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15PROMILITARES M A T E M Á T IC A 1. RELAÇÕES Par ordenado: conjunto ordenado de dois elementos, representado pelo símbolo (x ,y) onde x e y são números reais, denominados respectivamente de abscissa e ordenada. Ex: Par ordenado (6, -3) abscissas = 6 e ordenada = - 3. Propriedade: dois pares ordenados são iguais, quando são respectivamente iguais as abscissas e as ordenadas. Em termos simbólicos: (x;y) = (w;z) ↔ x = w e y = z 2. PLANO CARTESIANO Também conhecido como sistema de coordenadas retangulares, consiste basicamente de dois eixos orientados que se interceptam segundo um angulo reto, num ponto denominado origem. O eixo horizontal é denominado eixo das abscissas e o eixo vertical é denominado eixo das ordenadas. Denominamos o ponto O de origem do plano cartesiano, sendo nulas a sua abscissa e a sua ordenada, ou seja, O (0; 0). 3. PRODUTO CARTESIANO Dados dois conjuntos A e B, definimos o produto cartesiano de A por B , que indicamos pelo símbolo A x B , ao conjunto de todos os pares ordenados (x; y) onde x ∈ A e y ∈ B. Em termos simbólicos, podemos escrever: A x B = { (x;y); x ∈ A e y ∈ B} Ex: {0;2;3} x {5; 7} = { (0;5) , (0; 7) , (2;5) , (2;7) , (3;5}, (3;7) } a) A x B ≠ B x A (o produto cartesiano é uma operação não comutativa) b) A x ∅ = ∅ c) n(A x B) = n(A).n(B) , onde n(A) e n(B) representam os números de elementos de A e de B, respectivamente. Acesse o código para assistir ao vídeo. FUNÇÕES 4. FUNÇÕES Para definir uma função, necessitamos de dois conjuntos (Domínio e Contradomínio) e de uma fórmula ou uma lei que relacione cada elemento do domínio a um e somente um elemento do contradomínio. Nota: Então para uma relação ser uma função, devemos ter o seguinte: que não sobre nenhum elemento no conjunto A ou conjunto de partida (domínio) sem se relacionar com um elemento do conjunto B e que um mesmo elemento do conjunto A se relacione com dois elementos do conjunto B. 0 1 2 3 -1 0 1 2 3 A B Como no exemplo acima. Os exemplos abaixo não se tratam de uma função A B f não é função A B f não é função 16 PROMILITARES M A T E M Á T IC A Exemplos: 1o) { } { } D x | 2 x 1 Im y | 0 y 4 = ∈ − ≤ ≤ = ∈ ≤ ≤ � � -2 0 1 x 2o) -2 -1 3 x { } { } D x | 2 x 3 Im y | 1 y 4 = ∈ − ≤ ≤ = ∈ − ≤ ≤ � � y = f(x) y d P c a b0 Domínio = [a, b] Conjunto imagem = [c, d] x r No primeiro está sobrando um elemento no conjunto A (domínio) sem se relacionar com algum elemento de B (contradomínio). E no segundo dois elementos do conjunto A estão se relacionando com um único elemento de B. 4.1. DOMÍNIO E IMAGEM R -3 2 2,4 2x + 1 0 -2 0,7 1 x 1 2 2 2 2 1+ � No exemplo acima temos dois conjuntos e uma regra que relaciona os elementos desses conjuntos. Nesse exemplo se trata de uma função, pois no conjunto A não sobra nenhum elemento e dois elementos de A não possuem um mesmo correspondente em B. a b c d e g Im (f)f A B Chamamos o conjunto de partida de domínio da função, o conjunto de chegada das setas de contradomínio, e cada elemento