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derivarimplicita

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-As vezes temos a dependência de duas variáveis  implicitamente. Por exemplo $  y- x^2 - 1=0$ é uma relação que pode ser explicitamente escrita como $  y = x^2+1$ e assim $  y $ é uma função de $  x$+As vezes temos a dependência de duas variáveis  **implicitamente**. Por exemplo $  y- x^2 - 1=0$ é uma relação que pode ser explicitamente escrita como $  y = x^2+1$ e assim $  y $ é uma função de $  x $, $y(x)$.
  
 Porém poderá haver relações implícitas bem mais complexas e as vezes não podemos descrever nenhuma das variáveis como função de outras variáveis. Suponhamos que temos uma relação entre $  x, y $ dada por: Porém poderá haver relações implícitas bem mais complexas e as vezes não podemos descrever nenhuma das variáveis como função de outras variáveis. Suponhamos que temos uma relação entre $  x, y $ dada por:
Line 5: Line 5:
 $  F(x, y) =0 $ $  F(x, y) =0 $
  
-Suponhamos que $  y $ é uma função diferenciável de $  x $ pelo menos em torno de um ponto específico $  x_0. $ O objetívo é calcular +Suponhamos que $  y $ é uma função diferenciável de $  x $ pelo menos em torno de um ponto específico $  x_0. $ O objetivo é calcular 
  
-$  \frac{dy}{dx} (x_0). $ Isto é, se $  y=f(x) $ então queremos calcular $  f^{'}(x_0). $+$  \dfrac{dy}{dx} (x_0). $ Isto é, se $  y=f(x) $ então queremos calcular $  f^{'}(x_0). $
  
-Observe que $  G(x):= F(x, f(x))=0 $ e já que a derivada de uma função constante é zero, $  \frac{dG}{dx}(x_0) =0 $ e pela regra de cadeia:+Observe que $  G(x):= F(x, f(x))=0 $ e já que <color #ed1c24>a derivada de uma função constante é zero</color>, $  \frac{dG}{dx}(x_0) =0 $ e pela regra de cadeia, que vimos anteriormente:
  
-$  \frac{dG}{dx} = \frac{\partial F}{\partial x} \frac{dx }{dx} + \frac{\partial F}{\partial y}\frac{dy}{dx}  =0$+$  \dfrac{dG}{dx} = \dfrac{\partial F}{\partial x} \dfrac{dx }{dx} + \dfrac{\partial F}{\partial y}\dfrac{dy}{dx}  =0$
  
-e assim, se em algum ponto $  (x_0, y_0) $ tivermos $  \frac{\partial F}{\partial y} (x_0, y_0) \neq 0  $ concluímos que:+e assim, se em algum ponto $  (x_0, y_0) $ tivermos $  \dfrac{\partial F}{\partial y} (x_0, y_0) \neq 0  $ concluímos que:
  
-$  \frac{dy}{dx} = - \frac{ \frac{\partial F}{\partial x} }{\frac{\partial F}{\partial y}}$+$  \dfrac{dy}{dx} = - \dfrac{ \dfrac{\partial F}{\partial x} }{\dfrac{\partial F}{\partial y}}$
  
-Mesmo quando temos mais variáveis, uma fórmula parecida vale: suponhamos que $  F(x_1, x_2, \cdots, x_n, y) =0. $ Se $  y $ for uma função de $  x_1, \cdots, x_n $, ou seja $  y=f(x_1, \cdots, x_n) $ então $  F(x_1, \cdots, x_n, f(x_1, \cdots, x_n)) =0 $ e novamente usando regra de cadeia:+<color #22b14c>E para mais variáveis?</color>
  
-$  \frac{\partial F}{\partial x_j}=  \sum_{i=1}^{n\frac{\partial F}{\partial x_i} \frac{dx_i }{dx_j} + \frac{\partial F}{\partial y}\frac{dy}{dx_j} = 0. $+{{ :derivadavarias-1.webp |}}
  
-Já que $  \frac{dx_i}{dx_j} =0, \neq j$,  $  \frac{\partial F}{\partial x_j} + \frac{\partial F}{\partial y}\frac{dy}{dx_j} =0 $ e portantose $  \frac{\partial F}{\partial y} \neq 0 $ temos:+Uma fórmula parecida vale: suponhamos que $  F(x_1, x_2, \cdots, x_n, y) =0. $ Se $  y $ for uma função de $  x_1, \cdots, x_n $, ou seja $  y=f(x_1\cdots, x_n) $ então $  F(x_1, \cdots, x_n, f(x_1, \cdots, x_n)) =0 $ e novamente usando regra de cadeia:
  
