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EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 1 de 28 CEDERJ Gabarito EP 04 Pré-Cálculo Exercício 1: Nos itens a), b) e c) a seguir, esboce o gráfico das funções quadráticas num mesmo sistema de coordenadas: a) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 ; 𝑔(𝑥) = 1 2 𝑥2; ℎ(𝑥) = 2𝑥2 . O que acontece com o gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑥2 , quando multiplicamos 𝑥2 por uma constante positiva? b) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 ; 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)2 ; ℎ(𝑥) = (𝑥 + 1)2. O que acontece com o gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑥2 , quando à variável 𝑥 , somamos ou subtraímos uma constante positiva? c) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 ; 𝑔(𝑥) = 𝑥2 − 2 ; ℎ(𝑥) = 𝑥2 + 2. O que acontece com o gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑥2, quando à variável 𝑦 , somamos ou subtraímos uma constante positiva? Note que realmente, a constante foi somada ou subtraída da variável 𝑦 . d) Levando em consideração as informações obtidas nos itens acima, esboce o gráfico das funções abaixo, a partir do gráfico da função elementar 𝑦 = 𝑥2,. Explique as transformações que ocorreram 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)2 + 2 e ℎ(𝑥) = −(𝑥 + 2)2 − 1 Identifique o vértice e o eixo de simetria de cada uma dessas parábolas. Resolução: a) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 ; 𝑔(𝑥) = 1 2 𝑥2 ; ℎ(𝑥) = 2𝑥2 . Quando multiplicamos 𝑥2 por uma constante positiva, modificamos a "abertura" da parábola. Se a constante for maior que 1, a parábola fica "mais fechada", pois é esticada verticalmente, se afasta do eixo 𝑥. Se a constante for positiva e menor que 1, a parábola fica "mais aberta", pois comprime verticalmente, se aproxima do eixo 𝑥. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 2 de 28 b) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 ; 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)2 ; ℎ(𝑥) = (𝑥 + 1)2. Quando somamos uma constante positiva 𝑎 a variável 𝑥, transladamos o gráfico de 𝑓(𝑥) = 𝑥2 , horizontalmente, 𝑎 unidades para a esquerda. Quando subtraímos uma constante positiva 𝑎 da variável 𝑥, transladamos o gráfico de 𝑓(𝑥) = 𝑥2, horizontalmente, 𝑎 unidades para a direita. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 ; 𝑔(𝑥) = 𝑥2 − 2 ; ℎ(𝑥) = 𝑥2 + 2 . Observe que 𝑔(𝑥)⏟ 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑛𝑜𝑣𝑎 𝑓𝑢𝑛çã𝑜 𝑒𝑚 𝑥 = 𝑥2 − 2 = 𝑓(𝑥)⏟ 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑓𝑢𝑛çã𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚 𝑥 − 2 e ℎ(𝑥)⏟ 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑛𝑜𝑣𝑎 𝑓𝑢𝑛çã𝑜 𝑒𝑚 𝑥 = 𝑥2 + 2 = 𝑓(𝑥)⏟ 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑓𝑢𝑛çã𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚 𝑥 + 2 Assim, quando subtraímos uma constante positiva 𝑎 da variável 𝑦 , transladamos o gráfico de 𝑦 = 𝑥2, verticalmente, 𝑎 unidades para baixo. E quando somamos uma constante positiva 𝑎 a variável 𝑦 , transladamos o gráfico de 𝑦 = 𝑥2 , verticalmente, 𝑎 unidades para cima. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- d) Observando a função 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)2 + 2 , concluímos que a função 𝑓(𝑥) = 𝑥2 foi transladada horizontalmente 1 unidade para a direita e verticalmente 2 unidades para cima. EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 3 de 28 O gráfico de 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)2 + 2 é uma parábola de vértice 𝑉(1,2) , concavidade voltada para cima e seu eixo de simetria é a reta vertical 𝑥 = 1. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Observando a função e ℎ(𝑥) = −(𝑥 + 2)2 − 1 , concluímos que a função 𝑓(𝑥) = 𝑥2 foi refletida em torno do eixo 𝑥 e depois foi transladada horizontalmente 2 unidade para a esquerda e verticalmente 1 unidade para baixo. O gráfico de ℎ(𝑥) = −(𝑥 + 2)2 − 1 é uma parábola de vértice 𝑉(−2,−1), concavidade voltada para baixo e seu eixo de simetria é a reta vertical 𝑥 = −2. ____________________________________________________________________________________ Exercício 2: Seja a função 𝑓(𝑥) = −𝑥2 , para −1 ≤ 𝑥 ≤ 1 . Em cada item escreva uma lei para uma função que: a) Estique verticalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 3 . Dê o domínio e a imagem dessa nova função e esboce o seu gráfico. b) Comprima verticalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 1 2 . Dê o domínio e a imagem dessa nova função e esboce o seu gráfico. c) Estique horizontalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 4 . Dê o domínio e a imagem dessa nova função e esboce o seu gráfico. d) Comprima horizontalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 1 2 . Dê o domínio e a imagem dessa nova função e esboce o seu gráfico. EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 4 de 28 Resolução: O gráfico da função dada, 𝑓(𝑥) = −𝑥2 , −1 ≤ 𝑥 ≤ 1 é: ]1,1[)( fDom a) A função 𝑓1 cujo gráfico estica verticalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 3 é: 𝑓1(𝑥) = 3𝑓(𝑥) = −3𝑥 2 O domínio de 𝑓1 é o mesmo domínio de 𝑓, 𝐷𝑜𝑚(𝑓1) = [−1 , 1]. Mas, se −1 ≤ 𝑓(𝑥) ≤ 0, então, multiplicando a desigualdade por 3 , obtemos −3 ≤ 3 ∙ 𝑓(𝑥) ≤ 0 e Im(𝑓1) = [−3 , 0]. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) A função 𝑓2 cujo gráfico comprime verticalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 1 2 é: 𝑓2(𝑥) = 1 2 𝑓(𝑥) = − 1 2 𝑥2 O domínio de 2f é o mesmo domínio de 𝑓, 𝐷𝑜𝑚(𝑓2) = [−1 , 1]. Mas, se −1 ≤ 𝑓(𝑥) ≤ 0, então, multiplicando a desigualdade por 1 2 , obtemos 1 2 ∙ (−1) ≤ 1 2 ∙ 𝑓(𝑥) ≤ 1 2 ∙ 0 ⟹ − 1 2 ≤ 1 2 𝑓(𝑥) ≤ 0 e portanto, Im(𝑓2) = [− 1 2 , 0] ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ]0,1[)(Im f EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 5 de 28 c) A função 𝑓3 cujo gráfico estica horizontalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 4 é: 𝑓3(𝑥) = 𝑓 ( 1 4 𝑥) = −( 1 4 𝑥) 2 = − 1 16 𝑥2 Assim, 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚( 𝑓3) ⟹ 1 4 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ⟹ −1 ≤ 1 4 𝑥 ≤ 1 ⟹ −4 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟹ 𝐷𝑜𝑚(𝑓3) = [−4, 4] Essa transformação não mexe com a imagem da função, pois o esticamento (alongamento) é horizontal. Assim, Im(𝑓3) = Im(𝑓) = [−1 , 0] 𝐷𝑜𝑚(𝑓3) = [−4, 4] Im(𝑓3) = [−1 , 0] ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- d) A função 4f cujo gráfico comprime horizontalmente o gráfico de 𝑓 por um fator multiplicativo 1 2 é: 𝑓4(𝑥) = 𝑓(2 𝑥) = −(2𝑥) 2 = −4𝑥2 Assim, 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚( 𝑓4) ⟹ 2 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ⟹ −1 ≤ 2 𝑥 ≤ 1 ⟹ − 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 1 2 ⟹ 𝐷𝑜𝑚(𝑓4) = [− 1 2 , 1 2 ]. Essa transformação não mexe com a imagem da função, pois a compressão é horizontal. Assim, 𝐷𝑜𝑚( 𝑓4) = [− 1 2 , 1 2 ] e Im( 𝑓4) = Im(𝑓) = [−1 , 0] EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 6 de 28 Exercício 3: Esboce os gráficos das funções listadas abaixo. Eles podem ser obtidos do gráfico da função 𝑓(𝑥) = |𝑥| por meio de translações horizontais e/ou translações verticais e/ou reflexões em torno dos eixos coordenados e/ou modulações. Explique as transformações ocorridas. a) 𝑔(𝑥) = |𝑥 − 4| b) ℎ(𝑥) = |𝑥 + 2| c) 𝑗(𝑥) = |𝑥| + 2 d) 𝑚(𝑥) = −|𝑥 + 2| e) 𝑛(𝑥) = 5 − |𝑥 + 2| f) 𝑢(𝑥) = |𝑥 − 4| − 3 g) 𝑣(𝑥) = ||𝑥 − 4| − 3|. Resolução:a) O gráfico da função 𝑔(𝑥) = |𝑥 − 4| é uma translação horizontal para direita de 4 unidades do gráfico da função "elementar" 𝑓(𝑥) = |𝑥|: ATENÇÃO: é interessante observar que podemos obter pontos do novo gráfico, neste caso o gráfico transladado horizontalmente para direita, fazendo a mesma translação em pontos do gráfico original. Transladar um ponto horizontalmente para direita 𝒌 unidades (𝒌 > 0) significa