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% (find-LATEX "2020-2-C2-subst-trig.tex") % (defun c () (interactive) (find-LATEXsh "lualatex -record 2020-2-C2-subst-trig.tex" :end)) % (defun C () (interactive) (find-LATEXsh "lualatex 2020-2-C2-subst-trig.tex" "Success!!!")) % (defun D () (interactive) (find-pdf-page "~/LATEX/2020-2-C2-subst-trig.pdf")) % (defun d () (interactive) (find-pdftools-page "~/LATEX/2020-2-C2-subst-trig.pdf")) % (defun e () (interactive) (find-LATEX "2020-2-C2-subst-trig.tex")) % (defun o () (interactive) (find-LATEX "2020-2-C2-subst-trig.tex")) % (defun u () (interactive) (find-latex-upload-links "2020-2-C2-subst-trig")) % (defun v () (interactive) (find-2a '(e) '(d))) % (defun d0 () (interactive) (find-ebuffer "2020-2-C2-subst-trig.pdf")) % (defun cv () (interactive) (C) (ee-kill-this-buffer) (v) (g)) % (code-eec-LATEX "2020-2-C2-subst-trig") % (find-pdf-page "~/LATEX/2020-2-C2-subst-trig.pdf") % (find-sh0 "cp -v ~/LATEX/2020-2-C2-subst-trig.pdf /tmp/") % (find-sh0 "cp -v ~/LATEX/2020-2-C2-subst-trig.pdf /tmp/pen/") % (find-xournalpp "/tmp/2020-2-C2-subst-trig.pdf") % file:///home/edrx/LATEX/2020-2-C2-subst-trig.pdf % file:///tmp/2020-2-C2-subst-trig.pdf % file:///tmp/pen/2020-2-C2-subst-trig.pdf % http://angg.twu.net/LATEX/2020-2-C2-subst-trig.pdf % (find-LATEX "2019.mk") % (find-CN-aula-links "2020-2-C2-subst-trig" "2" "c2m202st" "c2st") % % Video: % (find-ssr-links "c2m202st" "2020-2-C2-subst-trig" "{naoexiste}") % (code-video "c2m202stvideo" "$S/http/angg.twu.net/eev-videos/2020-2-C2-subst-trig.mp4") % (find-c2m202stvideo "0:00") % «.defs» (to "defs") % «.title» (to "title") % «.exercicio-1» (to "exercicio-1") % «.exercicio-3» (to "exercicio-3") % «.exercicio-4» (to "exercicio-4") % «.exercicio-5» (to "exercicio-5") % «.tabelas» (to "tabelas") % «.derivada-f-inv» (to "derivada-f-inv") % «.derivada-f-inv-2» (to "derivada-f-inv-2") % «.exercicio-6» (to "exercicio-6") % «.exercicio-8-um-modo» (to "exercicio-8-um-modo") % «.exercicio-8-um-modo-2» (to "exercicio-8-um-modo-2") % «.exercicio-9» (to "exercicio-9") % «.djvuize» (to "djvuize") \documentclass[oneside,12pt]{article} \usepackage[colorlinks,citecolor=DarkRed,urlcolor=DarkRed]{hyperref} % (find-es "tex" "hyperref") \usepackage{amsmath} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{pict2e} \usepackage[x11names,svgnames]{xcolor} % (find-es "tex" "xcolor") \usepackage{colorweb} % (find-es "tex" "colorweb") %\usepackage{tikz} % % (find-dn6 "preamble6.lua" "preamble0") %\usepackage{proof} % For derivation trees ("%:" lines) %\input diagxy % For 2D diagrams ("%D" lines) %\xyoption{curve} % For the ".curve=" feature in 2D diagrams % \usepackage{edrx15} % (find-LATEX "edrx15.sty") \input edrxaccents.tex % (find-LATEX "edrxaccents.tex") \input edrxchars.tex % (find-LATEX "edrxchars.tex") \input edrxheadfoot.tex % (find-LATEX "edrxheadfoot.tex") \input edrxgac2.tex % (find-LATEX "edrxgac2.tex") % %\usepackage[backend=biber, % style=alphabetic]{biblatex} % (find-es "tex" "biber") %\addbibresource{catsem-slides.bib} % (find-LATEX "catsem-slides.bib") % % (find-es "tex" "geometry") \usepackage[a6paper, landscape, top=1.5cm, bottom=.25cm, left=1cm, right=1cm, includefoot ]{geometry} % \begin{document} %\catcode`\^^J=10 %\directlua{dofile "dednat6load.lua"} % (find-LATEX "dednat6load.lua") % %L dofile "edrxtikz.lua" -- (find-LATEX "edrxtikz.lua") % %L dofile "edrxpict.lua" -- (find-LATEX "edrxpict.lua") % \pu % «defs» (to ".defs") % (find-LATEX "edrx15.sty" "colors-2019") \long\def\ColorRed #1{{\color{Red1}#1}} \long\def\ColorViolet#1{{\color{MagentaVioletLight}#1}} \long\def\ColorViolet#1{{\color{Violet!50!black}#1}} \long\def\ColorGreen #1{{\color{SpringDarkHard}#1}} \long\def\ColorGreen #1{{\color{SpringGreenDark}#1}} \long\def\ColorGreen #1{{\color{SpringGreen4}#1}} \long\def\ColorGray #1{{\color{GrayLight}#1}} \long\def\ColorGray #1{{\color{black!30!white}#1}} \long\def\ColorBrown #1{{\color{Brown}#1}} \long\def\ColorBrown #1{{\color{brown}#1}} \long\def\ColorOrange#1{{\color{orange}#1}} \long\def\ColorShort #1{{\color{SpringGreen4}#1}} \long\def\ColorLong #1{{\color{Red1}#1}} \def\frown{\ensuremath{{=}{(}}} \def\True {\mathbf{V}} \def\False{\mathbf{F}} \def\D {\displaystyle} \def\drafturl{http://angg.twu.net/LATEX/2020-2-C2.pdf} \def\drafturl{http://angg.twu.net/2020.2-C2.html} \def\draftfooter{\tiny \href{\drafturl}{\jobname{}} \ColorBrown{\shorttoday{} \hours}} \def\St{\sen θ} \def\Ct{\cos θ} \def\Sqs{\sqrt{1-s^2}} \def\pfo #1{\ensuremath{\mathsf{[#1]}}} \def\pfot#1{\ensuremath{\textsf{[#1]}}} \def\veq{\rotatebox{90}{$=$}} \def\Rd{\ColorRed} % _____ _ _ _ % |_ _(_) |_| | ___ _ __ __ _ __ _ ___ % | | | | __| |/ _ \ | '_ \ / _` |/ _` |/ _ \ % | | | | |_| | __/ | |_) | (_| | (_| | __/ % |_| |_|\__|_|\___| | .__/ \__,_|\__, |\___| % |_| |___/ % % «title» (to ".title") % (c2m202stp 1 "title") % (c2m202st "title") \thispagestyle{empty} \begin{center} \vspace*{1.2cm} {\bf \Large Cálculo 2 - 2020.2} \bsk Aula nn: substituição trigonométrica \bsk Eduardo Ochs - RCN/PURO/UFF \url{http://angg.twu.net/2020.2-C2.html} \end{center} \newpage %\printbibliography No final destes slides aqui \ssk {\footnotesize % (c2m202isp 20 "subst-trig-exemplo") % (c2m202is "subst-trig-exemplo") % http://angg.twu.net/LATEX/2020-2-C2-int-subst.pdf#page=19 \url{http://angg.twu.net/LATEX/2020-2-C2-int-subst.pdf\#page=19} } nós começamos a ver como fazer certas ``substituições trigonométricas''... E nós vimos que: % $$\D \ints {s \Sqs} = \intth {(\Ct)^2 \St}$$ \newpage % «exercicio-1» (to ".exercicio-1") % (c2m202stp 3 "exercicio-1") % (c2m202st "exercicio-1") {\bf Exercício 1.} Generalize a igualdade dos slides passados. Mais precisamente: digamos que $s=\senθ$, $α,β∈\Z$. Encontre fórmulas para $γ$ e $δ$ em % $$\D \ints {s^α (\Sqs)^β} = \intth {(\Ct)^γ (\St)^δ}$$ que façam esta igualdade ser verdadeira $(∀α,β∈\Z)$. \bsk {\bf Exercício 2.} Faça o mesmo para: $$\D \intt {t^α (\sqrt{1+t^2})^β} = \intth {(\Ct)^γ (\St)^δ}$$ Aqui a substituição é $t=\tanθ$ (e os detalhes são mais difíceis)... \newpage % «exercicio-3» (to ".exercicio-3") {\bf Exercício 3.} Usando o que você aprendeu no exercício 1, ajuste $α$ e $β$ aqui para que isto seja verdade: $$\D \ints {s^α (\Sqs)^β} = \intth {(\Ct)^0 (\St)^0}$$ \newpage % «exercicio-4» (to ".exercicio-4") % (c2m202stp 5 "exercicio-4") % (c2m202st "exercicio-4") {\bf Exercício 4.} Expanda esta série de igualdades aqui --- usando os valores adequados para $α$ e $β$, óbvio --- pra obter uma série de igualdades que seja convincente pra alguém que tem pouca prática com integração por substituição: % $$\begin{array}{rclr} \D \ints {s^α (\Sqs)^β} &=& \D \intth {(\Ct)^0 (\St)^0} & \quad(s=\senθ)\\ &=& \D \intth 1 \\[12pt] &=& θ \\ &=& \arcsen s \\ \end{array} $$ \newpage % «exercicio-5» (to ".exercicio-5") % (c2m202stp 6 "exercicio-5") % (c2m202st "exercicio-5") {\bf Exercício 5.