Diferenciabilidade função 2 variáveis

Cálculo Cálculo III Cálculo Diferencial e Integral

Estou com dificuldade em conseguir resolver um exercício que lede a linearização de algumas funções e p mostrar que ela é diferenciável em certos pontos, a linearização eu sei fazer, mas tenho dúvidas em como mostrar se é diferenciável: Explique porque a função é diferenciável no ponto dado. a.f(x,y)=x?y ponto(1,4) b.f(x,y)=(e^x).cos(xy) ponyo (0,0) c.f(x,y)=arctan(x) 2y ponto (1,0) d.f(x,y)=y.ln(x) ponto (2,1)

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Cesar Matheus perguntou há 4 anos

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Professor Lucas G.
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Respondeu há 4 anos
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Em cálculo multivariável, dizemos que uma função f de duas variáveis reais a valores reais é diferenciável em um ponto P = (a, b) de seu domínio ( P pertencendo a algum aberto contido no domínio de f ) se, e somente se,

\lim\limits_{(x, y)\to (a, b)} \dfrac{ f(x, y) - f(a, b) - (x-a)f_x(a, b) - (y-b)f_y(a, b)}{ \| (x, y) - (a, b)\|} = 0.

Por exemplo, no caso do item b (em que o domínio da função é todo o IR²) este limite é:

\lim\limits_{(x, y)\to (0, 0)} \dfrac{e^x \cos(xy) - 1 - x(e^0 \cos(0\cdot 0) - e^0 \cdot 0 \cdot \sin(0\cdot 0)) - y(-e^0 \cdot 0 \cdot \sin(0\cdot 0))}{\| (x, y) \|} =

=\lim\limits_{(x, y)\to (0, 0)} \dfrac{e^x \cos(xy) - 1 - x}{\sqrt{x^2+y^2}} =

=\lim\limits_{(x, y)\to (0, 0)} \left( \dfrac{xy}{\sqrt{x^2+y^2}}\cdot e^x \dfrac{\cos(xy)-1}{xy} + \dfrac{x^2}{\sqrt{x^2+y^2}}\cdot \dfrac{e^x - 1 - x}{x^2} \right) = 0,

pois o limite das frações com raiz quadrada no denominador são nulos e os limites das outras duas frações são 0 (a do cosseno) e 1/2. 


Mais adiante no curso são vistos resultados que permitem concluir diferenciabilidade mais rapidamente. Por exemplo, se f tem suas derivadas parciais f_x e f_y contínuas no ponto P = (a, b), então f é diferenciável em (a, b). No caso desse item as derivadas parciais são contínuas em todo o IR², portanto esse resultado se aplica. 

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