acrescentar 𝒌 unidades a sua abscissa e não modificar a sua ordenada. (𝑥1 , 𝑦1) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎𝑑𝑜 𝑘 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 (𝑘>0) 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → (𝑥1 + 𝑘 , 𝑦1) EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 7 de 28 Observe que os pontos (−1, 1), (0, 0) (1, 1) do gráfico da função 𝑓(𝑥) = |𝑥| quando transladados 4 unidades horizontalmente para direita se transformam nos seguintes pontos: (−1 + 4 , 1) = (𝟑 , 𝟏) , (0 + 4 , 0) = (𝟒 , 𝟎) , (1 + 4 , 1) = (𝟓 , 𝟏). Vamos confirmar que os pontos (𝟑 , 𝟏) , (𝟒 , 𝟎) , (𝟓 , 𝟏) são pontos do gráfico da função 𝑔(𝑥) = |𝑥 − 4|: 𝑔(3) = |3 − 4| = |−1| = 1 𝑔(4) = |4 − 4| = |0| = 0 𝑔(5) = |5 − 4| = |1| = 1. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) O gráfico da função ℎ(𝑥) = |𝑥 + 2| é uma translação horizontal para esquerda de 2 unidades do gráfico da função "elementar" 𝑓(𝑥) = |𝑥| . ATENÇÃO: é interessante observar que podemos obter pontos do novo gráfico, neste caso o gráfico transladado horizontalmente para esquerda, fazendo a mesma translação em pontos do gráfico original. Transladar um ponto horizontalmente para esquerda 𝒌 unidades (𝒌 > 0) significa subtrair 𝒌 unidades da sua abscissa e não modificar a sua ordenada. (𝑥1 − 𝑘 , 𝑦1) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎𝑑𝑜 𝑘 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 (𝑘>0) 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 ← (𝑥1 , 𝑦1) Observe que os pontos (−1, 1), (0, 0) (1, 1) do gráfico da função 𝑓(𝑥) = |𝑥| quando transladados horizontalmente 2 unidades para esquerda se transformam nos seguintes pontos: (−1 − 2 , 1) = (−𝟑 , 𝟏) , (0 − 2 , 0) = (−𝟐 , 𝟎) , (1 − 2 , 1) = (−𝟏 , 𝟏). Vamos confirmar que os pontos (−𝟑 , 𝟏) , (−𝟐 , 𝟎) , (−𝟏 , 𝟏) são pontos do gráfico da função ℎ(𝑥) = |𝑥 + 2|: ℎ(3) = |−3 + 2| = |−1| = 1 ℎ(−2) = |−2 + 2| = |0| = 0 ℎ(−1) = |−1 + 2| = |1| = 1 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 8 de 28 c) O gráfico da função 𝑗(𝑥) = |𝑥| + 2 é uma translação vertical para cima de 2 unidades do gráfico da função "elementar" 𝑓(𝑥) = |𝑥| . ATENÇÃO: Transladar um ponto verticalmente para cima 𝒌 unidades (𝒌 > 0) significa acrescentar 𝒌 unidades a sua ordenada e não modificar a sua abscissa. Observe que os pontos (−1, 1) , (0, 0) , (1, 1) quando transladados 2 unidades verticalmente para cima são transformados nos pontos: (−1 , 1 + 2) = (−𝟏 , 𝟑) , (0 , 0 + 2) = (𝟎 , 𝟐) , (1 , 1 + 2) = (𝟏 , 𝟑), que são pontos do gráfico da função 𝑗(𝑥) = |𝑥| + 2 , pois 𝑗(−1) = |−1| + 2 = 1 + 2 = 3 𝑗(0) = |0| + 2 = 0 + 2 = 2 𝑗(1) = |1| + 2 = 1 + 2 = 3 . -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- d) O gráfico da função 𝑚(𝑥) = −|𝑥 + 2| é uma reflexão em torno do eixo 𝑥 do gráfico da função ℎ(𝑥) = |𝑥 + 2| do item b). ATENÇÃO: ao refletir um ponto (𝒙, 𝒚) em torno do eixo 𝒙 , obtemos o ponto (𝒙, −𝒚). Observe que os pontos (−3 , 1) , (−2 , 0) , (−1 , 1) do gráfico da função ℎ(𝑥) = |𝑥 + 2| do item b), quando refletidos em torno do eixo 𝒙 , são transformados respectivamente nos pontos: (−𝟑 ,−𝟏) , (−𝟐 , 𝟎) , (−𝟏 ,−𝟏), que são pontos do gráfico da função 𝑚(𝑥) = −|𝑥 + 2|, pois 𝑚(−3) = −|−3 + 2| = −|−1| = −1 𝑚(−2) = −|−2 + 2| = −|0| = 0 𝑚(−1) = −|−1 + 2| = −|1| = −1 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- e) O gráfico da função 𝑛(𝑥) = 5 − |𝑥 + 2| é uma translação vertical para cima de 5 unidades do gráfico da função 𝑚(𝑥) = −|𝑥 + 2| apresentado no item d) acima. Observe que os pontos (−3 ,−1) , (−2 , 0) , (−1 , −1) do gráfico da função 𝑚(𝑥) = −|𝑥 + 2| são transladados 5 unidades verticalmente para cima para os pontos: EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 9 de 28 (−3 , −1 + 5) = (−𝟑 , 𝟒) , (−2 , 0 + 5) = (−𝟐 , 𝟓) , (−1 ,−1 + 5) = (−𝟏 , 𝟒), que são pontos do gráfico 𝑛(𝑥) = 5 − |𝑥 + 2| , pois 𝑛(−3) = 5 − |−3 + 2| = 5 − |−1| = 5 − 1 = 4 𝑛(−2) = 5 − |−2 + 2| = 5 − |0| = 5 − 0 = 5 𝑛(−1) = 5 − |−1 + 2| = 5 − |1| = 5 − 1 = 4 . ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- f) O gráfico da função 𝑢(𝑥) = |𝑥 − 4| − 3 é uma translação vertical para baixo de 3 unidades do gráfico de 𝑔(𝑥) = |𝑥 − 4| apresentado no item a) acima. ATENÇÃO: Transladar um ponto verticalmente para baixo 𝒌 unidades (𝒌 > 0) significa subtrair 𝒌 unidades da sua ordenada e não modificar a sua abscissa. Observe que os pontos (−3 , 1) , (4 , 0) , (5 , 1) do gráfico da função 𝑔(𝑥) = |𝑥 − 4| são transladados 3 unidades verticalmente para baixo, respectivamente, para os pontos (3 , 1 − 3) = (𝟑 ,−𝟐) , (4 , 0 − 3) = (𝟒 ,−𝟑) , (5 , 1 − 3) = (𝟓 ,−𝟐), que são pontos do gráfico da função gráfico 𝑢(𝑥) = |𝑥 − 4| − 3, pois 𝑢(3) = |3 − 4| − 3 = |−1| − 3 = 1 − 3 = −2 𝑢(4) = |4 − 4| − 3 = |0| − 3 = 0 − 3 = −3 𝑢(5) = |5 − 4| − 3 = |1| − 3 = 1 − 3 = −2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- g) O gráfico da função 𝑣(𝑥) = ||𝑥 − 4| − 3| é a "modulação" do gráfico da função 𝑢(𝑥) = |𝑥 − 4| − 3 do item f) acima. Isto significa que foi feito um rebatimento para cima do eixo 𝑥 , da parte negativa da função (a parte do gráfico que estava abaixo do eixo 𝑥 ) e foi mantida a parte positiva ou nula da função (a parte do gráfico que estava acima do eixo 𝑥 ou sobre ele). ATENÇÃO: Quando modulamos o gráfico de uma função, os pontos desse gráfico têm as suas ordenadas moduladas, assim um ponto (𝒙, 𝒚) do gráfico de uma função 𝒇 , é transformado no ponto (𝒙, |𝑦|) do gráfico da função |𝑓| . EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 10 de 28 Observe que os pontos (−3 , −2) , (4 , −3) , (5 , −2) do gráfico da função 𝑢(𝑥) = |𝑥 − 4| − 3 são rebatidos respectivamente para os pontos (3 , |−2|) = (𝟑 , 𝟐) , (4 , |−3|) = (𝟒 , 𝟑) , (5 , |−2|) = (𝟓 , 𝟐), que são pontos do gráfico da função gráfico 𝜈(𝑥) = ||𝑥 − 4| − 3| , pois 𝜈(3) = ||3 − 4| − 3| = ||−1| − 3| = |1 − 3| = |−2| = 2 𝜈(4) = ||4 − 4| − 3| = ||0| − 3| = |0 − 3| = |−3| = 3 𝜈(5) = ||5 − 4| − 3| = ||1| − 3| = |1 − 3| = |−2| = 2 ________________________________________________________________________________ Exercício 4: Considere as parábolas de equações 𝑥 = 𝑦2 e 𝑥 = −𝑦2 desenhadas abaixo. Considere o gráfico da função elementar 𝑓(𝑥) = √𝑥 , que é parte da parábola 𝑥 = 𝑦2. Para cada função: 𝑓1(𝑥) = −√𝑥 𝑓2(𝑥) = √−𝑥 𝑓3(𝑥) = −√−𝑥 𝑓4(𝑥) = √|𝑥| 𝑓5(𝑥) = −√|𝑥|, faça o que se pedeem cada item. a) Determine o domínio da função. b) Esboce o seu gráfico usando reflexões e/ou modulações a partir do gráfico da função 𝑓(𝑥) = √𝑥. c) Observe o gráfico e dê a imagem da função. d) O gráfico obtido no item (b) é parte ou união de partes das parábolas de equações 𝑥 = 𝑦2 e/ou 𝑥 = −𝑦2. Relacione o gráfico ou cada parte do gráfico obtido no item (b), com uma das EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 11 de 28 duas equações, citando em quais intervalos do eixo 𝑥 e do eixo 𝑦 a equação é identificada. Para relacionar será preciso substituir o nome da função ( 𝑓1 , 𝑓2 , 𝑓3 , 𝑓4 ou 𝑓5) por 𝑦 para obter uma equação nas variáveis 𝑥 e 𝑦, depois elevar essa equação ao quadrado. Resolução: a) Como só é possível calcular a raiz quadrada de números positivos ou nulo, então 𝐷𝑜𝑚 (𝑓1) = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≥ 0} = [0,∞) 𝐷𝑜𝑚 (𝑓2) = 𝐷𝑜𝑚 (𝑓3) = {𝑥 ∈ ℝ;−𝑥 ≥ 0} = {𝑥 ∈ ℝ; 𝑥 ≤ 0} = (−∞, 0] 𝐷𝑜𝑚 (𝑓4) = 𝐷𝑜𝑚 (𝑓5) = {𝑥 ∈ ℝ; |𝑥| ≥ 0} = ℝ = (−∞,∞) , pois |𝑥| ≥ 0 para qualquer 𝑥 ∈ ℝ. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) Para auxiliar, esboçamos primeiro o gráfico de 𝑓(𝑥) = √𝑥. Gráfico de 𝒇𝟏(𝒙) = −√𝒙 : Para esboçarmos o gráfico de 𝑦 = −𝑓(𝑥) devemos refletir no eixo 𝑥 o gráfico de 𝑦 = 𝑓(𝑥). Portanto, o gráfico de 𝑓1(𝑥) = −√𝑥 é obtido quando refletimos o gráfico de 𝑓(𝑥) = √𝑥 no eixo 𝑥. Gráfico de 𝒇𝟐(𝒙) = √−𝒙 : Para esboçarmos o gráfico de 𝑦 = 𝑓(−𝑥) devemos refletir o gráfico de 𝑦 = 𝑓(𝑥) no eixo 𝑦. Portanto, o gráfico de 𝑓2(𝑥) = √−𝑥 é obtido quando refletimos o gráfico de 𝑓(𝑥) = √𝑥 no eixo 𝑦. EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 12 de 28 Gráfico de 𝒇𝟑(𝒙) = −√−𝒙 : Para esboçarmos o gráfico de 𝒚 = −𝒇(−𝒙) devemos refletir o gráfico de 𝑦 = 𝑓(𝑥) no eixo 𝑥 para obter o gráfico de 𝑦 = −𝑓(𝑥) e depois devemos refletir o gráfico de 𝑦 = −𝑓(𝑥) no eixo 𝑦, para obter o gráfico de 𝑦 = −𝑓(−𝑥). Portanto, o gráfico de 𝑓3(𝑥) = −√−𝑥 é obtido quando refletimos o gráfico de 𝑓(𝑥) = √𝑥 no eixo 𝑥 para obter o gráfico de 𝑓1(𝑥) = −√𝑥 e depois, devemos refletir no eixo 𝑦 o gráfico de 𝑓1(𝑥) = −√𝑥 , para obter o gráfico de 𝑓3(𝑥) = −√−𝑥 . Gráfico de 𝒇𝟒(𝒙) = √|𝒙| : Para esboçarmos o gráfico de 𝒚 = 𝒇(|𝒙|) , devemos manter o gráfico de 𝑦 = 𝑓(𝑥) para 𝑥 ≥ 0 e devemos refletir essa mesma parte, onde 𝑥 ≥ 0 , em relação ao eixo 𝑦 , pois 𝑦 = 𝑓(|𝑥|) = { 𝑓(𝑥) , 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0 𝑓(−𝑥) , 𝑠𝑒 𝑥 < 0 Portanto, 𝑓4(𝑥) = √|𝑥| = { √𝑥 , 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0 √−𝑥 , 𝑠𝑒 𝑥 < 0 Gráfico de 𝒇𝟓(𝒙) = −√|𝒙| : Para esboçarmos o gráfico de 𝒇𝟓(𝒙) = −√|𝒙| devemos refletir o gráfico de 𝑓4(𝑥) = √|𝑥| no eixo 𝑥 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) Observando cada gráfico, 𝐼𝑚 (𝑓1) = {𝑦 ∈ ℝ; 𝑦 ≤ 0} = (−∞, 0] 𝐼𝑚 (𝑓2) = {𝑦 ∈ ℝ; 𝑦 ≥ 0} = [0,∞) 𝐼𝑚 (𝑓3) = {𝑦 ∈ ℝ; 𝑦 ≤ 0} = (−∞, 0] 𝐼𝑚 (𝑓4) = {𝑦 ∈ ℝ; 𝑦 ≥ 0} = [0,∞) 𝐼𝑚 (𝑓5) = {𝑦 ∈ ℝ; 𝑦 ≤ 0} = (−∞, 0] ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 13 de 28 d) Observe que 𝑉 = (0 ,0) é o vértice das parábolas de equações 𝑥 = 𝑦2 e 𝑥 = −𝑦2. Função 𝒇𝟏(𝒙) = −√𝒙 : 𝑓1(𝑥) = −√𝑥 ⟹ 𝑦 = −√𝑥, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≤ 0 ⟹ 𝑦2 = (−√𝑥) 2 = 𝑥, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≤ 0 ⟹ 𝑥 = 𝑦2, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≤ 0 Portanto o gráfico de 𝑓1(𝑥) = −√𝑥 é a parte da parábola de equação 𝑥 = 𝑦 2 situada no 4º. quadrante (𝑥 > 0, 𝑦 < 0) ou no eixo 𝑥 (𝑥 = 0, 𝑦 = 0). Função 𝒇𝟐(𝒙) = √−𝒙 : 𝑓2(𝑥) = √−𝑥 ⟹ 𝑦 = √−𝑥, 𝑥 ≤ 0, 𝑦 ≥ 0 ⟹ 𝑦2 = (√−𝑥) 2 = −𝑥, 𝑥 ≤ 0, 𝑦 ≥ 0 ⟹ 𝑥 = −𝑦2, 𝑥 ≤ 0, 𝑦 ≥ 0 Portanto o gráfico de 𝑓2(𝑥) = √−𝑥 é a parte da parábola de equação 𝑥 = −𝑦 2 situada no 2º. quadrante (𝑥 < 0, 𝑦 > 0) ou no eixo 𝑥 (𝑥 = 0, 𝑦 = 0). Função 𝒇𝟑(𝒙) = −√−𝒙 : 𝑓3(𝑥) = −√−𝑥 ⟹ 𝑦 = −√−𝑥, 𝑥 ≤ 0, 𝑦 ≤ 0 ⟹ 𝑦 2 = (−√−𝑥) 2 = −𝑥, 𝑥 ≤ 0, 𝑦 ≤ 0 ⟹ 𝑥 = −𝑦2, 𝑥 ≤ 0, 𝑦 ≤ 0 . Portanto o gráfico de 𝑓3(𝑥) = −√−𝑥 é a parte da parábola de equação 𝑥 = −𝑦 2 situada no 3º. quadrante (𝑥 < 0, 𝑦 < 0) ou no eixo 𝑥 (𝑥 = 0, 𝑦 = 0). Função 𝒇𝟒(𝒙) = √|𝒙| : 𝑓4(𝑥) = √|𝑥| ⟹ 𝑦 = √|𝑥| , − ∞ < 𝑥 < ∞, 𝑦 ≥ 0 ⟹ 𝑦2 = (√|𝑥|) 2 = |𝑥| , − ∞ < 𝑥 < ∞, 𝑦 ≥ 0 ⟹ {𝑥 = 𝑦2, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≥ 0} 𝑜𝑢 {−𝑥 = 𝑦2, 𝑥 < 0, 𝑦 > 0} ⟹ {𝑥 = 𝑦2, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≥ 0} 𝑜𝑢 {𝑥 = −𝑦2, 𝑥 < 0, 𝑦 > 0} EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 14 de 28 Portanto uma parte do gráfico de 𝑓4(𝑥) = √|𝑥| é a parte da parábola de equação 𝑥 = 𝑦 2 situada no 1º. quadrante (𝑥 > 0, 𝑦 > 0) ou no eixo 𝑥 (𝑥 = 0, 𝑦 = 0) e outra parte do gráfico de 𝑓4(𝑥) = √|𝑥| é a parte da parábola de equação 𝑥 = −𝑦2 situada no 2º. quadrante (𝑥 < 0, 𝑦 > 0). Função 𝒇𝟓(𝒙) = −√|𝒙| : 𝑓5(𝑥) = −√|𝑥| ⟹ 𝑦 = −√|𝑥|, −∞ < 𝑥 < ∞, 𝑦 ≤ 0 ⟹ 𝑦2 = (√|𝑥|) 2 = |𝑥|, −∞ < 𝑥 < ∞, 𝑦 ≤ 0 ⟹ {𝑥 = 𝑦2, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≤ 0} 𝑜𝑢 {−𝑥 = 𝑦2, 𝑥 < 0, 𝑦 < 0} ⟹ {𝑥 = 𝑦2, 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≤ 0} 𝑜𝑢 {𝑥 = −𝑦2, 𝑥 < 0, 𝑦 < 0} Portanto uma parte do gráfico de 𝑓5(𝑥) = −√|𝑥| é a parte da parábola de equação 𝑥 = 𝑦 2 situada no 4º. quadrante (𝑥 > 0, 𝑦 < 0) ou no eixo 𝑥 (𝑥 = 0, 𝑦 = 0) e a outra parte do gráfico de 𝑓5(𝑥) = −√|𝑥| é a parte da parábola de equação 𝑥 = −𝑦2 situada no 3º. quadrante (𝑥 < 0, 𝑦 < 0). Exercício 5: Esboce os gráficos das funções listadas abaixo. Eles podem ser obtidos do gráfico de uma função "elementar" por meio de translações horizontais e/ou translações verticais e/ou reflexões em torno dos eixos coordenados e/ou modulações. Identifique essa função "elementar" e as transformações ocorridas. Determine o domínio e a imagem de cada uma delas. a) 𝐹(𝑥) = √𝑥 − 3 − 2 b) 𝐺(𝑥) = 1 − √𝑥 + 4 c) 𝐻(𝑥) = √9 − 𝑥 − 2 d) 𝐽(𝑥) = 3 − √4 − 𝑥 e) 𝐾(𝑥) = √|𝑥 − 4| − 3 f) 𝐿(𝑥) = |√|𝑥 − 4| − 3| EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 15 de 28 Resolução: a) O gráfico da função 𝐹(𝑥) = √𝑥 − 3 − 2 é uma translação horizontal para direita de 3 unidades seguida de uma translação vertical para baixo de 2 unidades do gráfico de 𝑦 = √𝑥 . 