do contradomínio de imagem. Então por exemplo, 1 é a imagem do elemento 0, 2 é a imagem do elemento ½ . E temos que a regra dessa função é 2x + 1, ou seja, cada elemento de A é multiplicado por 2 e somado uma unidade para resultar na sua imagem que pertence a B ou ao contradomínio. Em algumas situações, o domínio e o contradomínio não estarão explícitos, sendo apresentada somente a lei de formação. Nesses casos, consideremos que o domínio seja o maior subconjunto possível dos números reais (D ⊂ R) para o qual a lei faça sentido. Exemplo: f(x) = x , como não existe raiz quadrada de um numero negativo no conjuntos dos números reais, consideremos que o domínio seja o conjunto dos números reais não negativos, para poder haver a operação da raiz quadrada. D(f) = R+ ou D(f) = { x ∈ R| x ≥ 0} 17PROMILITARES M A T E M Á T IC A A função f : A R será considerada ímpar em um gráfico cartesiano se ele for simétrico em relação à origem. –6 –x –1 5 a 3 y xx1 6 –3 –a –5 y 4 b x 5 –b x –4 –x–5 4.2.FUNÇÃO COMPOSTA Considere as funções f : A B e g : B C, estas são funções compotas das funções de g e f à função h : A C tal que h (x) = g [f (x)]. h f g f(x) A C x B g[f(x)] A função h : A C, composta de g e f, é indicada por gof ou por g(f(x)). Interpretado por: g bola f. 4.2. FUNÇAO PAR E FUNÇAO IMPAR. Função par A função f : A R será considerada par, se f (– x) = f (x) for para todo x de A. → ⇔ − = ∀ ∈ f : A épar f( x) f(x), x A função f : A R será considerada par, em um gráfico cartesiano se ele for simétrico em relação ao eixo Oy. y x–3 –x –1 1 x 3 y x x–x–5 5 Função ímpar A função f : A R será considerada ímpar se f (– x) = – f (x) for para todos x de A. → ⇔ − = − ∀ ∈ f : A é ímpar f( x) f(x), x 18 PROMILITARES M A T E M Á T IC A 4.4 FUNÇÕES INJETORA, SOBREJETORA E BIJETORA. Função injetora - Uma função f: A → B é considerada injetora se os elementos distintos de A tiverem imagens distintas em B. ( )→ ⇔ ≠ ⇒ ≠1 2 1 2f : A B éinjetora x x f(x ) f(x ) Uma função é considerada injetora no diagrama de flechas se cada elemento de B for atingido por no máximo uma flecha. f A B f é não injetora f A B f é não injetora Uma função é considerada injetora no gráfico cartesiano se qualquer reta horizontal interrompe o gráfico, no máximo, uma vez. y x f é injetora y x f não é injetora Função sobrejetora - Uma função f: A → B somente é considerada sobrejetora quando o seu conjunto-imagem for igual ao contradomínio (B). → ⇔ =f ff : A B ésobrejetora Im CD Desse modo: h (x) = (gof) (x) = g [f(x)] Exemplos: Considere os conjuntos A = {2, 3, 5}, B = {5, 7, 8} e C = {4, 6, 9} e as funções f : A → B e g : B → C definidas por f (x) = x + 1 e g (x) = 5x – 3. f(2) = 5 e g(5) = 4 f(3) = 7 e g(7) = 6 f(5) = 8 e g(8) = 9 A função h : A → C, composta de g e f, onde h (x) = (gof) é tal que: h(2) = (gof) (2) = g[f(2)] = g(5) = 4 h(3) = (gof) (3) = g[f(3)] = g(7) = 6 h(5) = (gof) (5) = g[f(5)] = g(8) = 9 1 2 3 7 12 17 A C f g B 2 3 4 h OBSERVAÇÃO: A imagem de um determinado elemento x de A através da função composta gof é definida em duas partes: A transformação do elemento x de A no elemento f(x) de B. A transformação do elemento f(x) de B no elemento g [f (x)] = (gof) (x) de C. O contradomínio de f é idêntico ao domínio de g, porém, para existir gof é preciso que Im (f) ⊂ D (g). 19PROMILITARES M A T E M Á T IC A y B A x f não é sobrejetora pois lm(f ) ��B Função bijetora - Uma função f : A → B será considerada bijetora se f for sobrejetora e injetora. Se cada uma das retas cortar o gráfico em um só ponto ou não cortar o Gráfico, será injetora. a) f: → f(x) = x y x y = x b) f: → f(x) = x2 y x y = x2 Uma função somente será sobrejetora em um diagrama de flechas se todos os elementos B forem atingidos por pelo menos uma flecha. A B f f é sobrejetora BA f f não é sobrejetora A B f f é sobrejetora BA f f não é sobrejetora Uma função somente será sobrejetora em um plano cartesiano se a projeção do gráfico sobre o eixo Oy for contradomínio. y B A x f é sobrejetora pois lm(f ) = B 20 PROMILITARES M A T E M Á T IC A a) f: → f(X) = 2x y x b) f: → f(x) = x · |x| y x 1 – Se nenhuma reta corta o gráfico mais de uma vez f é injetora. 2 – Se toda reta corta o gráfico, f é sobrejetora. 3 – Se toda reta corta em um só ponto, f é bijetora. 5. FUNÇÃO INVERSA Dados os conjuntos A = {1, 2, 3, 4} e B = {1, 3, 5, 7} consideremos a função f de A em B definida por f(x) = 2x – 1. 1 2 3 4 1 3 5 7 A Bf Se cada uma das retas cortar em um ou mais pontos, será sobrejetora. a) f: → f(x) = x – 1 y y = x – 1 x PROBIZU: Para a função f(x) = x2 se tivermos f: → + elaserá sobrejetora mas para f: → ela não será, pois para o caso f: → todos os números reais negativos estarão disponíveis no contra domínio mas não serão relacionados, logo sobrarão. b) f: → + f(x) = x2 y x Se cada uma das retas cortar em um único ponto, será bijetora. 21PROMILITARES M A T E M Á T IC A Regra prática Exemplo Substituir f(x) por y y = 2x + 3 Trocar x pory e y por x x = 2y + 3 Isolar y x 3 x 2y 3 2y x 3 y 2 − = + ⇔ = = − ⇔ = Substituir y por f–1(x) ( )1 x 3f x 2 − −= 5.1 GRÁFICOS DE f E f–1 Os gráficos de f e f–1 são simétricos em relação a bissetriz dos quadrantes ímpares (1° e 3°, cuja equção é y = x. y f–1 y = x EXERCÍCIOS RESOLVIDOS: 01. Na figura abaixo, estão representados os gráficos de duas funções reais, f e g, com domínios reais. Para cada x ∈ a função h é definida por h(x) = f(x) · g(x). 410 5 2 y f g Nessas condições, o valor de h(5) é igual a a) 0. b) 4. c) 10. d) 25. 1 3 5 7 1 2 3 4 B A f–1 Notemos que f é bijetora formada pelos pares ordenados f = {(1, 1), (2, 3), (3, 5), (4, 7)} onde D(f) = A e Im(f) = B. A relação f–1 = {(y, x) | (x, y) ∈ f}, inversa de f , é também uma função, pois para todo y ∈ B existe x ∈ A. A função inversa f–1 é formada pelos pares {(1, 1), (3, 2), (5, 3), (7, 4)} onde D(f–1) = B e Im(f–1) = A. Observemos que a função f é definida pela sentença y = 2x – 1, e f–1 pela sentença x = +y 1 2 isto é a) f leva cada elemento x ∈ A até o y ∈ B tal que y = 2x – 1. b) f–1 leva cada elemento y ∈ B até o x ∈ A tal que x = +y 1 2 . A Bf D(f–1) = B = lm(f) B A f–1 lm(f–1) = A = D(f) Obter a função inversa utilizando a regra prática. 