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Dois jovens matemáticos discutem um círculo que está mudando.

Confira este diálogo entre dois estudantes de cálculo (baseado em uma história real):

Devyn
Riley, eu estava pensando sobre cálculo.
Riley
YOLO.
Devyn
Considere um círculo de raio \(r\).
Riley
Ha! De que outro jeito a gente chamaria o “raio?”
Devyn
Exatamente. Agora, qual é a fórmula do perímetro de um círculo?
Riley
\(P=2\cdot \pi \cdot r\), moleza.
Devyn
E a área?
Riley
Você sabe que é \(A=\pi \cdot r^2\).
Devyn
Certo, mas é isto que está me incomodando: se eu conheço \(r'\), quanto vale \(P'\)? E \(A'\)?
Riley
Oooh. Ai. Hmmm. Eu quero dizer que é \[ P' = 2\cdot \pi \cdot r' \qquad \text {e}\qquad A' = \pi (r')^2 \] mas não tenho certeza de que isso esteja certo.
Devyn
Pois é…eu também. Mas também não tenho certeza de que esteja certo. Será que estamos esquecendo alguma coisa?
Você acha que nossos jovens matemáticos acima estão certos?
Sim. \(P' = 2\cdot \pi \cdot r'\) e \(A' = \pi (r')^2\). Não. Embora \(P' = 2\cdot \pi \cdot r'\), \(A' \ne \pi (r')^2\). Não. Embora \(A' = \pi (r')^2\), \(P' \ne 2\cdot \pi \cdot r'\). Não. \(P' \ne 2\cdot \pi \cdot r'\) e \(A' \ne \pi (r')^2\). Não há como saber.
Tome \(r(t)=3\cdot t\). Quanto vale \(r'(t)\) quando \(r=15\)? \(r'(t)=\class{xm-given}{3}\)
Tome \(r=3\cdot t\). Agora \(P(t) = 2\cdot \pi \cdot 3\cdot t\). Quanto vale \(P'(t)\) quando \(r=15\)? \(P'(t)=\class{xm-given}{2\cdot \pi \cdot 3}\)
Descreva o que \(P'\) significa neste contexto.
Ela descreve a rapidez com que o perímetro está variando em um determinado instante de tempo.
Tome \(r=3\cdot t\). Agora \(A(t) = \pi \cdot (3\cdot t)^2\). Quanto vale \(A'(t)\) quando \(r=15\)? \(A'(t)=\class{xm-given}{2\cdot \pi \cdot 15\cdot 3}\)
Descreva o que \(A'\) significa neste contexto. Faz sentido que \(A'\) seja positiva?
Ela descreve a rapidez com que a área está variando. Faz sentido, sim, que \(A'\) seja positiva, pois, à medida que o raio aumenta, a área também deve aumentar.
O que, se é que algo, nossos dois jovens matemáticos esqueceram acima?
Eles esqueceram a regra da cadeia.