Matemática para a Administração - UFRJ (2016/2)

Segunda Prova - Turma B (GABARITO)

Questão 1. Determine $f'(x)$ das seguintes funções:

(a) $f(x) = 12x^5 - x^3 + 7x^2 + 8x - 3$

(b) $f(x) = (x^2 + 1)(x^4 - 3x - 1)$

(c) $f(x) = \dfrac{x^3 - 5x^2 + 7}{x^3 - 1}$

(d) $f(x) = (3x^3 + 3x - 11)^{50}$

(e) $f(x) = e^{x^2 + 2}$

(f) $f(x) = \ln{(x^3 + 2x + 1)}$

Solução

(a) $f'(x) = 60x^4 - 3x^2 + 14x + 8$

(b) $f'(x) = 6x^5 + 4x^3 - 9x^2 - 2x - 3$

(c) $f'(x) = \dfrac{x\,(5x^3 - 24x + 10)}{(x^3 - 1)^2}$

(d) $f'(x) = 150\,(3x^2 + 1)\,(3x^3 + 3x - 11)^{49}$

(e) $f'(x) = 2\,x\,e^{x^2 + 2}$

(f) $f'(x) = \dfrac{3x^2 + 2}{x^3 + 2x + 1}$

Questão 2. Determine as equações das retas tangentes às curvas, nos pontos de abscissas dadas:

(a) (1.25) $f(x) = x^3 + 3x + 1;\,x = 0$

(b) (1.25) $f(x) = e^{\dfrac{1}{x}};\,x = 1$

Solução

(a) $y = 3x + 1$

(b) $y = 2e - e\,x$

Questão 3. (2 pontos) Numa fábrica, o custo total para a fabricação de $x$ unidades de um certo produto durante um dia é $C(x) = 0.2x^3 - 0.1x^2 + 0.5x + 600$ reais. Após um dia de trabalho, depois de $t$ horas foram produzidas $x(t) = 10\sqrt{t^2 + 4}$ unidades. Calcule a taxa de variação do custo total em relação ao tempo, 3 horas após iniciada a produção.

Solução

Substituindo $p = 5$ na expressão dada, obtemos $x = -18$ ou $x = 3$. Como não faz sentido demanda negativa, temos:
$x = 3$, ou seja, para o preço de $R\$$ 5,00 a demanda do produto é de 300 unidades.

Derivando a expressão implicitamente em relação ao tempo $t$:
$2x\dfrac{dx}{dt} + 3x\dfrac{dp}{dt} + 3p\dfrac{dx}{dt} + 2p\dfrac{dp}{dt} = 0$
Agrupando os termos
$(2x + 3p)\dfrac{dx}{dt} = (- 3x - 2p)\dfrac{dp}{dt}$.
Finalmente podemos expressar $\dfrac{dx}{dt}$ (taxa de variação da demanda em relação ao tempo) em termos do preço, da demanda e da taxa de variação do preço em relação ao tempo (dada no enunciado) como
$\dfrac{dx}{dt} = \left(\dfrac{-3x - 2p}{2x + 3p}\right)\dfrac{dp}{dt}$, onde sabemos que $p = 5$, $x = 3$ e $\dfrac{dp}{dt} = -0.30$ (preço diminui à taxa de 30 centavos/mês).
Logo: $\dfrac{dx}{dt} = \dfrac{-3(3) - 2(5)}{2(3) + 3(5)}(-0.30)$ $\fbox{$\dfrac{dx}{dt} \approx 0,27$}$, ou seja, a demanda estará aumentando à taxa de 27 unidades/mês para as condições dadas.

Questão 4 Usando derivação implícita, calcule $y'$:

(a) (1.25) $xy^2 + y^3 = 1$

(b) (1.25) $xy = 3e^{-x} + 5\ln{y}$

Solução

(a) $y' = \dfrac{-y}{3y + 2x}$

(b) $y' = \dfrac{y\,(3e^{-x} + y)}{5 - xy}$


In [ ]: