Problemas de O-mização. Material online: h-p://www.im.ufal.br/professor/thales/calc1-2010_2.html



Documentos relacionados
PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

11. Problemas de Otimização

Máximos e mínimos. Problemas de máximos e mínimos estão presentes. Nossa aula

9. Derivadas de ordem superior

Problemas de Máximo e Mínimos em Intervalos quaisquer

Máximos e Mínimos em Intervalos Fechados

Problemas de Otimização. Problemas de Otimização. Solução: Exemplo 1: Determinação do Volume Máximo

( ) , L x x. L x x x. (17) Lx ( ) L(17) L(17) L(17)

RESOLUÇÃO DA PROVA DE MATEMÁTICA DO VESTIBULAR 2013 DA UNICAMP-FASE 2. RESOLUÇÃO: PROFA. MARIA ANTÔNIA C. GOUVEIA

4.2 Teorema do Valor Médio. Material online: h-p://

Lista 4. 2 de junho de 2014

O mundo à nossa volta é povoado de formas as mais variadas tanto nos elementos da natureza como nos de objetos construídos pelo homem.

Resolução dos Exercícios sobre Derivadas

Só Matemática O seu portal matemático FUNÇÕES

CÁLCULO I. Se a diferença entre eles é igual a 100, escrevemos

Matemática. Resolução das atividades complementares. M1 Geometria Métrica Plana

A abordagem do assunto será feita inicialmente explorando uma curva bastante conhecida: a circunferência. Escolheremos como y

CÁLCULO I Prof. Edilson Neri Júnior Prof. André Almeida

Matemática. Resolução das atividades complementares. M20 Geometria Analítica: Circunferência

Capítulo 5: Aplicações da Derivada

Universidade Federal de Viçosa Departamento de Matemática 3 a Lista de exercícios de Cálculo III - MAT 241

C Curso destinado à preparação para Concursos Públicos e Aprimoramento Profissional via INTERNET RACIOCÍNIO LÓGICO AULA 9

3. Limites. = quando x está muito próximo de 0: a) Vejamos o que ocorre com a função f ( x)

PROVA DO VESTIBULAR ESAMC RESOLUÇÃO E COMENTÁRIO DA PROFA. MARIA ANTÔNIA GOUVEIA M A T E M Á T I C A

RESOLUÇÃO DA AVALIAÇÃO DE MATEMÁTICA 2 o ANO DO ENSINO MÉDIO DATA: 16/06/12 PROFESSOR: MALTEZ

FUNÇÃO REAL DE UMA VARIÁVEL REAL

Prof. André Motta - mottabip@hotmail.com_ 4.O gráfico apresentado mostra a elongação em função do tempo para um movimento harmônico simples.

Potenciação no Conjunto dos Números Inteiros - Z

Volumes parte 02. Isabelle Araujo

PROVA OBJETIVA DE MATEMÁTICA VESTIBULAR FGV CURSO DE ADMINISTRAÇÃO RESOLUÇÃO: Profa. Maria Antônia C. Gouveia

Anual de Física ª Lista de embasamento Espelhos Planos e Esféricos

Escola: ( ) Atividade ( ) Avaliação Aluno(a): Número: Ano: Professor(a): Data: Nota:

3. Trace os gráficos das retas de equação 4x + 5y = 13 e 3x + y = -4 e determine seu ponto de intersecção.

APLICAÇÕES DA DERIVADA

1ª Avaliação. 2) Determine o conjunto solução do sistema de inequações: = + corte o eixo Oy

Departamento de Matemática - UEL Ulysses Sodré. Arquivo: minimaxi.tex - Londrina-PR, 29 de Junho de 2010.