} A maioria dos livros de Cálculo têm uma ``tabela de derivadas'' e uma ``tabela de integrais''... as do próximo slide são do APEX Calculus. Um jeito de \ColorRed{usar} as fórmulas dessas tabelas é dar nomes pra elas e usar o `$[:=]$'. Por exemplo: $$\begin{array}{rclr} \pfo{ApexDiff12} &=& \D \left( \frac{d}{dx} \log_a x = \frac{1}{\ln a} · \frac 1x \right) \\[12pt] \pfo{ApexDiff12}[a:=99] &=& \D \left( \frac{d}{dx} \log_{99} x = \frac{1}{\ln 99} · \frac 1x \right) \\ \end{array} $$ \msk Encontre uma fórmula da tabela de derivadas do APEX Calculus e uma da tabela de integrais dele que se parecem com o que você descobriu no exercício 4. \msk Nós vamos aprender como \ColorRed{demonstrar} muitas fórmulas dessas tabelas. \newpage % «tabelas» (to ".tabelas") % (c2m202stp 7 "tabelas") % (c2m202st "tabelas") \vspace*{-1.5cm} % (find-latexscan-links "C2" "apex_calculus_table_of_integrals") % (find-xpdf-page "~/LATEX/2020-2-C2/apex_calculus_table_of_integrals.pdf") %\includegraphics[height=8cm]{2020-2-C2/apex_calculus_table_of_integrals.pdf} \includegraphics[width=9cm]{2020-2-C2/apex_calculus_table_of_integrals.pdf} \newpage % «derivada-f-inv» (to ".derivada-f-inv") % (c2m202stp 8 "derivada-f-inv") % (c2m202st "derivada-f-inv") {\bf Derivada da função inversa} Antes de continuar vamos rever uma fórmula que vocês devem ter visto bem superficialmente em Cálculo 1: a fórmula para a derivada da função inversa. A \ColorRed{demonstração} dela é esta aqui: \def\DFID{ \left( \begin{array}{l} \text{Se $f(g(x))=x$ então:} \\[10pt] % \frac{d}{dx} f(g(x)) = \frac{d}{dx} x = 1 \\ \phantom{mm}\veq \\ f'(g(x))g'(x) \\[10pt] % \text{Portanto:} \\ g'(x) = \D \frac{1}{f'(g(x))} \\ \end{array} \right) } $$\pfo{DIFD} = \DFID $$ \newpage % «derivada-f-inv-2» (to ".derivada-f-inv-2") % (c2m202stp 8 "derivada-f-inv") % (c2m202st "derivada-f-inv") {\bf Derivada da função inversa (2)} Um exemplo: \msk $\scalebox{0.9}{$ \DFID \bmat{ f(u):=e^u \\ f'(u):=e^u \\ g(x):=\ln x \\ g'(x):=\ln' x } = \left( \begin{array}{l} \text{Se $e^{\ln x}=x$ então:} \\[10pt] % \frac{d}{dx} e^{\ln x} = \frac{d}{dx} x = 1 \\ \phantom{mm}\veq \\ e^{\ln x} \ln' x \\[10pt] % \text{Portanto:} \\ \ln' x = \D \frac{1}{e^{\ln x}} \\ \end{array} \right) $} $ \bsk Neste caso a \ColorRed{hipótese} do teorema da DFI é verdadeira, então $\ln' x = \frac{1}{e^{\ln x}}$, e portanto $\ln' x = \frac 1x$. \newpage % «exercicio-6» (to ".exercicio-6") % (c2m202stp 10 "exercicio-6") % (c2m202st "exercicio-6") {\bf Exercício 6.} Calcule o resultado desta substituição: $\pfo{DFID} \bmat{f(u) := \sen u \\ f'(u) := \cos u \\ g(x) := \arcsen s \\ g'(x) := \arcsen' s}$ \bsk {\bf Exercício 7.} Dê um nome para a \ColorRed{igualdade} que você acabou de obter. Lembre que você \ColorRed{pode} usar nomes péssimos e/ou nada a ver, como \pfot{Drácula}, \pfot{agshTg7s}, \pfot{Aliás}, \pfot{Não}, etc. \bsk {\bf Exercício 8.