Cálculo Diferencial e Integral II 2ºSemestre 2006/07
Sumários das aulas teóricas
Aula 1: (27/02/07) Regras de funcionamento da
cadeira. Introdução ao programa: campos escalares, campos vectoriais e caminhos.
Distância entre dois pontos de R^n.
Aula 2: (28/02/07) Bolas abertas em R^n. Pontos interiores, exteriores e
fronteiros a um subconjunto de R^n. Conjuntos abertos e fechados. Exemplos. Sucessões
em R^n. Limites de sucessões em R^n. Teorema de Bolzano-Weierstrass. Exemplos.
Aula 3: (02/03/07) Sucessões em conjuntos fechados e em conjuntos compactos.
Continuidade de funções com domínio contido em R^n e valores em R^m. Exemplos. Limites de funções em pontos fronteiros ao seu domínio. Exemplos.
Aula 4: (05/03/07) Limites de funções em pontos fronteiros ao seu domínio.
Limites Direccionais. Coordenadas polares em R^2. Exemplos.
Aula 5: (06/03/07) Teorema de Weierstrass. Conjuntos separados e
conjuntos conexos. Teorema do valor intermédio para campos escalares em R^n.
Aula 6: (07/03/07) Diferenciabilidade num ponto de uma aplicação
R^n->R^m. Derivada segundo um vector. Exemplos.
Aula 7: (09/03/07) Derivadas parciais.
Derivadas segundo um vector de funções
diferenciáveis. Matriz Jacobiana. Exemplos. Insuficiência da existência de
derivadas parciais num ponto para garantia de diferenciabilidade. Exemplo.
Aula 8: (12/03/07) Condição suficiente de diferenciabilidade. Exemplos.
Gradiente de um campo escalar. Algumas propriedades. Exemplos.
Aula 9: (13/03/07) Regra de derivação da função composta. Exemplos.
Aula 10: (14/03/07) Teorema de Lagrange para campos escalares em R^n.
Conjuntos de nível de campos escalares. Exemplos.
Aula 11: (16/03/07) Caminhos em R^n e vectores tangentes a caminhos.
Relação de perpendicularidade entre conjuntos de nível e gradientes. Exemplos.
Rectas normais e planos tangentes a superfícies de nível em R^3. Exemplos.
Potencial gravítico de Newton.
Aula 12: (19/03/07) Derivadas parciais de ordem superior à primeira. Teorema de Schwarz. Exemplos.
Aula 13: (20/03/07) Fórmula de Taylor para campos escalares em R^n.
Aula 14: (21/03/07) Continuação e exemplo. Condição necessária
para um ponto ser um extremo local de um campo escalar diferenciável em R^n. Pontos
críticos.
Aula 15: (23/03/07) Máximos e mínimos locais e pontos em sela. Exemplos. Matriz Hessiana. Condições necessárias e suficientes para um ponto crítico ser um máximo local, mínimo local ou ponto em sela.
Aula 16: (26/03/07) Continuação. Exemplos.
Relação com valores próprios da matriz Hessiana. Exemplos.
Aula 17: (27/03/07) Teorema da função inversa.
Aula 18: (28/03/07) Continuação. Exemplos.
Aula 19: (30/03/07) Teorema da função implícita.
Aula 20: (02/04/07) Continuação. Exemplos.
Aula 21: (03/04/07) Continuação. Exemplos.
Variedades diferenciais de dimensão m em R^n
descritas localmente por sistemas de (n-m) equações. Espaço normal. Espaço tangente.
Aula 22: (04/04/07) Exemplos. Variedades descritas localmente como
gráficos. Exemplos.
Aula 23: (13/04/07) Parametrizações. Variedades como conjuntos parametrizáveis.
Exemplos.
Aula 24: (16/04/07) Continuação. Exemplos.
Aula 25: (17/04/07) Extremos condicionados. Método dos multiplicadores de
Lagrange. Exemplos.