22 PROMILITARES M A T E M Á T IC A a) 0 b) 4 c) 2 d) –2 e) –5 GABARITO: B De acordo com o gráfico, temos g (–2) – 0. Logo, segue que (g g)(–2) = g(g(–2)) = g(0) = 4. 04. Dada f(x) = x² + 2x + 5, o valor de f(f(–1)) é: a) – 56 b) 85 c) – 29 d) 29 e) – 85 GABARITO: D Como f(–1) = (–1)² + 2 ⋅ (–1) + 5 = 4, segue que f(f(–1) = f(4) = 4² + 2 ⋅ 4 + 5 = 29. 05. Sabe-se que a função += x 3 f(x) 5 é invertível. Assim, f-1(3) é a) 3 b) 4 c) 6 d) 12 GABARITO: D Se f possui inversa, então queremos calcular x tal que f(x) = 3. Assim, vem + = ⇔ = x 3 3 x 12. 5 EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. (EEAR) Se − = + + + x 1 3x f(x) x 1 x 4 é uma função, seu domínio é = ∈D {x | __________}. a) >x 4 e ≠x 1 b) <x 4 e ≠ ±x 1 c) < −x 4 e ≠ −x 1 d) > −x 4 e ≠ −x 1 02. Dada a função f(x) = 2x, assinale a alternativa INCORRETA. a) É uma função injetora. b) É uma função sobrejetora. c) É uma função par. d) É uma função ímpar. e) É uma função linear. GABARITO: B Desde que f(5) = 2 e g(5) = 2, tem-se que: h(5) = f(5) · g(5) = 2 · 2 = 4. 02. Sejam I. − = +2 x 2 f(x) x 2 II. = 2 1 f(x) x , ≠x 0 III. = 2 f(x) x , ≠x 0 IV. = + + −f(x) (x 1) (x 1) Classificando cada uma das funções reais acima em par, ímpar ou nem par nem ímpar, temos, respectivamente: a) par, par, ímpar, ímpar b) nem par nem ímpar, par, ímpar, ímpar c) par, ímpar, par, ímpar d) ímpar, par, ímpar, ímpar e) par, par, ímpar, nem par nem ímpar GABARITO: B [I] f não é par nem ímpar. De fato, como − − + − = = − − + +2 2 x 2 x 2 f( x) , ( x) 2 x 2 segue-se que f(–x) ≠ f(x) e f(–x) ≠ –f(x). Portanto, f não é par nem ímpar. [II] f é par. Com efeito, − = = = − 2 2 1 1 f( x) f(x). ( x) x Por conseguinte, f é par. [III] f é ímpar. De fato, − = = − = − − 2 2 f( x) f(x). x x Portanto, f é ímpar. [IV] f é ímpar. De fato, f(–x) = 2 ⋅ (–x) = –2x = –f(x). Por conseguinte, f é ímpar. 03. Considere a função real g, cuja representação gráfica está parcialmente ilustrada na figura a seguir. Sendo g g a função composta de g com g, então, o valor de (g g)(–2) é: –5 –4 –2 0 2 3 4 y x 23PROMILITARES M A T E M Á T IC A 09. (Unicamp) Considere o gráfico da função y = f(x) exibido na figura a seguir. y x O gráfico da função inversa y = f–1(x) é dado por a) y x c) y x b) y x d) y x 10. A função real de variável real definida por + = + 2x 3 f(x) , 4x 1 para ≠ − 1 x 4 é invertível. Sua inversa g pode ser expressa na forma + = + ax b g(x) , cx d onde a, b, c e d são números inteiros. Nessas condições, a soma a + b + c + d é um número inteiro múltiplo de a) 6. b) 5. c) 4. d) 3. 11. (Unicamp) Seja f(x) uma função tal que para todo número real x temos que = −− +x f x 3(x 1) ( ) (x)f 3. Então, f(1) é igual a a) 0. b) 1. c) 2. d) 3. 12. Dentre os conjuntos a seguir, é vazio a) = ∈ + = 7E {x ; 2x 1 0}. b) = ∈ < > 9 6 B x ; x e x . 4 5 c) = ∈ − = 2C {x ; x 1 0}. d) = ∈ − + − = 3 2D {x ; x x x 1 0}. e) = ∈ ⋅ =A {x ; 0 x 2}. 