Título: Professor: Turma: 2ª Lista de Física II Tadeu 2ª Ano. Questão 1. Questão 4

UNIVERSIDADE SEVERINO SOMBRA UNIDADE MARICÁ CURSO DE ADMINISTRAÇÃO DE EMPRESAS MATEMÁTICA 2 PROF. ILYDIO PEREIRA DE SÁ

FUVEST VESTIBULAR RESOLUÇÃO DA PROVA DA FASE 1. Por Professora Maria Antônia Conceição Gouveia. MATEMÁTICA

Esfera e Sólidos Redondos Área da Esfera. Volume da Esfera

RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS APOSTILA 01

LISTÃO UNIDADE IV. Mensagem:

Exercícios Triângulos (1)

SITE_INEP_PROVA BRASIL - SAEB_MT_3ªSÉRIE (OK)

Neste ano estudaremos a Mecânica, que divide-se em dois tópicos:

Prof. Rogério Porto. Assunto: Cinemática em uma Dimensão III

CURSO TÉCNICO MPU Disciplina: Matemática Tema: Matemática básica: potenciação Prof.: Valdeci Lima Data: Novembro/Dezembro de 2006 POTENCIAÇÃO.

Geometria Espacial Elementos de Geometria Espacial Prof. Fabiano

Lista de Exercícios - Integrais

Conjuntos numéricos. Notasdeaula. Fonte: Leithold 1 e Cálculo A - Flemming. Dr. Régis Quadros

Programação Não Linear Otimização Univariada E Multivariada Sem Restrições

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA DE CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL I

Questão 1. Questão 2. Resposta

Lista 1 Cinemática em 1D, 2D e 3D

UFJF CONCURSO VESTIBULAR 2012 GABARITO DA PROVA DE FÍSICA

Grandezas proporcionais (II): regra de três composta

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE MATEMÁTICA MATEMÁTICA PARA ADMINISTRAÇÃO B 2005/2

EXERCÍCIOS DE REVISÃO PFV - GABARITO

Questão 1 Descritor: D4 Identificar a relação entre o número de vértices, faces e/ou arestas de poliedros expressa em um problema.

Solução da prova da 1 a fase OBMEP 2008 Nível 1

Triângulo Retângulo. Exemplo: O ângulo do vértice em. é a hipotenusa. Os lados e são os catetos. O lado é oposto ao ângulo, e é adjacente ao ângulo.

Prova Resolvida. múltiplos de 7: 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84, 91, 98

Calculando distâncias sem medir

RESOLUÇÃO DA AVALIAÇÃO DE MATEMÁTICA 2 o ANO DO ENSINO MÉDIO DATA: 05/04/14 PROFESSOR: MALTEZ

6. Aplicações da Derivada

PROGRAD / COSEAC ENGENHARIAS (CIVIL, DE PRODUÇÃO, MECÂNICA, PETRÓLEO E TELECOMUNICAÇÕES) NITERÓI - GABARITO

Ivan Guilhon Mitoso Rocha. As grandezas fundamentais que serão adotadas por nós daqui em frente:

Lista de exercícios nº 2

UNIDADE 10 ESTUDOS DE MECÂNICA - INÍCIO LISTA DE EXERCÍCIOS

Lista 1_Gravitação - F 228 2S2012

Gráficos: Q2)Para cada função posição x(t) diga se a aceleração é positiva, negativa ou nula.

Problemas de volumes

Aula 8 Distância entre pontos do plano euclidiano

2. MÓDULO DE UM NÚMERO REAL

x 1 f(x) f(a) f (a) = lim x a

4.1 MOVIMENTO UNIDIMENSIONAL COM FORÇAS CONSTANTES

FUVEST a Fase Matemática RESOLUÇÃO: Professora Maria Antônia Gouveia.

RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES DE MATEMÁTICA DO PROCESSO SELETIVO 2013 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA DA UFSCAR POR PROFA. MARIA ANTÔNIA C. GOUVEIA

3ª série EM - Lista de Questões para a RECUPERAÇÃO FINAL - MATEMÁTICA

Unidades de volume. Com esta aula iniciamos uma nova unidade. Nossa aula. Volume ou capacidade

NOTAS DE AULA. Cláudio Martins Mendes

Resolução da Prova da Escola Naval Matemática Prova Azul

Aula 12 Áreas de Superfícies Planas

1.5 O oscilador harmónico unidimensional

Física. Cinemática EDUCACIONAL EXERCÍCIOS. 01.(FM-Santos) Considere um ponto na superfície da Terra. É correto afirmar que:

Lista de Exercícios 03: Derivadas e Aplicações

MEDIDAS. O tamanho de uma régua, a distância entre duas cidades, a altura de um poste e a largura de uma sala tudo isso é medido em comprimento.

