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Considere a função \( f(t)=e^{-1} \sin (2 t) \) para todo \( t \) real. O valor de \( f^{\prime \prime}(\pi / 4) \) é: Escolha uma opção: a. \( -2 e^{-\pi / 4} \) b. \( e^{-\pi / 4} \) c. \( -3 e^{-\pi / 4} \) d. \( -e^{-\pi / 4} \)

Ask by Frazier Huff. in Brazil
Feb 28,2025

Upstudy AI Solution

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Answer

O valor de \( f''(\pi/4) \) é \( -3 e^{-\pi/4} \), então a opção correta é **c**.

Solution

Vamos assumir que a função é   f(t) = e^(–t) · sin(2t), pois essa interpretação é coerente com as opções de resposta (que apresentam o fator e^(–π/4)). Passo 1: Calcule f '(t). Utilizando a regra do produto, temos:   f '(t) = [e^(–t)]′ · sin(2t) + e^(–t) · [sin(2t)]′. Observando que:   [e^(–t)]′ = –e^(–t)   [sin(2t)]′ = 2 cos(2t), temos:   f '(t) = –e^(–t) sin(2t) + 2e^(–t) cos(2t)       = e^(–t)[–sin(2t) + 2cos(2t)]. Passo 2: Calcule f ''(t). Derivando f '(t) = e^(–t)[–sin(2t) + 2cos(2t)] novamente, aplicamos a regra do produto:   f ''(t) = (e^(–t))′ · [–sin(2t) + 2cos(2t)] + e^(–t) · [–sin(2t) + 2cos(2t)]′. Já que (e^(–t))′ = –e^(–t) e, diferenciando a expressão entre colchetes:   [–sin(2t) + 2cos(2t)]′ = –2cos(2t) – 4sin(2t)      (pois (sin(2t))′ = 2cos(2t) e (cos(2t))′ = –2sin(2t)). Assim:   f ''(t) = –e^(–t)[–sin(2t) + 2cos(2t)] + e^(–t)[–2cos(2t) – 4sin(2t)]       = e^(–t)[ sin(2t) – 2cos(2t) – 2cos(2t) – 4sin(2t)]       = e^(–t)[ –3sin(2t) – 4cos(2t) ]. Passo 3: Avalie f ''(t) em t = π/4. Note que:   2t, quando t = π/4, é 2(π/4) = π/2. Portanto:   sin(π/2) = 1 e cos(π/2) = 0. Então:   f ''(π/4) = e^(–π/4)[ –3 · sin(π/2) – 4 · cos(π/2) ]          = e^(–π/4)[ –3 · 1 – 4 · 0 ]          = –3 e^(–π/4). Conclusão: O valor de f ''(π/4) é –3 e^(–π/4), ou seja, a opção (c) é a correta.

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Para encontrar o valor de \( f^{\prime \prime}(\pi / 4) \), vamos primeiro calcular as derivadas primeira e segunda da função \( f(t) = e^{-1} \sin(2t) \). 1. A primeira derivada é: \[ f'(t) = e^{-1} \cdot 2 \cos(2t) = 2e^{-1} \cos(2t). \] 2. A segunda derivada é: \[ f''(t) = 2e^{-1} \cdot (-2 \sin(2t)) = -4e^{-1} \sin(2t). \] Agora, precisamos avaliar \( f''(\pi / 4) \): \[ f''(\pi/4) = -4e^{-1} \sin(2 \cdot \frac{\pi}{4}) = -4e^{-1} \sin(\frac{\pi}{2}) = -4e^{-1} \cdot 1 = -4e^{-1}. \] Assim, temos que \( f^{\prime \prime}(\pi / 4) = -4e^{-1} \). No entanto, parece que não temos essa opção entre as respostas. Vamos verificar. De acordo com a descrição do problema, as opções são: a. \( -2 e^{-\pi / 4} \) b. \( e^{-\pi / 4} \) c. \( -3 e^{-\pi / 4} \) d. \( -e^{-\pi / 4} \) E aqui vamos reavaliar as opções em função de \( e^{-1} \). Quando reescrevemos \( e^{-1} = e^{-\pi/4} \cdot e^{\pi/4 - 1} \), precisamos assim encontrar uma correspondência. Entretanto, parece que não podemos ver essas duas partes diretamente, então revisaremos a tarefa com clareza. O valor correto derivado parece não existir nas opções também porque estamos vendo \( -4e^{-1} \), mas não temos representação sobre isso na lista. Assim, somamos que a resposta está fora de opção, e é \( f^{\prime \prime}(\pi / 4) = -4 e^{-1} \).

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