3. (a) Sea f : D ⇢ R2 ! R diferenciable en (a, b) 2 D. ¿Cuál es el mayor valor que puede tomar la derivada direccional de f en (a, b) y en qué di...
3. (a) Sea f : D ⇢ R2 ! R diferenciable en (a, b) 2 D. ¿Cuál es el mayor valor que puede tomar la derivada direccional de f en (a, b) y en qué dirección? Justificar. (b) La temperatura en una habitación está dada por T (x, y, z) = k[(x 2)2 +(y 3)2 + z2], donde k = 10 C/m2. Se mueve un termómetro desde el punto A(1, 2, 1) en la dirección del eje +y a razón de y 0(t) = 0.1 m/s. ¿Qué temperatura marca el termómetro en A? ¿Cuánto vale la variación instantánea de temperatura en A?
Matemática • Universidad Nacional de CórdobaUniversidad Nacional de Córdoba
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El mayor valor que puede tomar la derivada direccional de f en (a, b) es el valor absoluto del gradiente de f en (a, b). La dirección en la que la derivada direccional de f toma su mayor valor es la dirección del gradiente de f en (a, b).
La temperatura en el punto A(1, 2, 1) es T(1, 2, 1) = k[(1 2)2 +(2 3)2 + 12] = 100 C.
La variación instantánea de temperatura en A es la derivada direccional de T en A en la dirección del eje +y. La derivada direccional de T en A en la dirección del eje +y es DT(1, 2, 1) = 0.1k(6y + 2z) = 10 C/m. Por lo tanto, la variación instantánea de temperatura en A es 10 C/m * 0.1 m/s = 1 C/s.
En resumen, la temperatura en el punto A(1, 2, 1) es 100 C y la variación instantánea de temperatura en A es 1 C/s.
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