Funções. Funções. Você, ao longo do curso, quando apresentado às disciplinas de Economia, terá oportunidade de fazer aplicações nos cálculos

XXIX Olimpíada de Matemática da Unicamp Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica Universidade Estadual de Campinas

NOME: Nº. ASSUNTO: Recuperação Final - 1a.lista de exercícios VALOR: 13,0 NOTA:

Exemplos de aceleração Constante 1 D

Taxas Relacionadas. Começaremos nossa discussão com um exemplo que descreve uma situação real.

9xy yx9 = (9 100+x 10+y) (y 100+x 10+9) = (8 y) (y+1)

d= 0.8m E y cp = y cg + Y cg =0.4m y cp = m d= 0.8m E= 320 kgf Y cp =0.533 a ) Cálculo do módulo do empuxo: E = h cg γ A

A seguir, uma demonstração do livro. Para adquirir a versão completa em papel, acesse:

Limites e continuidade

MÓDULO DE RECUPERAÇÃO

Introdução. Existem situações nas quais há interesse em estudar o comportamento conjunto de uma ou mais variáveis;

Desenho e Projeto de Tubulação Industrial Nível II

Transcrição:

Problemas de O-mização Material online: h-p://www.im.ufal.br/professor/thales/calc1-2010_2.html

Roteiro para resolver problemas de o-mização 1. Compreenda o problema a) O que é desconhecido? b) Quais as quantidades dadas? c) Quais as condições dadas? 2. Faça um diagrama ou desenho ilustrativo 3. Introduza uma notação a) Atribua símbolos para a quantidade a ser otimizada (maimizada ou minimizada); b) Atribua símbolos para outras quantidades desconhecidas; c) Coloque os símbolos no diagrama. 4. Epresse a quantidade a ser otimizada (Q) em função dos outros símbolos. 5. Se Q estiver epresso em função de mais de uma variável, encontre no problema relações entre as variáveis e elimine todas menos uma da epressão de Q. 6. Encontre os valores máimo ou mínimo global (absoluto) da função.

Eemplo 1. Um fazendeiro tem 1.200 m de cerca e quer cercar um campo retangular que está na margem de um rio reto. Ele não precisa de cerca ao longo do rio. Quais são as dimensões do campo que tem maior área? Compreendendo o problema: a) O que é desconhecido? dimensões do retângulo área b) Quais as quantidades dadas? cerca: 1.200 m c) Quais as condições dadas? campo retangular sem cerca em um dos lados (rio reto) Diagrama:

Eemplo 1. Um fazendeiro tem 1.200 m de cerca e quer cercar um campo retangular que está na margem de um rio reto. Ele não precisa de cerca ao longo do rio. Quais são as dimensões do campo que tem maior área? Notação: y altura do retângulo A y comprimento do retângulo A área do retângulo Epresse a quantidade a ser otimizada em função dos outros símbolos: A(,y) = y Encontre no problema relações entre as variáveis e elimine todas menos uma da epressão. + + y = 2 + y = 1200

Eemplo 1. Um fazendeiro tem 1.200 m de cerca e quer cercar um campo retangular que está na margem de um rio reto. Ele não precisa de cerca ao longo do rio. Quais são as dimensões do campo que tem maior área? A(,y) = y 2 + y = 1200 y = 1200 2 y A A(,y) = (1200 2) A() = 2 2 + 1200 Domínio de A? A() 0 2 2 + 1200 0 ( 2 + 1200) 0 Como 0, 2 + 1200 0 600 Portanto, o domínio de A() é o intervalo fechado [0, 600]

Eemplo 1. Um fazendeiro tem 1.200 m de cerca e quer cercar um campo retangular que está na margem de um rio reto. Ele não precisa de cerca ao longo do rio. Quais são as dimensões do campo que tem maior área? Encontre os valores máimo ou mínimo global (absoluto) da função. A() = 2 2 + 1200, 0 600 y A A () = 1200 4 Pontos críticos:, 0 600 A () =0 = 300 A(300) = 2 (300) 2 + 1200 300 = 180000 Etremidades do intervalo: A(0) = 0 A(600) = 0 Logo, a área máima é A(300) = 180.000 m 2.

