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AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 1 de 11 DISCIPLINA PRÉ-CÁLCULO 2023-1 Profa. Maria Lúcia Campos Profa. Marlene Dieguez Parte 1 da Primeira Avaliação a Distância (AD1-Parte 1) IMPORTANTE!!! Em todas as questões não serão consideradas as respostas se não estiverem acompanhadas dos cálculos ou das justificativas para encontrar as respostas. Cálculos, justificativas e respostas devem ser MANUSCRITOS. Questões digitadas receberão ZERO. Os gráficos devem ser feitos à mão, não será aceito gráfico feito com aplicativo ou com programa computacional. Questão 1 [1,0 ponto] Considere 𝑥 ∈ ℝ e a expressão 𝐸(𝑥) = √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 . Q1(a) Determine o domínio de 𝐸(𝑥). Simplifique a expressão 𝐸(𝑥) de forma que não apareça raiz quadrada na expressão. Escreva a expressão em uma das seguintes formas: 𝐸(𝑥) = { 𝐴(𝑥) 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 < 𝑎 𝑒 𝑥 ≠ 2 𝐵(𝑥) 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 𝑎 ou 𝐸(𝑥) = { 𝐴(𝑥) 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 < 𝑎 𝐵(𝑥) 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 𝑎 𝑒 𝑥 ≠ 2 Qual é o valor de 𝒂? Encontre as expressões 𝑨(𝒙) 𝒆 𝑩(𝒙). Q1(b) Resolva a equação 𝐸(𝑥) = 0. Q1(c) Analise o sinal de 𝐸(𝑥). RESOLUÇÃO: Q1(a) Seja 𝐸(𝑥) = √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 As restrições do domínio de 𝐸(𝑥) são: radicando (𝑥 − 1)2 ≥ 0 e o denominador 𝑥 − 2 ≠ 0. Como (𝑥 − 1)2 ≥ 0 para todo 𝑥 ∈ ℝ e 𝑥 − 2 ≠ 0 ⟺ 𝑥 ≠ 2 , então domínio 𝐸(𝑥) = ℝ − {2}. Escrevendo a expressão 𝐸(𝑥) de forma que não apareça raiz quadrada na expressão: 𝐸(𝑥) = √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 = |𝑥−1|−𝑥 𝑥−2 = { −𝑥+1−𝑥 𝑥−2 = 1−2𝑥 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 < 1 𝑥−1−𝑥 𝑥−2 = −1 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2 √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 = { 1−2𝑥 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 < 1 −1 𝑥−2 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2 Logo, ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 2 de 11 𝐸(𝑥) = { 1 − 2𝑥 𝑥 − 2 𝑠𝑒 𝑥 < 1 −1 𝑥 − 2 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2 Portanto, 𝑎 = 2 , 𝐴(𝑥) = 1 − 2𝑥 𝑒 𝐵(𝑥) = −1. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Q1(b) Resolva a equação 𝐸(𝑥) = 0. ▪ Se 𝑥 < 1 √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 = 1−2𝑥 𝑥−2 = 0, 𝑠𝑒 𝑥 < 1 ⟺ 1 − 2𝑥 = 0 , 𝑠𝑒 𝑥 < 1 ⟺ 𝑥 = 1 2 , 𝑠𝑒 𝑥 < 1 ⟺ 𝑥 = 1 2 Como 1 2 < 1 , então 𝑥 = 1 2 é solução de 𝐸(𝑥) = 0. ▪ Se 𝑥 ≥ 1 √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 = −1 𝑥−2 = 0, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2 ⟺ −1 = 0 , 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2 Não tem solução, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2. Logo, 𝐸(𝑥) = 0 ⟺ 𝑥 = 1 2 . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Q1(c) Analisando o sinal de 𝐸(𝑥). Se 𝑥 < 1, √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 = 1−2𝑥 𝑥−2 , Se 𝑥 < 1, tabela de sinais Valores de 𝑥 (−∞ , 1 2 ) 1 2 ( 1 2 , 1) 1 − 2𝑥 + + + 0 − − − 𝑥 − 2 − − − − − − − − − 𝐸(𝑥) = 1 − 2𝑥 𝑥 − 2 − − − 0 + + + Se 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2, √(𝑥−1)2−𝑥 𝑥−2 = −1 𝑥−2 Se 𝑥 ≥ 1 𝑒 𝑥 ≠ 2, tabela de sinais AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 3 de 11 Valores de 𝑥 [1 , 2) 2 (2 , ∞) −1 − − − − − − − − − 𝑥 − 2 − − − 0 + + + 𝐸(𝑥) = −1 𝑥 − 2 + + + 𝑛𝑑 − − − Conclusão 𝐸(𝑥) = 0 ⟺ 𝑥 = 1 2 𝐸(𝑥) > 0 ⟺ 1 2 < 𝑥 < 1 ou 1 ≤ 𝑥 < 2 ⟺ 1 2 < 𝑥 < 2 ⟺ 𝑥 ∈ ( 1 2 , 2) 𝐸(𝑥) < 0 ⟺ −∞ < 𝑥 < 1 2 ou 2 < 𝑥 < ∞ ⟺ 𝑥 ∈ (−∞ , 1 2 ) ∪ (2 , ∞) _____________________________________________________________________________________ Questão 2 [1,5 ponto] Considere as funções 𝑚(𝑥) = 8 − 2|𝑥 − 4| e 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) , 𝑥 ∈ ℝ. Q2(a) Se possível, obtenha as coordenadas dos pontos de interseção do gráfico de 𝑦 = 𝑚(𝑥) com o eixo 𝑥 e com o eixo 𝑦. Usando a definição de módulo, esboce o gráfico da função 𝑦 = 𝑚(𝑥). Explique como usou a definição. Indique no gráfico as coordenadas dos pontos de interseção do gráfico de 𝑦 = 𝑚(𝑥) com os eixos coordenados, quando existirem. Q2(b) O gráfico de 𝑦 = 𝑡(𝑥) é uma parábola. Descreva como é possível determinar o vértice. Determine o vértice da parábola. Se possível, obtenha as coordenadas dos pontos de interseção do gráfico com o eixo 𝒙 e com o eixo 𝒚. Esboce o gráfico de 𝑦 = 