Aula 26: (18/04/07) Continuação. Exemplos. Introdução ao integral de
Riemann em R^n. Intervalos em R^n. Volume-n de um intervalo em R^n.
Aula 27: (20/04/07) Partição finita de um intervalo compacto em R^n.
Função em escada num intervalo compacto em R^n e o seu integral. O integral de Riemann de uma função limitada num intervalo compacto de R^n.
Aula 28: (23/04/07) Teorema de Fubini. Exemplos.
Aula 29: (24/04/07) Exemplos.
Aula 30: (27/04/07) Exemplos. Revisões.
Aula 31: (30/04/07) Critério de integrablidade à Riemann.
Conjuntos x_j-simples e conjuntos simples em R^n. Exemplos.
Aula 32: (02/05/07) Integrabilidade de funções contínuas e limitadas em
conjuntos simples. Aplicações do integral ao
cálculo de: volume, massa e carga, centro de massa,
centróide e momento de inércia.
Aula 33: (04/05/07) Transformações de coordenadas em R^n. Jacobiano.
Teorema de mudança de variáveis de integração.
Aula 34: (07/05/07) Exemplos. Coordenadas polares,
cilíndricas e esféricas.
Aula 35: (08/05/07) Continuação e Exemplos. Introdução a integrais em
variedades. Volume-k de um paralelipípedo-k em R^n, com k< n.
Aula 36: (09/05/07) Integral de um campo escalar numa vizinhança
parametrizada de uma variedade-k em R^n. Exemplo.
Aula 37: (11/05/07) Indpendência do integral relativamente à parametrização. Exemplos.
Aula 38: (14/05/07) Integral de linha de campos vectoriais. Dependência na
parametrização. Exemplos.
Forças conservativas. Lei de conservação da energia mecânica.
Aula 39: (15/05/07) Conjuntos conexos por arcos.
Teorema fundamental do cálculo para integrais de linha. Equivalência entre
campos gradientes e campos conservativos. Campo gravítico de Newton.
Condições necessárias e condições suficientes para que um campo
vectorial seja conservativo. Campos fechados.
Aula 40: (16/05/07) Exemplo e análise de campo fechado que não é gradiente.
Cálculo de potenciais. Exemplo de campo radial. Homotopia de caminhos fechados.
Aula 41: (18/05/07) Conjuntos simplesmente conexos.
Invariância por homotopia do trabalho de campos fechados ao longo de caminhos fechados.
Campos em conjuntos simplesmente conexos são conservativos sse são fechados. Exemplos.
Aula 42: (21/05/07) Exemplos. Teorema de Green no plano.
Exemplos.
Aula 43: (22/05/07) Domínios regulares em R^n. Campo de
normais exteriores unitárias ao bordo de um domínio regular. Teorema
da divergência. Equivalência com o teorema de Green no caso n=2. Exemplo.
Aula 44: (23/05/07) Exemplos. Fluxos.
Interpretação geométrica e física da divergência. Orientação de uma variedade-2 em R^3.
Aula 45: (25/05/07) Orientação induzida no
bordo de uma superficíe orientável em
R^3. Rotacional de um campo vectorial C^1 em R^3.
O rotacional de um gradiente é zero e a divergência de um rotacional é zero.
Teorema de Stokes.
Aula 46: (28/05/07) Interpretação geométrica e física do rotacional.
Exercícios.
Aula 47: (29/05/07) Condições necessárias
e suficientes para a existência
de potenciais vectores. Exemplos. Equações de Maxwell.
Aula 48: (30/05/07) Exemplos.
Aula 49: (01/06/07) Exemplos.
Aula 50: (04/06/07) Exemplos.
Aula 51: (05/06/07) Exemplos.
Aula 52: (06/06/07) Exemplos.
Aula 53: (08/06/07) Aula de dúvidas.
(Última alteração em 8 de Junho de 2007)