Cálculo 3 — Várias Variáveis e Cálculo Vetorial
Estende o cálculo para ℝⁿ: limites e continuidade em várias variáveis, derivadas parciais, otimização irrestrita e restrita (Lagrange), integrais duplas/triplas em diferentes sistemas de coordenadas e os grandes teoremas do cálculo vetorial (Green, Stokes, Gauss).
Equivalência: USP MAT0115 · ITA MA-021 (parcial) · UNICAMP MA311 · típico 3.º semestre
Pré-requisitos
- Cálculo 1 e 2 completos
- Álgebra Linear (Ensino Médio Ano 3, Trim 12)
Unidade 1 — Funções de Várias Variáveis
Geometria em ℝ³, topologia básica, limites e continuidade para f: ℝⁿ → ℝ.
- Lição 1publicada
u×v, [u,v,w], área de paralelogramo, volume de paralelepípedo
ref: Stewart §12.4–12.5 · Guidorizzi vol. 2 §1.3–1.4
- Lição 2publicada
Equações de reta/plano, quádricas (elipsóide, parabolóide, hiperbolóide)
ref: Stewart §12.5–12.6 · Guidorizzi §1.5–1.6
- Lição 3publicada
r(t), tangente, comprimento de arco, curvatura, vetor normal
ref: Stewart §13.1–13.3 · Guidorizzi §2.1–2.3
- Lição 4publicada
Superfícies de nível, contornos, visualização de f(x,y)
ref: Stewart §14.1 · Guidorizzi §3.1 · OpenStax Calc III §4.1
- Lição 5publicada
Definição ε-δ em ℝⁿ, caminhos de aproximação, descontinuidades
ref: Stewart §14.2 · Guidorizzi §3.2 · Apostol II §12.1
- Lição 6publicada
∂f/∂x, ∂f/∂y via limite, interpretação geométrica, regras algébricas
ref: Stewart §14.3 · Guidorizzi §3.3 · OpenStax Calc III §4.3
- Lição 7publicada
∂²f/∂x², ∂²f/∂x∂y, Hessiana, fxy=fyx (condições Schwarz)
ref: Stewart §14.3 · Guidorizzi §3.4
- Lição 8publicada
z−z₀ = fx(x₀,y₀)(x−x₀)+fy(x₀,y₀)(y−y₀), diferenciabilidade
ref: Stewart §14.4 · Active Calculus §10.4 · Guidorizzi §3.5
- Lição 9publicada
df/dt = ∂f/∂x·dx/dt+..., F(x,y,z)=0 → ∂z/∂x implícita
ref: Stewart §14.5 · Guidorizzi §3.6 · OpenStax Calc III §4.5
- Lição 10publicada
Problemas integrados, estilo USP/UNICAMP
ref: REAMAT cap. 11 · Guidorizzi Lista IX
Unidade 2 — Derivadas Parciais e Otimização
Gradiente, otimização irrestrita e método dos multiplicadores de Lagrange.
- Lição 11publicada
∇f, derivada direcional Dᵤf = ∇f·u, direção de máximo crescimento
ref: Stewart §14.6 · Guidorizzi §3.7 · OpenStax Calc III §4.6
- Lição 12publicada
∇F normal à superfície, plano tangente a F(x,y,z)=c
ref: Stewart §14.6 · Apostol II §12.7
- Lição 13publicada
Condições de 1ª e 2ª ordem, classificação via det(H), selas
ref: Stewart §14.7 · Guidorizzi §4.1 · OpenStax Calc III §4.7
- Lição 14publicada
∇f = λ∇g, restrição g(x,y,z)=c, casos com duas restrições
ref: Stewart §14.8 · Guidorizzi §4.2 · Active Calculus §10.8
- Lição 15publicada
OLS como problema de otimização, gradiente igualado a zero
ref: Apostol II §12.13 · REAMAT §11.5
- Lição 16publicada
Condições para resolver F(x,y)=0 localmente, Jacobiano
ref: Apostol II §13.1 · Guidorizzi §4.3
- Lição 17publicada
J(u,v)→(x,y), mudança de variáveis em integrais duplas via Jacobiano
ref: Stewart §15.9 · Guidorizzi §5.4
- Lição 18publicada
Polinômio de Taylor de 2ª ordem em ℝⁿ, forma quadrática Hessiana
ref: Apostol II §12.10 · Guidorizzi §4.4
- Lição 19publicada
Relações de Maxwell, potencial elétrico, análise de sensibilidade
ref: REAMAT §11.6 · Stewart §14 (exemplos)
- Lição 20publicada
Problemas de Lagrange e otimização irrestrita estilo USP/ITA
ref: REAMAT cap. 11 · Guidorizzi Lista X · Apostol II cap. 12
Unidade 3 — Integrais Múltiplas
Integrais duplas e triplas, mudança de variáveis, aplicações geométricas e físicas.