-$  \frac{\partial y}{\partial x_j} = \frac{ \frac{\partial F}{\partial x_j} }{\frac{\partial F}{\partial y}}. $+$  \dfrac{\partial F}{\partial x_j}=  \sum_{i=1}^{n} \dfrac{\partial F}{\partial x_i\dfrac{dx_i }{dx_j} + \dfrac{\partial F}{\partial y}\dfrac{dy}{dx_j} = 0. $
  
-Exemplo: Suponhamos $  x^2+y^2 =1$ então calcule a derivada de $  y $ como uma função de $  x $ no ponto $  (\frac{\sqrt{2}}{2}, -\frac{\sqrt{2}}{2}). Observe que $  x=\frac{\sqrt{2}}{2},  y$ pode ter dois valores.+Já que $  \dfrac{dx_i}{dx_j} =0, i \neq j$  \dfrac{\partial F}{\partial x_j\dfrac{\partial F}{\partial y}\dfrac{dy}{dx_j=0 e portanto, se $  \dfrac{\partial F}{\partial y} \neq 0 $, temos:
  
-Pela derivação implícita: +$  \dfrac{\partial y}{\partial x_j} = - \dfrac{ \dfrac{\partial F}{\partial x_j} }{\dfrac{\partial F}{\partial y}}. $
  
-$  \frac{dy}{dx} \frac{ \frac{\partial F}{\partial x  }{\frac{\partial F}{\partial y}}$ e $  \frac{\partial F}{\partial x2x, \frac{\partial F}{\partial y=2ye portanto +**Exemplo:** Suponhamos $  x^2+y^2 =1$ então calcule a derivada de $  y $ como uma função de $  x $ no ponto $  \left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}, -\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right). $ Observe que $  x=\dfrac{\sqrt{2}}{2},  ypode ter dois valores (tente enxergar porque isolando y na equação).
  
-$  \frac{dy}{dx} = - \frac{2 \frac{\sqrt{2}}{2}}{ - 2 \frac{\sqrt{2}}{2}} =1. $+<color #22b14c>Pela derivação implícita:</color> 
  
-Podemos ver que se fosse para calcular a derivada no ponto $  (\frac{\sqrt{2}}{2}\frac{\sqrt{2}}{2})$, a resposta seria $  -1.$ Por efeito, a função que descreve dependência de $  y$ em termos de $  x$ depende do ponto. Geometricamente falandoa relação implicita é a equação de um círculo que não pode ser visto como gráfico de uma única função $  y=f(x)$ e por isto precisamos determinar em torno de qual ponto queremos descrever $  y$ como uma função de $  x$. +$  \dfrac{dy}{dx= - \dfrac{ \dfrac{\partial F}{\partial x}   }{\dfrac{\partial F}{\partial y}}$  \dfrac{\partial F}{\partial x} = 2x\dfrac{\partial F}{\partial y=2y$ e portanto 
  
-De fato nem sempre é possível descrever $  y$ como uma função de $  x$ e no exemplo anterior os pontos $  (1, 0), (-1, 0)$ mostram isto.+$  \dfrac{dy}{dx} = - \dfrac{2 \dfrac{\sqrt{2}}{2}}{ - 2 \dfrac{\sqrt{2}}{2}} =1. $ 
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 +Podemos ver que se fosse para calcular a derivada no ponto $  \left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)$, a resposta seria $  -1.$ Por efeito, a função que descreve dependência de $  y$ em termos de $  x$ depende do ponto. Geometricamente falando, a relação implícita é a equação de um círculo que não pode ser visto como gráfico de uma única função $  y=f(x)$ e por isto precisamos determinar em torno de qual ponto queremos descrever $  y$ como uma função de $  x$.  
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 +{{:smartselect_20231110_102729_samsung_notes.jpg?400|}} 
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 +Nem sempre é possível descrever $  y$ como uma função de $  x$ e no exemplo anterior os pontos $  (1, 0), (-1, 0)$ mostram isto.
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