} Dá pra usar identidades trigonométricas pra transformar o que você obteve nos exercícios 6 e 7 numa demonstração do \pfo{ApexDiff19}. Tente descobrir como. \newpage % «exercicio-8-um-modo» (to ".exercicio-8-um-modo") % (c2m202stp 11 "exercicio-8-um-modo") % (c2m202st "exercicio-8-um-modo") {\bf Um modo de fazer o exercício 8} Eu pus uma solução escrita à mão no próximo slide. Alguns comentários: \msk Num primeiro momento nós sabemos qual é a fórmula \pfo{ApexDiff19}, mas ainda não sabemos como demonstrá-la; eu usei vários comentários em português pra deixar isso claro pro leitor. Além disso a maioria das demonstrações em Cálculo 2 são feitas por séries de igualdades em que o leitor deve conseguir entender porque cada uma daquelas igualdades é verdade, e em algumas das igualdades eu pus um comentário à direita pra ajudar o leitor a entendê-la. \newpage A minha demonstração {\sl poderia} dizer algo como % $$\text{Portanto \;\;\;} \frac{d}{dx} \arcsen x = \D \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$$ % no final, mas eu omiti isso. Como o ``$\frac{d}{dx} \arcsen x$'' aparece no início da série de igualdades e o ``$\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$'' aparece no final dela eu considerei que esse ``$\text{Portanto } \frac{d}{dx} \arcsen x = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$'' era óbvio. \newpage % «exercicio-8-um-modo-2» (to ".exercicio-8-um-modo-2") % (c2m202stp 12 "exercicio-8-um-modo-2") % (c2m202st "exercicio-8-um-modo-2") % (find-latexscan-links "C2" "20210407_demonstracao") % (find-xpdf-page "~/LATEX/2020-2-C2/20210407_demonstracao.pdf") \vspace*{-1.25cm} \includegraphics[height=9cm]{2020-2-C2/20210407_demonstracao.pdf} \newpage % «exercicio-9» (to ".exercicio-9") % (c2m202stp 14 "exercicio-9") % (c2m202st "exercicio-9") {\bf Exercício 9.} \ColorRed{Comece} a organizar as coisas que você já conseguiu demonstrar numa tabela como as tabelas de derivadas e integrais do APEX calculus, mas em que cada item é da forma % $$\pfo{Nome} \;\; = \;\; (\mathsf{expr_1} = \mathsf{expr_2})$$ A sua tabela de fórmulas não precisa ter as demonstrações, mas 1) você deve saber demonstrar cada fórmula dela se precisar, e 2) cada demonstração só pode depender fórmulas que aparecem antes na tabela. \msk Obs: este exercício é ``permanente'', no sentido de que você vai continuar a acrescentar mais fórmulas na sua tabela à medida que você aprender a demonstrá-las. \GenericWarning{Success:}{Success!!!} % Used by `M-x cv' \end{document} % ____ _ _ % | _ \(_)_ ___ _(_)_______ % | | | | \ \ / / | | | |_ / _ \ % | |_| | |\ V /| |_| | |/ / __/ % |____// | \_/ \__,_|_/___\___| % |__/ % % «djvuize» (to ".djvuize") % (find-LATEXgrep "grep --color -nH --null -e djvuize 2020-1*.tex") * (eepitch-shell) * (eepitch-kill) * (eepitch-shell) # (find-fline "~/2020.2-C2/") # (find-fline "~/LATEX/2020-2-C2/") # (find-fline "~/bin/djvuize") cd /tmp/ for i in *.jpg; do echo f $(basename $i .jpg); done f () { rm -fv $1.png $1.pdf; djvuize $1.pdf } f () { rm -fv $1.png $1.pdf; djvuize WHITEBOARDOPTS="-m 1.0" $1.pdf; xpdf $1.pdf } f () { rm -fv $1.png $1.pdf; djvuize WHITEBOARDOPTS="-m 0.5" $1.pdf; xpdf $1.pdf } f () { rm -fv $1.png $1.pdf; djvuize WHITEBOARDOPTS="-m 0.25" $1.pdf; xpdf $1.pdf } f () { cp -fv $1.png $1.pdf ~/2020.2-C2/ cp -fv $1.pdf ~/LATEX/2020-2-C2/ cat <<%%% % (find-latexscan-links "C2" "$1") %%% } f 20210607_gr5 f 20210407_demonstracao f 20201213_area_em_funcao_de_theta f 20201213_area_em_funcao_de_x f 20201213_area_fatias_pizza f apex_calculus_table_of_integrals % __ __ _ % | \/ | __ _| | _____ % | |\/| |/ _` | |/ / _ \ % | | | | (_| | < __/ % |_| |_|\__,_|_|\_\___| % % <make> * (eepitch-shell) * (eepitch-kill) * (eepitch-shell) # (find-LATEXfile "2019planar-has-1.mk") make -f 2019.mk STEM=2020-2-C2-subst-trig veryclean make -f 2019.mk STEM=2020-2-C2-subst-trig pdf % Local Variables: % coding: utf-8-unix % ee-tla: "c2m202st" % End: