x,y) \to (0,5)} x = 0
Portanto, a função é contínua em (0,5).
d) f(x,y) = \begin{cases} \frac{x^2 - y^2}{x^2 + y^2} & \text{se } (x,y) \neq (0,0) \\ 0 & \text{se } (x,y) = (0,0) \end{cases} em (0,0):
Para verificar a continuidade, precisamos avaliar o valor da função no ponto e o limite quando (x,y) \to (0,0).
f(0,0) = 0
Agora, calculamos o limite:
\lim_{(x,y) \to (0,0)} \frac{x^2 - y^2}{x^2 + y^2}
Podemos usar coordenadas polares, onde x = r\cos(\theta) e y = r\sin(\theta) :
\frac{x^2 - y^2}{x^2 + y^2} = \frac{r^2\cos^2(\theta) - r^2\sin^2(\theta)}{r^2\cos^2(\theta) + r^2\sin^2(\theta)} = \frac{\cos^2(\theta) - \sin^2(\theta)}{\cos^2(\theta) + \sin^2(\theta)} = \cos(2\theta)
O limite depende de \theta, então não existe um limite único quando (x,y) \to (0,0). Portanto, a função não é contínua em (0,0).
3) Para determinar as derivadas parciais, precisamos da função específica para calcular f_x, f_y, f_{xx}, f_{xy}, f_{yx} e f_{yy} . Por favor, forneça a função para que possamos proceder com os cálculos.
a) f(x,y) = k em (0,0):
A função f(x,y) = k é uma constante. Funções constantes são contínuas em todos os pontos do seu domínio. Portanto, f(x,y) = k é contínua em (0,0).
b) f(x,y) = \ln(x^2 + y^2 - 2(x + y) + 2) em (1,1):
Para verificar a continuidade, precisamos avaliar o valor da função no ponto e o limite quando (x,y) \to (1,1).
f(1,1) = \ln(1^2 + 1^2 - 2(1 + 1) + 2) = \ln(1 + 1 - 4 + 2) = \ln(0)
Como o logaritmo de zero não está definido, a função não é contínua em (1,1).
c) f(x,y) = x em (0,5):
A função f(x,y) = x depende apenas da variável x . O valor da função em (0,5) é:
f(0,5) = 0
E o limite quando (x,y) \to (0,5) é:
\lim_{(x,y) \to (0,5)} f(x,y) = \lim_{(x,y) \to (0,5)} x = 0
Portanto, a função é contínua em (0,5).
d) f(x,y) = \begin{cases} \frac{x^2 - y^2}{x^2 + y^2} & \text{se } (x,y) \neq (0,0) \\ 0 & \text{se } (x,y) = (0,0) \end{cases} em (0,0):
Para verificar a continuidade, precisamos avaliar o valor da função no ponto e o limite quando (x,y) \to (0,0).
f(0,0) = 0
Agora, calculamos o limite:
\lim_{(x,y) \to (0,0)} \frac{x^2 - y^2}{x^2 + y^2}
Podemos usar coordenadas polares, onde x = r\cos(\theta) e y = r\sin(\theta) :
\frac{x^2 - y^2}{x^2 + y^2} = \frac{r^2\cos^2(\theta) - r^2\sin^2(\theta)}{r^2\cos^2(\theta) + r^2\sin^2(\theta)} = \frac{\cos^2(\theta) - \sin^2(\theta)}{\cos^2(\theta) + \sin^2(\theta)} = \cos(2\theta)
O limite depende de \theta, então não existe um limite único quando (x,y) \to (0,0). Portanto, a função não é contínua em (0,0).
3) Para determinar as derivadas parciais, precisamos da função específica para calcular f_x, f_y, f_{xx}, f_{xy}, f_{yx} e f_{yy} . Por favor, forneça a função para que possamos proceder com os cálculos.
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