diff --git a/calculus.pdf b/calculus.pdf index ce6f7b7..4600265 100644 Binary files a/calculus.pdf and b/calculus.pdf differ diff --git a/calculus.tex b/calculus.tex index b489f31..21f6c93 100644 --- a/calculus.tex +++ b/calculus.tex @@ -1453,6 +1453,50 @@ sobre a hipotenusa, que é $\sqrt{x^2 + 1}$. Conclua então que %% adivinha o que queremos. %% \end{remark*} +\subsection{Sobre funções periódicas} + +Todas as funções periódicas podem ser expressas com respeito a uma +única função periódica. Isso significa que só existe uma função +periódica que seja realmente primitiva, que pode ser $\sin$ ou +$\cos$. Por exemplo, um engenheiro nos contrata pra fazer um modelo +pra ele que represente a produção de uma máquina. Ele nos conta que +modelou ele próprio a produção da máquina com a função $12t - t^2$ +usando a assunção de que o ponto $t = 0$ representa as 6h da manhã e +que o ponto $t = 12$ representa as 18h. Um dos problemas que ele +afirma exitir é que seu fenômeno é na verdade cíclico e que seu modelo +não o é. Por exemplo, ele nos pediu que 6h fosse equivalente às 18h. O +pico de produção da máquina ocorre ao meio-dia, que no modelo ele é no +ponto $t = 6$. ``Ajuste'' o modelo desse engenheiro. A palavra +``ajuste'' é questionável porque o que precisamos fazer é na verdade +substituí-lo completamente por um novo. Como o fenômeno é periódico, +então estamos falando de uma modelá-lo como uma função como $\sen +t$. O seno é zero quando $t = 0$ e queremos que ele seja zero quando +$t = 6$. Então deslocamos o gráfico 6 unidades pra direita, ou seja, +$\sin(t - 6)$. Suponha que o pico da produção seja 35 de alguma +unidade de produção; então esticamos o modelo verticalmente fazendo +$35 \sin(t - 6)$. Mas lembre-se que o pico ocorre ao meio-dia, então +precisamos distribuir o ciclo do seno por 24h pra que o pico possa +ocorrer ao meio-dia e o vale ocorra à meia-noite. O ciclo do seno +termina depois de $2\pi$ unidades. O que devemos fazer pra espalhar o +gráfico por um intervalo bem maior que são 24 unidades? Espalhar é o +mesmo que distribuir nesse caso. Por exemplo, se temos 70 garrafas pra +distribuir entre 7 pedreiros, o que queremos fazer é espalhar as +garrafas entre os pedreiros, ou seja, distribuí-las entre eles. Sendo +assim, vamos pegar o intervalo de $2\pi$ e alastrá-lo entre 24 +intervalos de uma unidade, ou seja, vamos dividir $2\pi$ por +24\footnote{É interessante a gente olhar a aritmética por diversas +perspectivas das palavras. Que palavras representam cada fenômeno +aritmético?}. Com isso o modelo se torna $35 \sin(\fr{2\pi}{24} (t - +6))$ e isso encerra o projeto. + +Na verdade, facilitei sua vida quando falei que o pico tinha altura +35. Na verdade não tem. Lembra que o modelo do engenheiro era $12t - +t^2$. O pico é na verdade o vértice da parábola. Qual é o vértice? A +parábola é simétrica, portanto o vértice localiza-se no ponto médio +entre suas duas raízes, que são 0 e 12. Logo, o vértice é $(6, +12\cdot6 - 36) = (6, 6\times [12 - 6]) = (6, 36)$. Portanto, o modelo +pro engenheiro é de fato $36 \sin(\fr{2\pi}{24} (t - 6))$. + \subsection{Identidades trigonométricas}\label{sec:trig-identities} Há uma série de identidades trigonométricas. @@ -1658,7 +1702,7 @@ precisamos entender de uma vez por todas. Quando o tempo passa, estamos sempre falando de um intervalo. Então a gente computa dois pontos da função distância e vê de onde pra onde ela foi. Por exemplo, se a velocidade cai de 100 km/h pra 90 km/h -durante o intervalo $t_1--t_2$$, então a distância percorrida tem que +durante o intervalo $(t_1,t_2)$, então a distância percorrida tem que ir de $d(t_1)$ pra $d(t_2)$, ou seja, ela vai de $-1/2 t_1^2$ pra $-1/2 t_2^2$. Assim a conexão que devemos fazer tem que respeitar os intervalos certos.