𝑡(𝑥). Indique no gráfico as coordenadas do vértice e outros dois pontos da parábola, escolhidos por você. Q2(c) Esboce o gráfico de 𝒚 = 𝒎(𝒙) e o gráfico de 𝒕(𝒙) no mesmo par de eixos coordenados. Obtenha e indique os pontos de interseção dos dois gráficos. Q2(d) Observando os gráficos do item anterior, resolva a inequação 𝑚(𝑥) ≥ 𝑡(𝑥). RESOLUÇÃO: Q2(a) Seja 𝑚(𝑥) = 8 − 2|𝑥 − 4| , 𝑥 ∈ ℝ ✓ Determinando as coordenadas da interseção do gráfico da função 𝒎 com o eixo 𝒚: Fazendo 𝑥 = 0 , temos, 𝑚(0) = 8 − 2|0 − 4| = 8 − 2|−4| = 8 − 2 ∙ 4 = 0 Portanto o gráfico da função 𝑚 corta o eixo 𝒚 no ponto (𝟎 , 𝟎 ). AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 4 de 11 ✓ Determinando as coordenadas da interseção do gráfico da função 𝒎 com o eixo 𝒙: Fazendo 𝑦 = 0 , temos, 𝑚(𝑥) = 8 − 2|𝑥 − 4| = 0 . Resolvendo, 8 − 2|𝑥 − 4| = 0 ⟺ 2|𝑥 − 4| = 8 ⟺ |𝑥 − 4| = 4 ⟺ 𝑥 − 4 = −4 ou 𝑥 − 4 = 4 ⟺ 𝑥 = −4 + 4 ou 𝑥 = 4 + 4 ⟺ 𝑥 = 0 ou 𝑥 = 8 Portanto o gráfico da função 𝑚 corta o eixo 𝒙 nos pontos (𝟎 , 𝟎) 𝐞 (𝟖 , 𝟎) . Usando a definição de módulo para construir o gráfico da função 𝑚(𝑥) = 8 − 2|𝑥 − 4| , 𝑥 ∈ ℝ . 𝑚(𝑥) = { 8 − 2(−𝑥 + 4), 𝑥 − 4 < 0 8 − 2(𝑥 − 4), 𝑥 − 4 ≥ 0 = { 2𝑥, 𝑥 < 4 −2𝑥 + 16, 𝑥 ≥ 4 Devemos esboçar a reta de equação 𝑦 = 2𝑥 e considerar dessa reta os pontos com abscissa 𝑥, 𝑥 < 4. Para esboçar essa reta, podemos usar por exemplo, os pontos (0 , 0) e (3 , 6) Devemos esboçar a reta de equação 𝑦 = −2𝑥 + 16 e considerar dessa reta os pontos com abscissa 𝑥, 𝑥 ≥ 4. Para esboçar essa reta, podemos usar por exemplo, os pontos (4,8) e (8, 0) O gráfico de 𝑚(𝑥) = 8 − 2|𝑥 − 4| , 𝑥 ∈ ℝ. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 5 de 11 Q2(b) O gráfico de 𝑦 = 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) é uma parábola. Lembramos que 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) está definida para 𝑥 ∈ ℝ . Vamos completar o quadrado para encontrar a forma canônica dessa parábola: e deduzir qual é o vértice dessa parábola. 