03. O valor da expressão algébrica 2x3 – 4x + 10, para x = 5 é: a) 40. b) 50. c) 110. d) 160. e) 240. 04. (Unicamp) Considere as funções f(x) = 3x e g(x) = x3, definidas para todo número real x. O número de soluções da equação f(g(x)) = g(f(x)) é igual a a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. 05. Considere a função real e de variável real f, dada por f(x) = x2 + 3x – 1 É verdade que, para todo t ≠ 0, a expressão + −f(3 t) f(3) t vale a) t2 + 3t + 1. b) t + 9. c) t2 – 9. d) t2 + 6t + 9. e) 3t. 06. Dadas as funções f e g, com funções reais f(2x + 1) = 4x + 12 e g(x + 2) = 2x – 1 definidas para todo x ∈ , então, pode- se afirmar que f(g(x)) = 2 é um número: a) divisor de 10. b) múltiplo de 4. c) fracionário. d) primo. 07. Considere as funções reais f(x) = 2x + 1 e g(x) = x – k, com k ∈ Podemos afirmar que f ° g(x) = g ° f(x) para qualquer x real se o valor de k for igual a: a) 0 b) 1 c) 2 d) –2 e) –1 08.O conjunto imagem de uma função inversível é igual ao domínio de sua inversa. Sendo f: A → B tal que − = + 2x 1 f(x) x 1 uma função real inversível, seu conjunto imagem é: a) − {1} b) − − { 1} c) − − { 2} d) − {0} e) − {2} 24 PROMILITARES M A T E M Á T IC A 16. Se f (g(x)) = 5 x – 2 e f(x) = 5 x + 4, então g(x) é igual a: a) x – 2 b) x – 6 c) − 6 x 5 d) 5x + 2 e) 5x – 2 17. Considere as funções − = + 1 x f(x) 1 x e [ ] = 1 g(x) , f f(x) definidas para ≠ −x 1. Assim, o valor de g(0,5) é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 18. Considere o conjunto A = {0, 1, 2, 3} e a função f: A → A tal que f(3) = 1 e f(x) = x + 1, se x ≠ 3. A soma dos valores de x para os quais (fofof) (x) = 3 é a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 19. Seja f(x) uma função do primeiro grau que intercepta os eixos cartesianos nos pontos (0, 4) e (2, 0). O produto dos coeficientes da função inversa de f(x) é a) 2. b) – 1. c) 4. d) – 2. 20. (Ufsj) Considere a função ( ) −= + x 3 g x . 2x 1 O domínio de g(x) e a função inversa de g(x) são, respectivamente, a) { }∈ ≠ −x ;x 1 2 e ( )− += − 1 x 3g x 2x 1 b) { }∈ ≠ − ≠x ;x 1 2 e x 3 e ( )− − −= − 1 x 3g x 2x 1 c) { }∈ ≠ −x ;x 1 2 e ( )− − −= − 1 x 3g x 2x 1 d) { }∈ ≠ − ≠ −x ;x 1 2 e x 3 e ( )− += − + 1 x 3g x 2x 1 13. Dado o conjunto A = {1, 2, 3, 4, 5, 6}, considere a função f: A → A representada no gráfico abaixo. 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 x y O valor de f (f(f(1))) f (f(f(5))) é a) 1/5 b) 1/3 c) 3 d) 5 14. (ESPCEX) Assinale a alternativa que representa o conjunto de todos os números reais para os quais está definida a função − + = − 2 3 2 x 6x 5 f(x) . x 4 a) { }− − 2,2 b) ( ) ( )−∞ − ∪ + ∞, 2 5, c) ( ) ( ] [ )−∞ − ∪ − ∪ + ∞, 2 2,1 5, d) ( ) ( )−∞ ∪ + ∞,1 5, e) ( ] [ )−∞ − ∪ + ∞, 2 2, 15. (Unesp) Os habitantes de um planeta chamado Jumpspace locomovem-se saltando. Para isto, realizam apenas um número inteiro de saltos de dois tipos, o slow jump (SJ) e o quick jump (QJ). Ao executarem um SJ saltam sempre 20 u.d. (unidade de distância) paraLeste e 30 