Número de Euler e Derivação Implícita
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Número de Euler e Derivação Implícita
Boa noite! Peço desculpas pela retirada de dúvidas tão tarde da noite.
Estava me aprofundando no estudo de Derivadas quando me deparei com o número/constante de Euler. Queria saber se alguém saberia me explicar a origem dele e mostrar seu comportamento gráfico, bem como a relação dele com o que chamam de logaritmo natural (ln).
Minha outra dúvida reside sobre o método de Derivação Implícita. Não entendi como aplicá-la nem sua definição. Serei grato se puderem me apresentar a forma mais didática - de maior facilidade na compreensão - e a forma mais formal dessas explicações.
Estava me aprofundando no estudo de Derivadas quando me deparei com o número/constante de Euler. Queria saber se alguém saberia me explicar a origem dele e mostrar seu comportamento gráfico, bem como a relação dele com o que chamam de logaritmo natural (ln).
Minha outra dúvida reside sobre o método de Derivação Implícita. Não entendi como aplicá-la nem sua definição. Serei grato se puderem me apresentar a forma mais didática - de maior facilidade na compreensão - e a forma mais formal dessas explicações.
matheus_feb- Mestre Jedi
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Re: Número de Euler e Derivação Implícita
Sobre a derivada implícita, a ideia é a seguinte: digamos que alguém te peça para calcular a derivada da função f(x) = x² + 6x + 3. Até aqui a tarefa é bem simples. É só usar a regra da potência.
Agora, digamos que alguém peça para você calcular a derivada da função f(x) sendo f(x) definida por x3 = 6xf(x) - [f(x)]3, que é o mesmo que x3 = 6xy - y3. Neste último caso já não é algo tão trivial, porque na forma habitual de calcular a derivada da função você já recebe a função f(x) escrita em termos da variável x, isto é, f(x) está isolado e você só precisa aplicar as regras de derivação. Entretanto, note que não é fácil explicitar f(x) em termos da variável x para que posteriormente possamos aplicar as regras de derivação. É aqui que surge a ideia da derivada implícita. Este nome surge, porque neste caso estamos lidando com uma função f(x) que é definida de forma implícita por uma relação entre x e y.
Por sua vez, no exemplo inicial, f(x) é definida de forma explícita, isto é, f(x) = x² + 6x + 3 é definida em termos da variável x.
Calculando a derivada da função f(x) do segundo exemplo que eu dei, você obtém:
\[\mathrm{x^{3} = 6xf(x) - [f(x)]^{3}\to \frac{d}{dx}(x^3)=\frac{d}{dx}[6xf(x)]-\frac{d}{dx}\left\{[f(x)]^{3} \right\}} \]
\[\mathrm{3x^{2}=6\left [ f(x)\frac{d}{dx}(x)+x\frac{df(x)}{dx} \right ]-3[f(x)]^{2}\frac{df(x)}{dx}} \]
\[\mathrm{ 3x^{2}=6f(x)+\left\{ 6x-3[f(x)]^{2}\right\}\frac{df(x)}{dx}\ \therefore\ \frac{df(x)}{dx}=\frac{3x^{2}-6f(x)}{6x-3[f(x)]^{2}}=\frac{x^{2}-2y}{2x-y^{2}}} \]
Nota: para calcular a derivada da função [f(x)]3 eu utilizei a regra da cadeia.
Quanto ao número de Euler e sua origem, não tenho grandes conhecimentos que vá contribuir com algo na discussão. Talvez algum membro possa dar melhores explicações. Entretanto, quanto a esta dúvida acredito que o recomendável seja buscar por livros ou até mesmo no YouTube (de preferência em inglês).
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Charlotte de Witte - Universal Nation
Giovana Martins- Grande Mestre
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Localização : São Paulo
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Re: Número de Euler e Derivação Implícita
Boa tarde, Giovana. Obrigado pela explicação. Consegui compreender!Giovana Martins escreveu:Sobre a derivada implícita, a ideia é a seguinte: digamos que alguém te peça para calcular a derivada da função f(x) = x² + 6x + 3. Até aqui a tarefa é bem simples. É só usar a regra da potência.Agora, digamos que alguém peça para você calcular a derivada da função f(x) sendo f(x) definida por x3 = 6xf(x) - [f(x)]3, que é o mesmo que x3 = 6xy - y3. Neste último caso já não é algo tão trivial, porque na forma habitual de calcular a derivada da função você já recebe a função f(x) escrita em termos da variável x, isto é, f(x) está isolado e você só precisa aplicar as regras de derivação. Entretanto, note que não é fácil explicitar f(x) em termos da variável x para que posteriormente possamos aplicar as regras de derivação. É aqui que surge a ideia da derivada implícita. Este nome surge, porque neste caso estamos lidando com uma função f(x) que é definida de forma implícita por uma relação entre x e y.Por sua vez, no exemplo inicial, f(x) é definida de forma explícita, isto é, f(x) = x² + 6x + 3 é definida em termos da variável x.Calculando a derivada da função f(x) do segundo exemplo que eu dei, você obtém:\[\mathrm{x^{3} = 6xf(x) - [f(x)]^{3}\to \frac{d}{dx}(x^3)=\frac{d}{dx}[6xf(x)]-\frac{d}{dx}\left\{[f(x)]^{3} \right\}} \]\[\mathrm{3x^{2}=6\left [ f(x)\frac{d}{dx}(x)+x\frac{df(x)}{dx} \right ]-3[f(x)]^{2}\frac{df(x)}{dx}} \]\[\mathrm{ 3x^{2}=6f(x)+\left\{ 6x-3[f(x)]^{2}\right\}\frac{df(x)}{dx}\ \therefore\ \frac{df(x)}{dx}=\frac{3x^{2}-6f(x)}{6x-3[f(x)]^{2}}=\frac{x^{2}-2y}{2x-y^{2}}} \]Nota: para calcular a derivada da função [f(x)]3 eu utilizei a regra da cadeia.Quanto ao número de Euler e sua origem, não tenho grandes conhecimentos que vá contribuir com algo na discussão. Talvez algum membro possa dar melhores explicações. Entretanto, quanto a esta dúvida acredito que o recomendável seja buscar por livros ou até mesmo no YouTube (de preferência em inglês).
matheus_feb- Mestre Jedi
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