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 9 − 9 + 10) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 9) + 2 5 (−9 + 10) = 2 5 (𝑥 − 3)2 + 2 5 ∙ 1 = 2 5 (𝑥 − 3)2 + 2 5 . Logo, 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) = 2 5 (𝑥 − 3)2 + 2 5 . Dessa forma canônica concluímos que 𝑎 = 2 5 , ℎ = 3 , 𝑘 = 2 5 . O vértice dessa parábola é V(𝑥𝑉 , 𝑦𝑉) = (ℎ, 𝑘). Logo V (3 , 2 5 ). Concavidade: como 𝑎 = 2 5 > 0, a parábola tem concavidade para cima. Interseção com o eixo 𝒚 : Fazendo 𝑥 = 0 temos 𝑦 = 2 5 (02 − 6 ∙ 0 + 10) = 2 5 ∙ 10 = 4. Logo a interseção com o eixo 𝒚 é no ponto (0 ,4). Interseção com o eixo 𝒙 : Fazendo 𝑦 = 0 temos 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) = 2 5 (𝑥 − 3)2 + 2 5 = 0. Assim, 2 5 (𝑥 − 3)2 + 2 5 = 0 ⟺ 2 5 (𝑥 − 3)2 = − 2 5 ⟺ (𝑥 − 3)2 = −1. Como (𝑥 − 3)2 ≥ 0 para todo 𝑥 ∈ ℝ , então 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥 − 3)2 + 2 5 = 0 não tem solução e assim o gráfico de 𝑦 = 𝑡(𝑥)não corta e nem toca o eixo 𝑥 . Gráfico de 𝑡(𝑥) = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) = 2 5 (𝑥 − 3)2 + 2 5 , 𝑥 ∈ ℝ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Q2(c) Obtendo os pontos de interseção dos dois gráficos, 𝑦 = 𝑚(𝑥) 𝑒 𝑦 = 𝑡(𝑥) . Seja 𝑥 ≥ 4. Para 𝒙 ≥ 𝟒, 𝒎(𝒙) = −𝟐𝒙 + 𝟏𝟔. Assim, AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 6 de 11 16 − 2𝑥 = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) ⟺ 80 − 10𝑥 = 2𝑥2 − 12𝑥 + 20 ⟺ 2𝑥2 − 2𝑥 − 60 = 0 ⟺ 𝑥2 − 𝑥 − 30 = 0 ⟺ 𝑥 = −(−1) ± √(−1)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−30) 2 ∙ 1 = 1±√1+120 2 = 1±11 2 ⟺ 𝑥 = 6 > 4 ou 𝑥 = −5 < 4 Logo, para 𝑥 ≥ 4 os gráficos se encontram no ponto 𝑥 = 6 e 𝑦 = 16 − 2(6) = 4, ou seja no ponto (6 , 4). Para 𝒙 < 𝟒, 𝒎(𝒙) = 𝟐𝒙. Assim, 2𝑥 = 2 5 (𝑥2 − 6𝑥 + 10) ⟺ 10𝑥 = 2𝑥2 − 12𝑥 + 20 ⟺ 2𝑥2 − 22𝑥 + 20 = 0 ⟺ 𝑥2 − 11𝑥 + 10 = 0 ⟺ 𝑥 = −(−11) ± √(−11)2 − 4 ∙ 1 ∙ 10 2 ∙ 1 = 11 ± √121 − 40 2 = 11 ± 9 2 ⟺ 𝑥 = 10 > 4 ou 𝑥 = 1 < 4 Logo, para 𝑥 < 4 os gráficos se encontram no ponto 𝑥 = 1 e 𝑦 = 2 ∙ 1 = 2, ou seja no ponto (1 , 2). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Q2(d) Observando os gráficos do item anterior, concluímos que 𝑚(𝑥) ≥ 𝑡(𝑥) ⟺ 1 ≤ 𝑥 ≤ 6 . _____________________________________________________________________________________ AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 7 de 11 Questão 3 [1,6 ponto] Considere 𝑥 ∈ ℝ, o polinômio 𝑝(𝑥) = 2𝑥4 − 𝑥3 + 𝑥2 − 11𝑥 − 6 e 𝑓(𝑥) = 𝑝(𝑥) (3𝑥+1)2(8−𝑥) . Q3(a) Sabendo que 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 