𝐷𝑜𝑚(𝐹) = [3 , +∞) e Im(𝐹) = [−2 , +∞) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) O gráfico da função 𝐺(𝑥) = 1 − √𝑥 + 4 é uma translação horizontal para esquerda de 4 unidades seguida de uma translação vertical para cima de 1 unidade do gráfico de 𝑦 = −√𝑥 . 𝐷𝑜𝑚(𝐺) = [−4 , +∞) e Im(𝐺) = (−∞ , 1] ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) O gráfico da função 𝐻(𝑥) = √9 − 𝑥 − 2 é uma translação horizontal para direita de 9 unidades seguida de uma translação vertical para baixo de 2 unidades do gráfico de 𝑦 = √−𝑥 . 𝐷𝑜𝑚(𝐻) = (−∞ ,9] e Im(𝐻) = [−2 , +∞) EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – GabaritoPré-Cálculo 16 de 28 ATENÇÃO: para ver exatamente a translação horizontal que está ocorrendo, é preciso colocar o coeficiente da variável 𝒙 em evidência. Caso contrário podemos nos equivocar. Fazendo isso nesse exemplo, 𝐻(𝑥) = √9 − 𝑥 − 2 = √−(𝑥 − 9) − 2 , vemos que a translação horizontal será para a direita e não para a esquerda como poderia parecer inicialmente. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- d) O gráfico de 𝐽(𝑥) = 3 − √4 − 𝑥 = 3 − √−(𝑥 − 4) é uma translação horizontal para direita de 4 unidades seguida de uma translação vertical para cima de 3 unidades do gráfico de 𝑦 = −√−𝑥 . 𝐷𝑜𝑚(𝐽) = (−∞ ,4] e Im(𝐽) = [−∞ , 3) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- e) O gráfico de 𝐾(𝑥) = √|𝑥 − 4| − 3 é uma translação horizontal para direita de 4 unidades seguida de uma translação vertical para baixo de 3 unidades do gráfico de 𝑦 = √|𝑥|. O gráfico de 𝑦 = √|𝑥| = { √𝑥 , 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0 √−𝑥 , 𝑠𝑒 𝑥 < 0 𝑦 = √|𝑥| 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 4 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 ⇒ 𝑦 = √|𝑥 − 4 | 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 ⇒ 𝐾(𝑥) = √|𝑥 − 4| − 3 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 4 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 ,𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 17 de 28 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 , 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → 𝐷𝑜𝑚(𝐾) = ℝ e Im(𝐾) = [−3 , +∞) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- f) O gráfico de 𝐿(𝑥) = |√|𝑥 − 4| − 3| é a "modulação" do gráfico da função 𝐾(𝑥) = √|𝑥 − 4| − 3 do item e) acima. Isto significa que será feito um rebatimento para cima do eixo 𝑥 , da parte negativa da função (a parte do gráfico que estava abaixo do eixo 𝑥) e será mantida a parte positiva ou nula da função (a parte do gráfico que estava acima do eixo 𝑥 ou sobre ele). Para isso, vamos encontrar os pontos onde o gráfico de 𝐾(𝑥) = √|𝑥 − 4| − 3 intercepta o eixo 𝑥 : Esses pontos têm ordenada 𝑦 = 0, portanto temos: √|𝑥 − 4| − 3 = 0 ⟹ √|𝑥 − 4| = 3 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑎𝑚𝑏𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑚𝑒𝑚𝑏𝑟𝑜𝑠 𝑎𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 ⇒ ( √|𝑥 − 4|) 2 = 32 ⟹ |𝑥 − 4| = 9 ⟹ 𝑥 − 4 = −9 𝑜𝑢 𝑥 − 4 = 9 ⟹ 𝑥 = −5 𝑜𝑢 𝑥 = 13 𝐷𝑜𝑚(𝐿) = ℝ e Im(𝐿) = [0 , +∞) _______________________________________________________________________________ EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 18 de 28 Exercício 6: Esboce os gráficos das funções listadas abaixo. Eles podem ser obtidos do gráfico de uma função "elementar" por meio de translações horizontais e/ou translações verticais e/ou reflexões em torno dos eixos coordenados e/ou modulações. Identifique essa função "elementar" e as transformações ocorridas. Determine o domínio e a imagem de cada uma delas. a) 𝐹(𝑥) = √|𝑥| − 1 − 2 b) 𝐺(𝑥) = |(𝑥 + 1)3 − 1| c) 𝐻(𝑥) = 1 𝑥+2 + 3 d) Esboce os gráficos das funções 𝑓(𝑥) = √𝑥 − 1 3 + 1 , 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)3 + 1 . Além de identificar as funções "elementares" e as transformações ocorridas, esboce os gráficos intermediários. Esboce num mesmo par de eixos os gráficos das funções 𝑓(𝑥) = √𝑥 − 1 3 + 1 , 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)3 + 1 e 𝑦 = 𝑥. Observe a relação que existe entre esses gráficos. Resolução: a) Consideremos a função 𝑓(𝑥) = √|𝑥| − 1 . O seu domínio é { 𝑥 ∈ ℝ ∶ |𝑥| − 1 ≥ 0 }. Mas, |𝑥| − 1 ≥ 0 ⟺ |𝑥| ≥ 1 ⟺ 𝑥 ≤ −1 ou 𝑥 ≥ 1 . Portanto, 𝐷𝑜𝑚(𝑓) = { 𝑥 ∈ ℝ ∶ |𝑥| − 1 ≥ 0 } = (−∞ ,−1] ∪ [1 , +∞) 𝑓(𝑥) = √|𝑥| − 1 = { √𝑥 − 1 , 𝑠𝑒 𝑥 − 1 ≥ 0 (𝑥 ≥ 1) √−𝑥 − 1 , 𝑠𝑒 − 𝑥 − 1 ≥ 0 (𝑥 ≤ −1) O gráfico dessa função é: Para obtermos o gráfico de 𝐹(𝑥) = √|𝑥| − 1 − 2: 𝑓(𝑥) = √|𝑥| − 1 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 ⇒ 𝐹(𝑥) = √|𝑥| − 1 − 2 EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 19 de 28 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 ⇒ 𝐷𝑜𝑚(𝐹) = (−∞ ,−1] ∪ [1 , +∞) e Im(𝐹) = [−2 , +∞) --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) Construímos o gráfico de 1)1()( 3 xxG fazendo as seguintes transformações em gráficos: 𝑦 = 𝑥3 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 ⇒ 𝑦 = (𝑥 + 1)3 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 ⇒ 𝑦 = (𝑥 + 1)3 − 1 Modulando a função 𝑦=(𝑥+1)3−1 ⇒ 𝐺(𝑥) = |(𝑥 + 1)3 − 1| 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 ⇒ 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 ⇒ Modulando a função 𝑦=(𝑥+1)3−1 ⇒ 𝐷𝑜𝑚(𝐺) = ℝ e Im(𝐺) = [0 , +∞) EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 20 de 28 ATENÇÃO: Modulando a função significa que a parte do gráfico dessa função em que 𝑦 < 0 , ou seja, a parte do gráfico que está abaixo do eixo 𝑥 , deve ser refletida em torno d eixo 𝑥. E a parte do gráfico em que 𝑦 ≥ 0 , ou seja, a parte do gráfico que está cima do eixo 𝑥 ou sobre ele, deve ser mantida. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) Construímos o gráfico de 𝐻(𝑥) = 1 𝑥+2 + 3 fazendo as seguintes em gráficos: ℎ(𝑥) = 1 𝑥 , 𝑥 ≠ 0 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 ⇒ 𝑦 = 1 𝑥 + 2 , 𝑥 ≠ −2 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 ⇒ 𝐻(𝑥) = 1 𝑥 + 2 + 3 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 ⇒ 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 3 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 ⇒ 𝐷𝑜𝑚(𝐻) = ℝ − {2} e Im(𝐻) = ℝ − {3} ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 21 de 28 d) Esboce os gráficos das funções 𝑓(𝑥) = √𝑥 − 1 3 + 1 , 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)3 + 1 . Além de identificar as funções "elementares" e as transformações ocorridas, esboce os gráficos intermediários. Esboce num mesmo par de eixos os gráficos das funções 𝑓(𝑥) = √𝑥 − 1 3 + 1 , 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)3 + 1e 𝑦 = 𝑥. Observe a relação que existe entre esses gráficos. Gráfico da função 𝒇(𝒙) = √𝒙 − 𝟏 𝟑 + 𝟏 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função 𝑓(𝑥) = √𝑥 − 1 3 + 1 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: 𝑦 = √𝑥 3 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑦 = √𝑥 − 1 3 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑓(𝑥) = √𝑥 − 1 3 + 1 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Gráfico da função 𝒈(𝒙) = (𝒙 − 𝟏)𝟑 + 𝟏 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)3 + 1 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 22 de 28 𝑦 = 𝑥3 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑦 = (𝑥 − 1)3 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)3 + 1 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑎 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → Observando a relação que existe entre os gráficos de 𝑓(𝑥) = √𝑥 − 1 3 + 1 e de 𝑔(𝑥) = (𝑥 − 1)3 + 1 EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 23 de 28 Os gráficos das 𝒇(𝒙) = √𝒙 − 𝟏 𝟑 + 𝟏 e 𝒈(𝒙) = (𝒙 − 𝟏)𝟑 + 𝟏 são simétricos com relação à reta 𝒚 = 𝒙 ________________________________________________________________________________ Exercício 7: Faça o gráfico de cada função começando com o gráfico de uma função elementar e então aplicando as transformações apropriadas: translações horizontais, translações verticais, alongamentos, compressões, reflexões, modulações. Explique quais são essas transformações. a) 𝑓(𝑥) = 1 2 √𝑥 + 2 b) 𝑔(𝑥) = √ 1 2 𝑥 + 2 c) ℎ(𝑥) = 1 2 √ 1 2 𝑥 + 2 d) 𝑗(𝑥) = 2√ 1 2 𝑥 + 2 e) 𝑟(𝑥) = 1 2 √2𝑥 + 2 f) 𝑠(𝑥) = 2√2𝑥 + 2 EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 24 de 28 Resolução: a) 𝑓(𝑥) = 1 2 √𝑥 + 2 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função 𝑓(𝑥) = 1 2 √𝑥 + 2 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: 𝑦 = √𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑦 = √𝑥 + 2 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑘= 1 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑓(𝑥) = 1 2 √𝑥 + 2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) 𝑔(𝑥) = √ 1 2 𝑥 + 2 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função 𝑔(𝑥) = √ 1 2 𝑥 + 2 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: 𝑦 = √𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑦 = √𝑥 + 2 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 1 𝑘 = 1 1 2 =2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑔(𝑥) = √ 1 2 𝑥 + 2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 25 de 28 c) ℎ(𝑥) = 1 2 √ 1 2 𝑥 + 2 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função ℎ(𝑥) = 1 2 √ 1 2 𝑥 + 2 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: 𝑦 = √𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑦 = √𝑥 + 2 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑘= 1 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑦 = 1 2 √𝑥 + 2 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 1 𝑘 = 1 1 2 =2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → ℎ(𝑥) = 1 2 √ 1 2 𝑥 + 2 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ d) 𝑗(𝑥) = 2√ 1 2 𝑥 + 2 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função ℎ(𝑥) = 1 2 √ 1 2 𝑥 + 2 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 26 de 28 𝑦 = √𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑦 = √𝑥 + 2 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑘=2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑦 = 2√𝑥 + 2 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 1 𝑘 = 1 1 2 =2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑗(𝑥) = 2√ 1 2 𝑥 + 2 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ e) 𝑟(𝑥) = 1 2 √2𝑥 + 2 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função 𝑟(𝑥) = 1 2 √2𝑥 + 2 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 27 de 28 𝑦 = √𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑦 = √𝑥 + 2 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑘= 1 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑦 = 1 2 √𝑥 + 2 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 1 𝑘 = 1 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑟(𝑥) = 1 2 √2𝑥 + 2 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- f) 𝑠(𝑥) = 2√2𝑥 + 2 Uma possibilidade para explicar o gráfico da função 𝑠(𝑥) = 2√2𝑥 + 2 é a seguinte sequência de transformações em gráficos de funções: 𝑦 = √𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑎 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑦 = √𝑥 + 2 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑘=2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 → 𝑦 = 2√𝑥 + 2 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 1 𝑘 = 1 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 → 𝑠(𝑥) = 2√2𝑥 + 2 EP 04 – 2017-2 – Transformações em Gráficos – Gabarito Pré-Cálculo 28 de 28
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