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Instruções e Provas de Cálculo III - MAT0096 por Professor Cleilton, Provas de Cálculo

Documento contendo instruções e provas para a disciplina de cálculo iii (mat0096) da faculdade de ciências da vida e da natureza do instituto latino-americano de ciências da vida e da natureza, ministrada pelo professor cleilton. O documento inclui instruções para a entrega e realização de provas, além de quatro provas com exercícios de cálculo, equações diferenciais e problemas físicos.

Tipologia: Provas

2021

Compartilhado em 06/03/2021

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seba-contreras-4 🇧🇷

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Instituto Latino-Americano de Ciˆencias da Vida e da Natureza
Centro Interdisciplinar de Ciˆencias da Natureza
Matem´atica
Professor: Cleilton Disciplina: MAT0096 - C ´
ALCULO III
Instru¸oes:
Leia com aten¸ao as instru¸oes e em caso de uvidas entre em contato pelo e-mail cleil-
ton.canal@unila.edu.br;
A prova estar´a dispon´ıvel no SIGAA a partir de 8h00 de 05/03/2021(sexta-feira) e o prazo
para entrega da resolu¸ao ser´a `as 10h00 do dia 08/03/2021(segunda-feira);
A solu¸ao da prova dever´a ser feita de modo que ao escanear fique leg´ıvel. A prova deve
ser colocada no formato pdf e em arquivo ´unico;
A entrega da prova deve ser feita por meio do SIGAA;
Organize os documentos de modo que os exerc´ıcios estejam bem identificados. Lembre-se
que um dos crit´erios de avalia¸ao ´e a capacidade do aluno se expressar de modo escrito;
A prova ´e INDIVIDUAL!
Prova 1
1. (3 Pontos) Dada a equa¸ao autˆonoma y0=y(y2)(y4), fa¸ca o que se pede:
(a) Determine as solu¸oes de equil´ıbrio;
(b) Estude a existˆencia e unicidade de solu¸ao da equa¸ao y0=y(y2)(y4) com condi¸ao
inicial dada por y(0) = y0;
(c) Estude o crescimento ou decrescimento das solu¸oes em cada faixa determinada pelas
solu¸oes de equil´ıbrio;
(d) Determine o retrato de fase;
(e) Classifique os pontos cr´ıticos em assintoticamente est´avel, inst´avel ou semiest´avel;
(f) Determine a concavidade das solu¸oes;
(g) Esboce a ao curvas integrais t´ıpicas nas regi˜oes do plano xy determinadas pelos gr´aficos
das solu¸oes de equil´ıbrio.
2. (3 Pontos) Resolva as EDO’s de primeira ordem dadas. Especifique qual etodo est´a
utilizando : separ´avel, linear, exata, ...
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Instituto Latino-Americano de Ciˆencias da Vida e da Natureza Centro Interdisciplinar de Ciˆencias da Natureza Matem´atica Professor: Cleilton Disciplina: MAT0096 - C ALCULO III´

Instru¸c˜oes:

  • Leia com aten¸c˜ao as instru¸c˜oes e em caso de d´uvidas entre em contato pelo e-mail cleil- ton.canal@unila.edu.br;
  • A prova estar´a dispon´ıvel no SIGAA a partir de 8h00 de 05/03/2021(sexta-feira) e o prazo para entrega da resolu¸c˜ao ser´a `as 10h00 do dia 08/03/2021(segunda-feira);
  • A solu¸c˜ao da prova dever´a ser feita de modo que ao escanear fique leg´ıvel. A prova deve ser colocada no formato pdf e em arquivo ´unico;
  • A entrega da prova deve ser feita por meio do SIGAA;
  • Organize os documentos de modo que os exerc´ıcios estejam bem identificados. Lembre-se que um dos crit´erios de avalia¸c˜ao ´e a capacidade do aluno se expressar de modo escrito;
  • A prova ´e INDIVIDUAL!

Prova 1

  1. (3 Pontos) Dada a equa¸c˜ao autˆonoma y′^ = y(y − 2)(y − 4), fa¸ca o que se pede:

(a) Determine as solu¸c˜oes de equil´ıbrio;

(b) Estude a existˆencia e unicidade de solu¸c˜ao da equa¸c˜ao y′^ = y(y − 2)(y − 4) com condi¸c˜ao inicial dada por y(0) = y 0 ;

(c) Estude o crescimento ou decrescimento das solu¸c˜oes em cada faixa determinada pelas solu¸c˜oes de equil´ıbrio;

(d) Determine o retrato de fase;

(e) Classifique os pontos cr´ıticos em assintoticamente est´avel, inst´avel ou semiest´avel;

(f) Determine a concavidade das solu¸c˜oes;

(g) Esboce a m˜ao curvas integrais t´ıpicas nas regi˜oes do plano xy determinadas pelos gr´aficos das solu¸c˜oes de equil´ıbrio.

  1. (3 Pontos) Resolva as EDO’s de primeira ordem dadas. Especifique qual m´etodo est´a utilizando : separ´avel, linear, exata, ...

(a)

dy dx

x^2 − 2 y x

(b) (3y^2 + 2xy) dx − (2xy + x^2 ) dy = 0;

(c) y′^ = ex+y;

(d) xy′^ + y = y^2 e^2 x;

(e) (2xy^2 + 2y) + (2x^2 y + 2x)y′^ = 0;

(f) y dx + (2xy − e−^2 y) dy = 0.

  1. (1,5 Ponto) Resolva os PVI’s dados. Dˆe o intervalo em que a solu¸c˜ao est´a definida.

(a)

xy′^ + (x + 1)y = x y(ln 2) = 1

; (b)

y′^ + y = y^2 y(0) = 1

  1. (2,5 Pontos) Considere um tanque cilindro circular reto cuja ´area da base ´e A. Suponha que ´agua ´e bombeada para dentro do tanque a uma taxa constante k e que escape ´agua por um pequeno buraco de ´area a no fundo do cilindro. Pelo princ´ıpio de Torricelli, a taxa segundo a ´agua sai pelo buraco ´e a

2 gh, onde h ´e a profundidade atual da ´agua no tanque e g ´e a acelera¸c˜ao da gravidade.

(a) Prove que a profundidade da ´agua em qualquer instante satisfaz a EDO

dh dt

A

(k − a

2 gh).

(b) Determine o retrato de fase dessa EDO;

(c) Determine a profundidade de equil´ıbrio he da ´agua.

(d) A profundidade de equil´ıbrio he ´e assint´oticamente est´avel ou inst´avel?

(e) Fa¸ca uma pequena discuss˜ao qualitativa do problema. Por exemplo, a ´agua pode trans- bordar? O tanque pode esvaziar?