u.d. para Norte. Já no QJ saltam sempre 40 u.d. para Oeste e 80 u.d. para Sul. Um habitante desse planeta deseja chegar exatamente a um ponto situado 204 u.d. a Leste e 278 u.d. ao Norte de onde se encontra. Nesse caso, é correto afirmar que o habitante a) conseguirá alcançar seu objetivo, realizando 13 saltos SJ e 7 QJ. b) conseguirá alcançar seu objetivo, realizando 7 saltos SJ e 13 QJ. c) conseguirá alcançar seu objetivo, realizando 13 saltos SJ. d) não conseguirá alcançar seu objetivo, pois não há número inteiro de saltos que lhe permita isso. e) conseguirá alcançar seu objetivo, realizando 7 saltos QJ. 25PROMILITARES M A T E M Á T IC A Acesse o código para assistir ao vídeo.03 (EEAR) A função f : N → N definida por f(x) = 3x + 2, a) é apenas injetora b) é apenas sobrejetora c) é injetora e sobrejetora d) não é nem injetora nem sobrejetora Acesse o código para assistir ao vídeo.04 (EEAR) Sejam f e g duas funções inversas entre si. Se f(x) = 3x – 2, então g(1) é a) 9 b) 10 c) 1 d) - 1 Acesse o código para assistir ao vídeo.05 (ESA) Se f(2x + 1) = x² + 2x, então f(2) vale a) 5/4 b) 3/2 c) 1/2 d) 3/4 e) 5/2 Acesse o código para assistir ao vídeo.06 (ESA) Os gráficos das funções reais f (x) = 2x – 2/5 e g(x) = 3x² – c possuem um único ponto em comum. O valor de c é a) -1/5 b) 0 c) 1/5 d) 1/15 e) 1 EXERCÍCIOS DE COMBATE Acesse o código para assistir ao vídeo.01 Estabelecer se cada um dos casos abaixo representa uma função ou não, de A = { -1, 0, 1, 2} de em B = {-2, -1, 0, 1, 2, 3} –1 • 0 • 1 • 2 • –2 • • –1 • 0 • 1 • 3 • 2 R A B (a) –1 • 0 • 1 • 2 • –2 • • –1 • 0 • 1 • 2 • 3 T A B (c) –1 • 0 • 1 • 2 • –2 • • –1 • 0 • 1 • 2 • 3 S A B (b) –1 • 0 • 1 • 2 • • –2 • –1 • 0 • 1 • 2 • 3 V A B (d) Acesse o código para assistir ao vídeo.02 Seja f a funçao de Z em Z definida por f(x) = 3x – 2, calcular a) f(2) b) f(-3) c) f(0) d) f(3/2) 26 PROMILITARES M A T E M Á T IC A GABARITO EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. D 02. C 03. E 04. C 05. B 06. C 07. A 08. E 09. C 10. C 11. B 12. E 13. C 14. C 15. D 16. C 17. A 18. B 19. B 20. C EXERCÍCIOS DE COMBATE 01. DISCURSIVA 02. DISCURSIVA 03. A 04. C 05. A 06. D 07. A 08. D 09. C 10. D ANOTAÇÕES Acesse o código para assistir ao vídeo.07 (ESA) Sejam f a função dada por f (x) = 2x + 4 e g a função dada por g(x)=3x-2. A função fog deve ser dada por a) f(g(x))=6x b) f (g(x))=6x + 4 c) f(g(x)) = 2x - 2 d) f(g(x)) = 3x + 4 e) f (g(x))= 3x + 2 Acesse o código para assistir ao vídeo.08 Sendo f e g funções de IR em IR, tais que f(x) = 4x + 7 e fog(x) = 8x + 55, qual das alternativas abaixo indica o valor de g(4)? a) 12 b) 16 c) 18 d) 20 Acesse o código para assistir ao vídeo.09 Dada a função f(x) = 3x + k, para que se tenha f(2) = 5, o valor de k deve ser a) 3 b) 0 c) – 1 d) – 2 Acesse o código para assistir ao vídeo.10 Um dos subconjuntos do Domínio da função f(x) = + − x 2 x 1 é a) {–3, –2, –1, 0, 1, 2} b) {–3, –2, –1, 0, 2} c) {–2, –1, 0, 1, 2} d) {–2, –1, 0, 2}
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