𝑎) 𝑞(𝑥) e que 𝑥 = 2 é raiz de 𝑝(𝑥), dê os valor de 𝒂 e encontre o polinômio 𝒒(𝒙). Se possível, encontre as raízes racionais de 𝒒(𝒙). Encontre todas as raízes reais de 𝒑(𝒙) e fatore 𝒑(𝒙) em ℝ. Q3(b) Usando a fatoração de 𝑝(𝑥), determine o domínio e analise o sinal de 𝒇(𝒙). Q3(c) Determine o domínio da função 𝒈(𝒙) = √𝒇(𝒙). RESOLUÇÃO: Q3(a) Sendo 𝑥 = 2 raiz de 𝑝(𝑥), então 𝑝(𝑥) é divisível por 𝑥 − 2. Dividindo 𝑝(𝑥) por 𝑥 − 2 encontramos um polinômio 𝑞(𝑥), tal que 𝑝(𝑥) = (𝑥 − 2) 𝑞(𝑥). Para dividir vamos usar o algoritmo de Briot-Ruffini. 2 −1 1 −11 −6 2 2 2 ∙ 2 − 1 = 3 2 ∙ 3 + 1 = 7 2 ∙ 7 − 11 = 3 2 ∙ 3 − 6 = 0 Assim, 𝑝(𝑥) = 2𝑥4 − 𝑥3 + 𝑥2 − 11𝑥 − 6 = (𝑥 − 2)(2𝑥3 + 3𝑥2 + 7𝑥 + 3). Encontramos 𝑞(𝑥) = 2𝑥3 + 3𝑥2 + 7𝑥 + 3 e 𝑎 = 2. As possíveis raízes racionais de 𝑞(𝑥) não inteiras, são do tipo 𝑚 𝑛 , 𝑚 e 𝑛 números inteiros, 𝑛 ≠ 0, 𝑛 ≠ 1, que são os resultados da divisão de ± 3(divisores de +3, o termo independente) por ± 2 (divisores de 2 , coeficiente do termo de maior grau). As possíveis raízes são: {− 1 2 , 1 2 , − 3 2 , 3 2 } Verificando se − 1 2 , é raiz de 𝑞(𝑥):. 𝑞 (− 1 2 ) = 2 (− 1 2 ) 3 + 3 (− 1 2 ) 2 + 7 (− 1 2 ) + 3 = − 2 8 + 3 4 − 7 2 + 3 == − 2 8 + 6 8 − 28 8 + 3 = − 24 8 + 3 = −3 + 3 = 0 . Logo − 1 2 é uma raiz de 𝑞(𝑥). Vamos dividir 𝑞(𝑥) por (𝑥 − (− 1 2 )) = (𝑥 + 1 2 ) e para isso vamos usar o algoritmo de Briot-Ruffini. 2 3 7 3 − 1 2 2 − 1 2 ∙ 2 + 3 = 2 − 1 2 ∙ 2 + 7 = 6 − 1 2 ∙ 6 + 3 = 0 Portanto, 𝑞(𝑥) = 2𝑥3 + 3𝑥2 + 7𝑥 + 3 = (𝑥 + 1 2 ) (2𝑥2 + 2𝑥 + 6) = 2 (𝑥 + 1 2 ) (𝑥2 + 𝑥 + 3) = AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 8 de 11 (2𝑥 + 1)(𝑥2 + 𝑥 + 3) Para fatorar o trinômio 𝑥2 + 𝑥 + 3 , vamos verificando se 𝑥2 + 𝑥 + 3 possui raízes reais. Temos que Δ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = 12 − 4 ∙ 1 ∙ 3 = 1 − 12 = −11 < 0, logo 𝑥2 + 𝑥 + 3 = 0 não possui raízes reais e 𝑥2 + 𝑥 + 3 é irredutível em ℝ. Assim a única raiz racional de 𝑞(𝑥) é 𝑥 = − 1 2 . Todas as raízes de 𝑞(𝑥) já foram encontradas e, portanto, a fatoração de 𝑝(𝑥) em ℝ é: 𝑝(𝑥) = 2𝑥4 − 𝑥3 + 𝑥2 − 11𝑥 − 6 = (𝑥 − 2) (𝑥 + 1 2 ) (2𝑥2 + 2𝑥 + 6) = 2(𝑥 − 2) (𝑥 + 1 2 ) (𝑥2 + 𝑥 + 3) = (𝑥 − 2)(2𝑥 + 1)(𝑥2 + 𝑥 + 3) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Q3(b) Seja 