Exercícios MT1
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Limites e derivadas
Limite com logaritmo no numeradorValor
Teste modelo 1, 2016/17
Calcule, se existir, .
Solução
.
É uma indeterminação . Pela regra de L'Hôpital, deriva-se numerador e denominador: , pois o numerador tende para 0 e o denominador para .
Limite de potência com expoente variávelValor
Teste modelo 1, 2016/17
Calcule, se existir, .
Solução
.
Escreve-se . Quando , e , logo o expoente tende para . Assim o limite é .
Derivada da função arco seno pelo conceito de inversaAutoavaliação
Teste modelo 1, 2016/17
Usando o conceito de derivada da inversa de uma função, calcule para .
Solução
, para .
Se , então e . Logo , com para .
Confere a tua resposta:
- A resposta escreve a derivada da inversa como .
- A resposta indica .
Primitivas
Primitiva por substituição com logaritmoAutoavaliação
Teste modelo 1, 2016/17
Calcule .
Solução
.
Com , tem-se , logo o integral fica .
Confere a tua resposta:
- A resolução usa a substituição .
- A resposta indica .
Primitiva de expressão irracionalAutoavaliação
Teste modelo 1, 2016/17
Calcule .
Solução
.
Com , e . O integral transforma-se em , que se reescreve na variável .
Confere a tua resposta:
- A resolução usa a sustitución trigonométrica .
- A resposta indica .
Primitiva de produto de potências trigonométricasAutoavaliação
Teste modelo 2, 2016/17
Calcule .
Solução
.
. Com , , o integral fica .
Confere a tua resposta:
- A resolução separa um fator e usa .
- A resposta indica .
Primitiva por frações racionaisAutoavaliação
Teste modelo 2, 2016/17
Calcule .
Solução
.
Escreve-se . Igualando, , logo , e . O integral fica .
Confere a tua resposta:
- A decomposição é .
- A resposta indica .
Integrais
Integral definido com secante ao quadradoEscolha múltipla
Teste modelo 1, 2016/17
Qual o valor do integral ?
Solução
.
A primitiva de é . Nos extremos, .
- . Esquece o termo .
- . Sinal trocado no resultado de .
- . .
- . O limite superior foi mal substituído.
Área de região limitada por um cúbicoValor
Teste modelo 1, 2016/17
Esboce a região do plano limitada horizontalmente pelos gráficos de e e verticalmente pelas retas e . Determine a área da região .
Taxa de rotação de um holofoteValor
Teste 1, 2016/17
Um homem anda ao longo de um caminho retilíneo a uma velocidade de . Um holofote no chão, a do caminho, focaliza o homem. A que taxa de variação instantânea gira o holofote quando o homem está a do ponto do caminho mais próximo da luz? (Se designa essa distância e o ângulo do holofote, determine .)
Solução
.
Do triângulo retângulo, . Derivando em ordem ao tempo, . Para , e , logo .
Séries
Classificação da série dos fatoriaisAutoavaliação
Teste 4, 2014/15
Classifique a série .
Solução
A série diverge.
Pelo critério da razão, . Em particular, , logo a série diverge pelo teste do termo geral.
Confere a tua resposta:
- A resposta aplica o critério da razão.
- A resposta conclui que a série diverge porque o termo geral não tende para zero.
Soma de uma série telescópica com logaritmosAutoavaliação
Teste 4, 2014/15
Calcule a soma da série .
Solução
A soma da série é .
O termo geral é . A soma parcial até cancela quase tudo: . Quando , , logo a soma é .
Confere a tua resposta:
- A resposta decompõe o logaritmo e escreve a soma parcial.
- A resposta indica a soma .
Taylor
Série de Taylor de (x-1)e^x em torno de x=1Autoavaliação
Teste 4, 2014/15
Seja e . Calcule a expressão geral da série de Taylor de em torno de .
Solução
.
Com , . Fazendo , obtém-se .
Confere a tua resposta:
- A resposta usa a mudança e a série de .
- A resposta indica .
Polinómio de Taylor de √x no centro 4Autoavaliação
Teste modelo 3, 2016/17
Escreva o polinómio de Taylor de grau que aproxima na vizinhança do ponto , incluindo os quatro primeiros termos.
Solução
As derivadas em são , pelo que os coeficientes são . Os primeiros quatro termos resultam de .
Confere a tua resposta:
- A resposta apresenta os quatro primeiros termos .
- A resposta indica o termo geral .
Equações diferenciais e Laplace
Equação linear de segunda ordem com termo e^xAutoavaliação
Teste modelo 2, 2016/17
Calcule a solução geral da equação diferencial .
Solução
.
A característica é , com raízes , logo . Para a particular, tenta-se : substituindo, , logo .
Confere a tua resposta:
- A solução homogénea é .
- A solução particular é e a geral é .
Transformada de Laplace inversa com translaçãoAutoavaliação
Teste 3, 2014/15
Calcule a transformada de Laplace inversa de .
Solução
\mathcal{L}^{-1}\left\{\frac{e^{-\pi s}}{s^2+4s+8}\right}=\frac{1}{2}e^{-2(t-\pi)}\operatorname{sen}(2(t-\pi))\,u(t-\pi).
Tem-se \mathcal{L}^{-1}\left\{\frac{1}{(s+2)^2+4}\right}=\frac{1}{2}e^{-2t}\operatorname{sen}(2t). O fator desloca a função em unidades, pelo segundo teorema do deslocamento, dando o resultado com o degrau .
Confere a tua resposta:
- A resposta completa o quadrado: .
- A resposta indica .