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3- Encontre a derivada das funções: a) \( f(x)=\frac{3}{10} x^{5}-x^{3}+\frac{1}{2} x^{2}(0,5 \) ponto \( ) \) b) \( f(x)=\frac{x^{3}}{6}+\sin x(0,5 \) ponto \( ) \) c) \( f(x)=\frac{3-x^{2}}{x^{2}}(0,5 \) ponto \( ) \) d) \( f(x)=(-\sin x)(\cos x)(0,5 \) ponto \( ) \) e) \( f(x)=\sec x(0,5 \) ponto \( ) \)

Ask by Colon Evans. in Brazil
Jan 21,2025

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Answer

As derivadas das funções avaliadas em \( x = 0,5 \) são: a) \( f'(0,5) = -0,15625 \) b) \( f'(0,5) \approx 1,002582 \) c) \( f'(0,5) = -48 \) d) \( f'(0,5) \approx -0,540302 \) e) \( f'(0,5) \approx 0,621535 \)

Solution

Vamos calcular as derivadas das funções fornecidas e avaliar cada uma no ponto \( x = 0,5 \). ### a) \( f(x) = \frac{3}{10} x^{5} - x^{3} + \frac{1}{2} x^{2} \) **Derivada:** \[ f'(x) = \frac{3}{10} \cdot 5x^{4} - 3x^{2} + \frac{1}{2} \cdot 2x = \frac{15}{10}x^{4} - 3x^{2} + x = \frac{3}{2}x^{4} - 3x^{2} + x \] **Avaliação em \( x = 0,5 \):** \[ f'(0,5) = \frac{3}{2}(0,5)^4 - 3(0,5)^2 + 0,5 = \frac{3}{2} \cdot 0,0625 - 3 \cdot 0,25 + 0,5 = 0,09375 - 0,75 + 0,5 = -0,15625 \] ### b) \( f(x) = \frac{x^{3}}{6} + \sin x \) **Derivada:** \[ f'(x) = \frac{3x^{2}}{6} + \cos x = \frac{x^{2}}{2} + \cos x \] **Avaliação em \( x = 0,5 \):** \[ f'(0,5) = \frac{(0,5)^2}{2} + \cos(0,5) = \frac{0,25}{2} + \cos(0,5) = 0,125 + \cos(0,5) \approx 0,125 + 0,877582 = 1,002582 \] ### c) \( f(x) = \frac{3 - x^{2}}{x^{2}} \) **Simplificando a função antes de derivar:** \[ f(x) = 3x^{-2} - 1 \] **Derivada:** \[ f'(x) = -2 \cdot 3x^{-3} = -6x^{-3} = -\frac{6}{x^{3}} \] **Avaliação em \( x = 0,5 \):** \[ f'(0,5) = -\frac{6}{(0,5)^{3}} = -\frac{6}{0,125} = -48 \] ### d) \( f(x) = -\sin x \cdot \cos x \) **Derivada usando a regra do produto:** \[ f'(x) = -\cos x \cdot \cos x + \sin x \cdot \sin x = -\cos^{2}x + \sin^{2}x = \sin^{2}x - \cos^{2}x \] \[ f'(x) = -\cos(2x) \quad \text{(usando identidade trigonométrica)} \] **Avaliação em \( x = 0,5 \):** \[ f'(0,5) = -\cos(2 \cdot 0,5) = -\cos(1) \approx -0,540302 \] ### e) \( f(x) = \sec x \) **Derivada:** \[ f'(x) = \sec x \tan x \] **Avaliação em \( x = 0,5 \):** \[ f'(0,5) = \sec(0,5) \tan(0,5) \approx 1,139494 \cdot 0,546303 = 0,621535 \] --- **Resumo das Derivadas Avaliadas em \( x = 0,5 \):** a) \( f'(0,5) = -0,15625 \) b) \( f'(0,5) \approx 1,002582 \) c) \( f'(0,5) = -48 \) d) \( f'(0,5) \approx -0,540302 \) e) \( f'(0,5) \approx 0,621535 \)

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The Deep Dive

Para encontrar as derivadas das funções apresentadas, vamos calcular uma a uma. a) \( f(x)=\frac{3}{10} x^{5}-x^{3}+\frac{1}{2} x^{2} \) A derivada \( f'(x) \) é dada por: \[ f'(x) = \frac{3}{10} \cdot 5x^{4} - 3x^{2} + \frac{1}{2} \cdot 2x \] \[ f'(x) = \frac{15}{10} x^{4} - 3x^{2} + x = \frac{3}{2} x^{4} - 3x^{2} + x \] b) \( f(x)=\frac{x^{3}}{6}+\sin x \) A derivada \( f'(x) \) é dada por: \[ f'(x) = \frac{1}{6} \cdot 3x^{2} + \cos x \] \[ f'(x) = \frac{1}{2} x^{2} + \cos x \] c) \( f(x)=\frac{3-x^{2}}{x^{2}} \) Aplicamos a regra do quociente: \[ f'(x) = \frac{(0 - 2x)(x^{2}) - (3 - x^{2})(2x)}{(x^{2})^{2}} \] Simplificando, obtemos: \[ f'(x) = \frac{-2x^{3} - 6x + 2x^{3}}{x^{4}} = \frac{-6x}{x^{4}} = -\frac{6}{x^{3}} \] d) \( f(x)=(-\sin x)(\cos x) \) Usando a regra do produto: \[ f'(x) = -\cos x \cdot \cos x + \sin x \cdot \sin x \] \[ f'(x) = -\cos^2 x + \sin^2 x = \sin^2 x - \cos^2 x \] e) \( f(x)=\sec x \) A derivada \( f'(x) \) é: \[ f'(x) = \sec x \tan x \] Agora você tem as derivadas das funções! É hora de praticar a aplicação desses conceitos em problemas de cálculo e análise de funções!

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