𝑓(𝑥) = 𝑝(𝑥) (3𝑥+1)2(8−𝑥) = (𝑥−2)(2𝑥+1)(𝑥2+𝑥+3) (3𝑥+1)2(8−𝑥) A única restrição para se calcular 𝑦 = 𝑓(𝑥) é o denominador diferente de zero. Logo, é preciso que (3𝑥 + 1)2 ≠ 0 e 8 − 𝑥 ≠ 0 Como (3𝑥 + 1)2 = 0 ⟺ 3𝑥 + 1 = 0 ⟺ 𝑥 = − 1 3 e 8 − 𝑥 = 0 ⟺ 𝑥 = 8 , então 𝐷𝑜𝑚(𝑓) = { 𝑥 ∈ ℝ ∶ 𝑥 ≠ − 1 3 e 𝑥 ≠ 8 } = (−∞, − 1 3 ) ∪ (− 1 3 , 8) ∪ (8, ∞) Vamos analisar o sinal de 𝑓(𝑥) = 𝑝(𝑥) (3𝑥+1)2(8−𝑥) = (𝑥−2)(2𝑥+1)(𝑥2+𝑥+3) (3𝑥+1)2(8−𝑥) Estudando o sinal de cada expressão envolvida na função 𝑦 = 𝑓(𝑥). • 𝑥 − 2 = 0 ⟺ 𝑥 = 2 • 𝑥 − 2 > 0 ⟺ 𝑥 > 2 • 𝑥 − 2 < 0 ⟺ 𝑥 < 2 • 2𝑥 + 1 = 0 ⟺ 𝑥 = − 1 2 • 2𝑥 + 1 > 0 ⟺ 𝑥 > − 1 2 • 2𝑥 + 1 < 0 ⟺ 𝑥 < − 1 2 • Como em 𝑥2 + 𝑥 + 3 o coeficiente de 𝑥2 é 𝑎 = 1 > 0 e o discriminante desse trinômio é negativo, então 𝑥2 + 𝑥 + 3 > 0 para todo 𝑥 real. • (3𝑥 + 1)2 = 0 ⟺ 3𝑥 + 1 = 0 ⟺ 𝑥 = − 1 3 • (3𝑥 + 1)2 > 0 ⟺ 𝑥 ≠ − 1 3 • Não existe 𝑥 real, tal que (3𝑥 + 1)2 < 0 AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 9 de 11 • 8 − 𝑥 = 0 ⟺ 𝑥 = 8 • 8 − 𝑥 > 0 ⟺ 𝑥 < 8 • 8 − 𝑥 < 0 ⟺ 𝑥 > 8 Fazendo a tabela de sinais da função 𝑓(𝑥) = 𝑝(𝑥) (3𝑥+1)2(8−𝑥) = (𝑥−2)(2𝑥+1)(𝑥2+𝑥+3) (3𝑥+1)2(8−𝑥) (−∞, − 1 2 ) − 1 2 (− 1 2 , − 1 3 ) − 1 3 (− 1 3 , 2) 2 (2 , 8) 8 (8, ∞) 𝑥 − 2 − − − − − − − − − − 0 + + + + + + 2𝑥 + 1 − − 0 + + + + + + + + + + + + + + 𝑥2 + 𝑥 + 3 + + + + + + + + + + + + + + + + + + (3𝑥 + 1)2 + + + + + + 0 + + + + + + + + + + 8 − 𝑥 + + + + + + + + + + + + + + 0 − − − 𝑓(𝑥) + + 0 − − 𝑛𝑑 − − 0 + + 𝑛𝑑 − − Logo, 𝑓(𝑥) = 0 ⟺ 𝑥 = − 1 2 e 𝑥 = 2 𝑓(𝑥) > 0 ⟺ (−∞, − 1 2 ) ∪ (2 , 8) 𝑓(𝑥) < 0 ⟺ (− 1 2 , − 1 3 ) ∪ (− 1 3 , 2) ∪ (8, ∞) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Q3(d) Determinando o domínio da função 𝑔(𝑥) = √𝑓(𝑥). Para que 𝑔(𝑥) = √𝑓(𝑥) possa ser calculada é preciso que 𝑓(𝑥) ≥ 0. Pelo item anterior temos que 𝑓(𝑥) ≥ 0 ⟺ (−∞, − 1 2 ] ∪ [2 , 8). _____________________________________________________________________________________ Questão 4 [0,9 ponto] A função 𝐹 é dada por 𝐹(𝑥) = { 2𝑥 + 8 𝑠𝑒 − 6 ≤ 𝑥 ≤ −2 −2𝑥 𝑠𝑒 − 2 < 𝑥 < 1 9 − 3𝑥 𝑠𝑒 1 < 𝑥 < 3 Q4(a) Dê o domínio de 𝐹 e, se possível, encontre os seguintes valores: 𝐹(−6); 𝐹(−5); 𝐹(−4); 𝐹(−2); 𝐹(0); 𝐹(1); 𝐹(2); 𝐹(3). Para cada valor que não é possível encontrar, explique por quê. Q4(b) Esboce o gráfico de 𝐹 e observando o