Eemplo 2. Uma lata cilíndrica é feita para receber 1 litro de óleo. Encontre as dimensões que minimizarão o custo do metal para produzir a lata. Compreendendo o problema: Diagrama: a) O que é desconhecido? área da lata b) Quais as quantidades dadas? Volume: 1 litro c) Quais as condições dadas? Lata cilíndrica

Eemplo 2. Uma lata cilíndrica é feita para receber 1 litro de óleo. Encontre as dimensões que minimizarão o custo do metal para produzir a lata. Notação: r raio do cilindro h altura do cilindro A área do cilindro Epresse a quantidade a ser otimizada em função dos outros símbolos: A(r, h) = 2(πr 2 ) + (2πr)h Encontre no problema relações entre as variáveis e elimine todas menos uma da epressão. V = πr 2 h = 1000 ml

Eemplo 2. Uma lata cilíndrica é feita para receber 1 litro de óleo. Encontre as dimensões que minimizarão o custo do metal para produzir a lata. A(r, h) = 2(πr 2 ) + (2πr)h πr 2 h = 1000 ml h = 1000 πr 2 1000 A(r) =2πr 2 +2πr πr 2 Domínio de A? r > 0 =2πr 2 + 2000 r

Eemplo 2. Uma lata cilíndrica é feita para receber 1 litro de óleo. Encontre as dimensões que minimizarão o custo do metal para produzir a lata. Encontre os valores máimo ou mínimo global (absoluto) da função. 2000 A(r) =2πr 2 + r Pontos críticos:, r > 0 A (r) =4πr 2000 = 4πr3 2000 r 2 r 2 A (r) = 4πr3 2000 r 2 =0 r = 3 500/π Quando r< 3 500/π, A (r) < 0 e quando r> 3 500/π, A (r) > 0 Pelo Teste da Primeira Derivada, r = 3 500/π é ponto de mínimo local. Além disso, como a função vinha sempre decrescendo a esquerda deste mínimo, e sempre crescendo à direita, este mínimo é global (absoluto).

Eemplo 2. Uma lata cilíndrica é feita para receber 1 litro de óleo. Encontre as dimensões que minimizarão o custo do metal para produzir a lata. Encontre os valores máimo ou mínimo global (absoluto) da função. Quando r = 3 500/π : h = 1000 πr 2 = 1000 π(500/π) 2 3

Teste da Primeira Derivada para Valores Etremos Absolutos: Suponha que c seja um número crítico de uma função contínua f definida em um certo intervalo. a) Se f () > 0 para todo < c e f () < 0 para todo > c, então f(c) é o valor máimo absoluto (global) de f. b) Se f () < 0 para todo < c e f () > 0 para todo > c, então f(c) é o valor mínimo absoluto (global) de f.

Eemplo 3. Encontre o ponto sobre a parábola y 2 =2 mais próimo de (1, 4). Epresse a quantidade a ser otimizada em função dos outros símbolos: Encontre no problema relações entre as variáveis e elimine todas menos uma da epressão. y 2 =2

Eemplo 3. Encontre o ponto sobre a parábola y 2 =2 mais próimo de (1, 4). Encontre os valores máimo ou mínimo global (absoluto) da função. y 3 8=0 y =2 Aplicando o Teste da Primeira Derivada para Valores Etremos Absolutos: f (y) < 0 para todo y < 2 e f (y) > 0 para todo y > 2, logo y = 2 é mínimo global (absoluto).

