Um Curso de Cálculo, Volume 2

Hamilton Luiz Guidorizzi · Capítulo 44 de 108

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Um Curso de Cálculo, Volume 2

8.3 Funções de Três Variáveis Reais a Valores Reais. Superfícies de Nível

Superfícies de Nível

Uma função de três variáveis reais a valores reais, definida em A ⊂ , é uma função que associa, a cada terna ordenada (x, y, z) ε A, um único número real w = f(x, y, z). O gráfico de tal função é o conjunto

 

O gráfico de f é então um subconjunto do , não nos sendo possível,

portanto, representá-lo geometricamente. Para se ter uma visão geométrica de tal função, podemos nos valer de suas superfícies de nível. Seja c ε lm f o conjunto de todos os pontos (x, y, z) ε A tais que f(x, y, z) = c denomina-se superfície de nível correspondente ao nível w = c.

 

Exemplo 1

 

Seja f(x, y, z) = y. Para cada real c, a superfície de nível correspondente a

w = c é o plano y = c.

 

Exemplo 2

As superfícies de nível de 2 2 2 f ( x , y , z ) = x + y + z são superfícies

esféricas de centro na origem

 

x 2 2 2 + y + z = c.

 

A superfície de nível correspondente a c = 0 é o ponto (0, 0, 0).

 

Exercícios 8.3

 

1. Represente geometricamente o domínio da função dada.

2. Desenhe a superfície de nível correspondente a c = 1.

 

a) f(x, y, z) = x

 

b) f(x, y, z) = z

 

c) 2 2 f ( x, y, z ) = x + y

 

d 2 2 ) f ( x, y, z ) = x + 4 y + z2

 

3. Duas superfícies de nível de uma função f podem interceptar-se?

Justifique.

 

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