Sumários

6ª Aula prática

30 março 2015, 10:00 Ricardo Coutinho

Discussão e resolução de exercícios; Ficha 8.


6ª Aula prática

27 março 2015, 12:30 Ricardo Coutinho

Discussão e resolução de exercícios; Ficha 8.


22ª Aula - Teorema da Função Implícita

27 março 2015, 11:30 Luis Magalhães

Motivação: Pontos de círcunferência no plano-xy em cuja vizinhança a equação cartesiana da circunferência define uma função x de y ou função y de x . Definição implícita de funções por equações lineares em ℝn.

Proposição: Teorema da Função Implícita: Se F:D→ℝm, D⊂ℝn é aberto, m<n, a=(x0,y0)∈ℝn-mxℝm, (x0,y0)∈D, F(x0,y0)=0, DF é contínua em a , det[∂F/∂y](x0,y0)≠0 , então existe X⊂D aberto, com a∈X , U⊂ℝn-m aberto com x0∈U , f:U→ℝm diferenciável tal que, para (x,y)∈X , F(x,y)=0 equivale a y=f(x) ; DF(x0)=-([∂F/∂y](x0,y0)])-1[∂F/∂x](x0,y0) ; se F é Cm (com m≥1) , então f é Cm e a fórmula da derivada é válida em X .

Exemplos: Aplicações do Teorema da Função Implícita para funções concretas de ℝ5 em ℝ e ℝ5 em ℝ2 e cálculo de derivadas de funções definidas implicitamente.


21ª Aula - Teorema da Função Inversa. Aplicações abertas. Método de Newton-Raphson para cálculo numérico de soluções de equações

26 março 2015, 13:00 Luis Magalhães

Proposição: Teorema da Função Inversa: Se f:D→ℝn, com D⊂ℝn aberto, a∈D, f é diferenciável em D, Df é contínua em e jacobiano Jf(a)≠0 , então existe X⊂D aberto com a∈X tal que: 
(1) a restrição f|X de f a X tem inversa f-1
(2) Y=f(X) é aberto; 
(3) f-1 é diferenciável em Y e Df-1(y)=[Df(x)]-1, com x=f-1(y) ; 
(4) se f é Cm (com m≥1), então f-1 é Cm.

Observação: Nestas condições para cada y∈Y o ponto x=f-1(y) é ponto fixo de uma contracção. Logo, a inversa local de f pode ser calculada aproximadamente em cada ponto como limite dessa contracção a partir de uma aproximação inicial, em que a convergência é exponencial. 

Definição: Diz-se que f:D⊂ℝn→ℝm é uma aplicação aberta se transforma abertos relativamente a D em abertos relativamente a f(D).
Proposição: Uma função f:D→ℝC1, com D⊂ℝn aberto e det Df≠0 é uma aplicação aberta. 
Exemplo: Verificação das condições de aplicação do Teorema da Função Inversa num caso concreto em que existe inversa local excepto numa recta e não existe inversa global e cálculo da derivada da função inversa.

Observação: O Teorema da Função Inversa dá condições suficientes para existência de inversa local, mas não necessárias (exemplos em dimensão 1).

Proposição: Método de Newton-Raphson para resolução numérica de equações: Se f:[a,b]→ℝ é C2, f´≠0 e |f´f´´|<(f´)2, então a equação f(x)=0 tem uma única solução em [a,b], e esta pode ser calculada aproximadamente como limite da sucessão {xn}, com xn+1=xn-[f(xn)]/f´(xn) e x1∈[a,b] qualquer, em que a convergência é exponencial.

Exemplo: Aplicação do Método de Newton-Raphson para calcular a solução da equação cos x=x .


6ª Aula prática

26 março 2015, 08:30 Ricardo Coutinho

Discussão e resolução de exercícios; Ficha5.