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sexta-feira, 23 de junho de 2017

Análise e redes Wifi



    Esta imagem aparece frequentemente na internet.

    Como pretendemos prestar um serviço de qualidade aqui vai uma ajuda para que possam aceder a esta rede wifi.

$I=\int{\frac{{{x}^{3}}-1}{{{x}^{2}}\,{{(x-2)}^{3}}}}\,dx$

A função a integrar é uma fracção racional própria uma vez que o grau do numerador, 3, é inferior ao grau do denominador, 5.

Vamos decompô-la em fracções simples. As raízes do denominador são reais, uma dupla e outra tripla, assim:

$\frac{{{x}^{3}}-1}{{{x}^{2}}\,{{(x-2)}^{3}}}=\frac{A}{{{x}^{2}}}+\frac{B}{x}+\frac{C}{{{(x-2)}^{3}}}+\frac{D}{{{(x-2)}^{2}}}+\frac{E}{x-2}$

Usando o método dos coeficientes de Taylor para obter A e C fica


$A=\frac{1}{0!}{{\left[ \frac{{{x}^{3}}-1}{{{(x-2)}^{3}}} \right]}_{x=0}}=\frac{1}{8}\,\,\,\,\,;\,\,\,\,\,\,\,\,\,C=\frac{1}{0!}{{\left[ \frac{{{x}^{3}}-1}{{{x}^{2}}} \right]}_{x=2}}=\frac{7}{4}$
portanto

$\frac{{{x}^{3}}-1}{{{x}^{2}}\,{{(x-2)}^{3}}}=\frac{1/8}{{{x}^{2}}}+\frac{B}{x}+\frac{7/4}{{{(x-2)}^{3}}}+\frac{D}{{{(x-2)}^{2}}}+\frac{E}{x-2}$

$\frac{{{x}^{3}}-1}{{{x}^{2}}\,{{(x-2)}^{3}}}=\frac{1/8{{(x-2)}^{3}}}{{{x}^{2}}{{(x-2)}^{3}}}+\frac{Bx{{(x-2)}^{3}}}{{{x}^{2}}{{(x-2)}^{3}}}+\frac{7/4\,\,{{x}^{2}}}{{{x}^{2}}{{(x-2)}^{3}}}+\frac{D{{x}^{2}}(x-2)}{{{x}^{2}}{{(x-2)}^{2}}}+\frac{E{{x}^{2}}{{(x-2)}^{2}}}{{{x}^{2}}{{(x-2)}^{3}}}$

${{x}^{3}}-1=\frac{1}{8}{{(x-2)}^{3}}+Bx{{(x-2)}^{3}}+\frac{7}{4}{{x}^{2}}+D{{x}^{2}}(x-2)+E{{x}^{2}}{{(x-2)}^{2}}$

${{x}^{3}}-1=\frac{1}{8}({{x}^{3}}-6{{x}^{2}}+12x-8)+Bx({{x}^{3}}-6{{x}^{2}}+12x-8)+\frac{7}{4}{{x}^{2}}+D{{x}^{2}}(x-2)+E{{x}^{2}}({{x}^{2}}-4x+4)$

Coeficiente de ${{x}^{4}}$ :    $B+E=0\,\,\,\,\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,\,\,E=-\frac{3}{16}$
Coeficiente de ${{x}^{3}}$ :    $\frac{1}{8}-6B+D-4E=1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,\,\,D-4E=2\,\,\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,\,D=\frac{5}{4}$
Coeficiente de $x$  :     $\frac{3}{2}-8B=0\,\,\,\,\,\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,\,B=\frac{3}{16}$          

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\[I=\int{\frac{{{x}^{3}}-1}{{{x}^{2}}\,{{(x-2)}^{3}}}}\,dx=\int{\left( \frac{1}{8}\frac{1}{{{x}^{2}}}+\frac{3}{16}\frac{1}{x}+\frac{7}{4}\frac{1}{{{(x-2)}^{3}}}+\frac{5}{4}\frac{1}{{{(x-2)}^{2}}}-\frac{3}{16}\frac{E}{x-2} \right)\,\,dx}=\]

$=-\frac{1}{8x}+\frac{3}{16}\,\ln \left| \,x\, \right|\,-\frac{7}{8{{(x-2)}^{2}}}-\frac{5}{4(x-2)}-\frac{3}{16}\ln \,\left| \,x-2\, \right|+C,\,\,\,\,\,\,\,C\in \mathbb{R}$

portanto a password do Wifi é constituída pelos algarismos 1, 5, 7 e 2  uma só vez, o 3 duas vezes e o caracter C. Como as somas são comutativas não podemos saber qual a ordem pela qual estes algarismos aparecem e torna-se ainda necessário experimentar várias combinações deles até chegar ao código correcto.


Questão:  com os caracteres 1, 2, 3, 3, 5, 7 e C   quantos possíveis códigos vai ter de experimentar?




domingo, 18 de junho de 2017



Determine a equação da recta que contém o ponto M(1,2) e que forma com os eixos coordenados, no primeiro quadrante, um triângulo de área mínima.

_______________________________________________________________________________________

Se bem compreendemos a questão, o triângulo terá de ter por lados os eixos oX e oY, e a recta que passa por M

Podemos imediatamente concluir que o declive da recta é $m<0$  (Figura 1).

A família de rectas que passa em M tem equações

$y-2=m(x-1)$   ou   $y=mx-m+2$

A intersecção destas restas com os eixos são:

               Com o eixo oX:   $y=0,\,\,\,\,\,x=\frac{m-2}{m}=1-\frac{2}{m}$
               Com o eixo oY:    $x=0,\,\,\,\,y=2-m$

Figura 1


então a área do triângulo é  

$A(m)=\frac{1}{2}(2-m)\left( 1-\frac{2}{m} \right)=\frac{1}{2}\left( 2-\frac{4}{m}-m+2 \right)=2-\frac{2}{m}-\frac{m}{2}$

a derivada desta função é

$\frac{dA}{dm}=-\frac{1}{2}+\frac{2}{{{m}^{2}}}$

e temos extremos se

$\frac{dA}{dm}=-\frac{1}{2}+\frac{2}{{{m}^{2}}}=0$

$\frac{2}{{{m}^{2}}}=\frac{1}{2}$

$m=\pm 2\,\,\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,m=-2$

Como  ${{\left( \,\frac{{{\partial }^{2}}A}{\partial {{m}^{2}}} \right)}_{m=-2}}={{\left( -\frac{4}{{{m}^{3}}} \right)}_{m=-2}}=\frac{1}{2}>0$  trata-se de facto de um mínimo e a recta é então

$y=-2x+4$


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