- Lição 21publicada
Sumas duplas de Riemann, Teorema de Fubini, iteração de integrais
ref: Stewart §15.1–15.2 · Guidorizzi §5.1 · OpenStax Calc III §5.1
- Lição 22publicada
Limites variáveis de integração, trocar ordem
ref: Stewart §15.3 · Active Calculus §11.1 · Guidorizzi §5.2
- Lição 23publicada
∬f(r,θ) r dr dθ, região polar, aplicação em distribuição gaussiana
ref: Stewart §15.4 · Guidorizzi §5.3 · OpenStax Calc III §5.3
- Lição 24publicada
Área, massa com densidade variável, centro de massa, momento de inércia
ref: Stewart §15.5–15.6 · Active Calculus §11.4
- Lição 25publicada
∭f dV, iteração, troca de ordem, volume de sólidos
ref: Stewart §15.7 · Guidorizzi §5.5 · OpenStax Calc III §5.4
- Lição 26publicada
(r,θ,z), elemento de volume r dr dθ dz, aplicação em sólidos de revolução
ref: Stewart §15.8 · Guidorizzi §5.6 · Active Calculus §11.6
- Lição 27publicada
(ρ,θ,φ), elemento de volume ρ² sin φ dρ dθ dφ, esferas e cones
ref: Stewart §15.9 · Guidorizzi §5.7 · OpenStax Calc III §5.5
- Lição 28publicada
∭f dV = ∭f(T)·|J| du dv dw, exemplos gerais
ref: Stewart §15.10 · Apostol II §11.4
- Lição 29publicada
Densidade de carga elétrica, função de distribuição conjunta
ref: REAMAT §12.5 · Stewart §15.6
- Lição 30publicada
Problemas integrados em coordenadas variadas, estilo USP/UNICAMP
ref: REAMAT cap. 12 · Guidorizzi Lista XI
Unidade 4 — Cálculo Vetorial
Campos vetoriais, integrais de linha e de superfície, teoremas de Green, Stokes e Gauss.
- Lição 31publicada
F: ℝⁿ→ℝⁿ, campo conservativo, potencial escalar
ref: Stewart §16.1 · Guidorizzi §6.1 · OpenStax Calc III §6.1
- Lição 32publicada
∫_C F·dr, independência do caminho, campos conservativos
ref: Stewart §16.2–16.3 · Guidorizzi §6.2
- Lição 33publicada
∮_C F·dr = ∬_D (∂Q/∂x−∂P/∂y)dA, área via Green, forma de fluxo
ref: Stewart §16.4 · Guidorizzi §6.3 · Apostol II §10.7
- Lição 34publicada
curl F = ∇×F, div F = ∇·F, interpretações físicas
ref: Stewart §16.5 · Guidorizzi §6.4 · OpenStax Calc III §6.5
- Lição 35publicada
r(u,v), elemento de área dS, ∬_S f dS
ref: Stewart §16.6–16.7 · Guidorizzi §6.5
- Lição 36publicada
∬_S F·dS = ∬_S F·n dS, fluxo elétrico e magnético
ref: Stewart §16.7 · Guidorizzi §6.6
- Lição 37publicada
∮_C F·dr = ∬_S (∇×F)·dS, interpretação como generalização de Green
ref: Stewart §16.8 · Guidorizzi §6.7 · Apostol II §11.6
- Lição 38publicada
∬_S F·dS = ∭_V div F dV, lei de Gauss, equações de Maxwell
ref: Stewart §16.9 · Guidorizzi §6.8 · Apostol II §11.7
- Lição 39publicada
∇·E=ρ/ε₀, ∇×B=μ₀J, ∇·B=0, ∇×E=−∂B/∂t
ref: REAMAT §13.5 · Apostol II §11.8
- Lição 40publicada
Prova simulada completa: integrais múltiplas e cálculo vetorial
ref: REAMAT cap. 13 · Guidorizzi Lista XII · ITA provas