gráfico, dê a imagem da função 𝐹. RESOLUÇÃO: Q4(a) As funções 𝑦 = 2𝑥 + 8 , 𝑦 = −𝑥 𝑒 𝑦 = 9 − 3𝑥 não apresentam restrições, podem ser calculadas para todo 𝑥 ∈ ℝ . Logo, 𝐷𝑜𝑚(𝐹) = [−6, −2] ∪ (−2 , 1) ∪ (1 , 3) = [−6 , 1) ∪ (1 , 3) . • 𝐹(−6) = 2 ∙ (−6) + 8 = −12 + 8 = −4 , pois para 𝑥 = −6 , 𝐹(𝑥) = 2𝑥 + 8 . AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 10 de 11 • 𝐹(−5) = 2 ∙ (−5) + 8 = −10 + 8 = −2 , pois para 𝑥 = −5 , 𝐹(𝑥) = 2𝑥 + 8 . • 𝐹(−4) = 2 ∙ (−4) + 8 = −8 + 8 = 0 , pois para 𝑥 = −4 , 𝐹(𝑥) = 2𝑥 + 8 . •𝐹(−2) = 2 ∙ (−2) + 8 = −4 + 8 = 4 , pois para 𝑥 = −2 , 𝐹(𝑥) = 2𝑥 + 8 . • 𝐹(0) = −2 ∙ 0 = 0 , pois para 𝑥 = 0 , 𝐹(𝑥) = −2𝑥 . • 𝐹(1) não pode ser calculado pois 1 ∉ 𝐷𝑜𝑚(𝐹) . • 𝐹(2) = 9 − 3 ∙ 2 = 9 − 6 = 3 , pois para 𝑥 = 2 , 𝐹(𝑥) = 9 − 3𝑥 . • 𝐹(3) não pode ser calculado pois 3 ∉ 𝐷𝑜𝑚(𝐹) . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Q4(b) Vamos esboçar o gráfico de 𝐹(𝑥) = { 2𝑥 + 8 𝑠𝑒 − 6 ≤ 𝑥 ≤ −2 −2𝑥 𝑠𝑒 − 2 < 𝑥 < 1 9 − 3𝑥 𝑠𝑒 1 < 𝑥 < 3 . ▪ Devemos esboçar a reta de equação 𝑦 = 2𝑥 + 8 e considerar dessa reta os pontos com abscissa 𝑥, −6 ≤ 𝑥 ≤ −2. Para esboçar essa reta, podemos usar por exemplo, os pontos de abscissa 𝑥 = −6 e 𝑥 = −2 Para 𝑥 = −6, 𝐹(−6) = 2 ∙ (−6) + 8 = −4 e assim um ponto dessa reta é (−6 , −4). Para 𝑥 = −2, 𝐹(−2) = 2 ∙ (−2) + 8 = 4 e assim um ponto dessa reta é (−2 , 4) ▪ Devemos esboçar a reta de equação 𝑦 = −2𝑥 e considerar dessa reta os pontos com abscissa 𝑥, −2 < 𝑥 < 1 . Para esboçar essa reta, podemos usar por exemplo, os pontos de abscissa 𝑥 = −1 e 𝑥 = 0 Para 𝑥 = −1, 𝐹(−1) = −2(−1) = 1 e assim um ponto dessa reta é (−1 , 2). Para 𝑥 = 0, 𝐹(0) = −2(0) = 0 e assim um ponto dessa reta é (0 ,0) ▪ Devemos esboçar a reta de equação 𝑦 = 9 − 3𝑥 e considerar dessa reta os pontos com abscissa 𝑥, 1 < 𝑥 < 3. Para esboçar essa reta, podemos usar por exemplo, os pontos de abscissa 𝑥 = 4 3 e 𝑥 = 2 Para 𝑥 = 4 3 , 𝐹 ( 4 3 ) = 9 − 3 ∙ 4 3 = 9 − 4 = 5 e assim um ponto dessa reta é ( 4 3 , 5). Para 𝑥 = 2, 𝐹(2) = 9 − 3 ∙ 2 = 9 − 6 = 3 e assim um ponto dessa reta é ( 2 , 2). Analisando o gráfico concluímos que Im(𝐹) = [−4 , 6) AD1-Parte 1 – 2023-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 11 de 11
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