Eemplo 4. Um homem lança seu bote em um ponto A na margem de um rio reto, com largura de 3 km, e deseja atingir tão rápido quanto possível um ponto B na outra margem, 8 km rio abaio. Ele pode dirigir seu barco diretamente para o ponto C e então seguir andando para B, ou remar por algum ponto D entre C e B e então andar até B. Se ele pode remar a 6 km/h e andar a 8 km/h, onde ele deveria aportar para atingir B o mais rápido possível? (Estamos supondo que a velocidade da água é desprezível comparada com a velocidade na qual o homem rema.) Seja = CD Queremos descobrir quem é o que minimiza o tempo t para atingir B. Precisamos percorrer duas distâncias: AD e DB Lembrando que o tempo é dado por Δs/v, o tempo total é dado por: t = AD 6 + DB 8

Eemplo 4. Um homem lança seu bote em um ponto A na margem de um rio reto, com largura de 3 km, e deseja atingir tão rápido quanto possível um ponto B na outra margem, 8 km rio abaio. Ele pode dirigir seu barco diretamente para o ponto C e então seguir andando para B, ou remar por algum ponto D entre C e B e então andar até B. Se ele pode remar a 6 km/h e andar a 8 km/h, onde ele deveria aportar para atingir B o mais rápido possível? (Estamos supondo que a velocidade da água é desprezível comparada com a velocidade na qual o homem rema.) Se = CD : t = AD 6 + DB 8 AD = 2 +9 DB =8 logo, t() = 2 +9 6 + 8 8 Domínio? [0, 8]

Eemplo 4. Um homem lança seu bote em um ponto A na margem de um rio reto, com largura de 3 km, e deseja atingir tão rápido quanto possível um ponto B na outra margem, 8 km rio abaio. Ele pode dirigir seu barco diretamente para o ponto C e então seguir andando para B, ou remar por algum ponto D entre C e B e então andar até B. Se ele pode remar a 6 km/h e andar a 8 km/h, onde ele deveria aportar para atingir B o mais rápido possível? (Estamos supondo que a velocidade da água é desprezível comparada com a velocidade na qual o homem rema.) t() = 2 +9 6 + 8 8 Vamos encontrar o valor que minimiza o tempo, calculando pontos críticos e etremidades do intervalo., [0, 8] t () = 1 6 1 2 +9 2 1 2 8 = 6 2 +9 1 8 t () =0 6 2 +9 = 1 8 2 36( 2 + 9) = 1 64 16 2 = 9( 2 + 9) 7 2 = 81 = 9 7

Eemplo 4. Um homem lança seu bote em um ponto A na margem de um rio reto, com largura de 3 km, e deseja atingir tão rápido quanto possível um ponto B na outra margem, 8 km rio abaio. Ele pode dirigir seu barco diretamente para o ponto C e então seguir andando para B, ou remar por algum ponto D entre C e B e então andar até B. Se ele pode remar a 6 km/h e andar a 8 km/h, onde ele deveria aportar para atingir B o mais rápido possível? (Estamos supondo que a velocidade da água é desprezível comparada com a velocidade na qual o homem rema.) t() = 2 +9 6 Etremidades: + 8 8, [0, 8] t(0) = 3 2 =1, 5 73 t(8) = 1, 42 6 t( 9 ) 1, 33 7 9 Logo, o homem deve aportar no ponto ao sul de C. 7

Eemplo 5. Encontre a área do maior retângulo que pode ser inscrito em um semicírculo de raio r., y 0 Retângulo inscrito em um semicírculo: 2 vértices no semicírculo, 2 vértices no eio. Área do retângulo? A(,y) = 2y, y 0 Domínio? A() =2 r 2 2

Eemplo 5. Encontre a área do maior retângulo que pode ser inscrito em um semicírculo de raio r. Achando que maimiza A() =2 r 2 2, : Calculando pontos etremos: = 0 r 2 2 2 =0 A( r )=2 r r 2 r2 2 2 2 =2 r 2 Etremidades do intervalo: r 2 Logo, a área máima é atingida quando e vale r 2.

Eemplo 5. Encontre a área do maior retângulo que pode ser inscrito em um semicírculo de raio r. Achando que maimiza A() =2 r 2 2, : Calculando pontos etremos: = 0 r 2 2 2 =0 A( r )=2 r r 2 r2 2 2 2 =2 r 2 Etremidades do intervalo: r 2 Logo, a área máima é atingida quando e vale r 2.