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27 Considere o metro como unidade em um eixo real vertical Oy, orientado para cima, tal que a origem O seja um ponto do nível médio das águas do mar. Chama-se altitude de um ponto a ordenada desse ponto no eixo Oy. Por exemplo, na figura abaixo, a altitude do ponto A é 200 m, e a altitude de B é 2300 m. Uma perfuratriz inicia uma cavidade no ponto A com o objetivo de atingir um ponto a 2300 m de altitude. Uma previsão da altitude atingida pela broca, em metro, em função do tempo, em hora, é apresentada pelo gráfico a seguir. 12 �100 �300 200 y x a) Escreva a lei de associação entre x e y. b) Em quantas horas, depois de iniciada a perfuração, a broca atingirá o nível do mar? c) Quantas horas serão necessárias para a broca atingir o objetivo? d) Por quanto tempo, durante a perfuração, a broca estará em pontos de altitude positiva? e) Por quanto tempo, durante a perfuração, a broca estará em pontos de altitude negativa? Resolva os exercícios complementares 16 a 19 e 55. 25 Estude o sinal de cada função. a) f (x) 5 4x 2 8 c) f (x) 5 25x 1 10 e) f (x) 5 5x b) f (x) 5 24x 1 8 d) f (x) 5 6x 2 12 f ) f (x) 5 23x 26 Discuta a variação de sinal da função y 5 ax 1 b, cujo gráfico é: EXERCÍCIOS pROpOStOS 2 2 1 x y 0 Nível médio do mar O A �100 �200 �300 200 100 y 300 B 146 C a p ít u lo 4 • Fu n çã o a fi m R ep ro du çã o pr oi bi da . A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . CAP 4.indb 146 03.08.10 11:44:34 Inequação-produto e inequação-quociente Introdução Para quais valores reais de x o produto dos números 2x 2 10 e 2x 1 3 é positivo? Em outras palavras, quais são as soluções reais da inequação abaixo? (2x 2 10)(2x 1 3) . 0 Essa inequação é chamada de inequação-produto. Para resolvê-la, podemos considerar f (x) 5 2x 2 10 e g(x) 5 2x 1 3, e representar no mesmo plano cartesiano os gráficos das duas funções. Nesse caso, que- remos f 3 g . 0, e isso somente ocorrerá quando f e g tiverem o mesmo sinal. Assim, analisando os gráficos, devemos determinar os intervalos do domínio de f e g em que ambas tenham o mesmo sinal (para que o produto f 3 g seja positivo). Definições Inequação-produto é toda inequação que pode ser apresentada sob uma das formas abaixo, em que f e g são funções quaisquer: f (x) 3 g(x) . 0 f (x) 3 g(x) , 0 f (x) 3 g(x) % 0 f (x) 3 g(x) > 0 f (x) 3 g(x) < 0 Chama-se inequação-quociente toda inequação que pode ser apre- sentada em uma das formas abaixo, em que f e g são funções quaisquer, com g(x) % 0. f (x) ____ g(x) . 0 f (x) ____ g(x) > 0 f (x) ____ g(x) , 0 f (x) ____ g(x) < 0 f (x) ____ g(x) % 0 3 5 �10 3 y f g x Observe que: • para x , 3, f é negativa e g é positiva; • para 3 , x , 5, f é negativa e g é negativa; • para x . 5, f é positiva e g é negativa. Logo, as funções f e g têm o mesmo sinal para 3 , x , 5, portanto o conjunto solução S da inequação (2x 2 10)(2x 1 3) . 0, no universo dos números reais, é S 5 {x 9 Vo3 , x , 5}. Neste tópico, você verá as definições de inequação-produto e de inequação-quociente, e também aprenderá a resolvê-las com o auxílio de um dispositivo prático. Objetivo Resolver inequações através do estudo do sinal da função afim. Seção 4.3 147 S e ç ã o 4 .3 • In e q u a çã o -p ro d u to e in e q u a çã o -q u o ci e n te R ep ro du çã o pr oi bi da . A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . CAP 4.indb 147 03.08.10 11:44:34 � 5 f � x � 3 g � x Dispositivo prático Na resolução da inequação (2x 2 10)(2x 1 3) . 0, podemos representar em um esquema a variação de sinal de cada função, f (x) 5 2x 2 10 e g(x) 5 2x 1 3, sem precisar construir os gráficos. Acompanhe. 1o) Estudamos a variação de sinal de cada uma das funções f( x) 5 2x 2 10 e g(x) 5 2x 1 3: 2x 2 10 5 0 ] x 5 5 2x 1 3 5 0 ] x 5 3 2o) Com as informações anteriores, construímos o seguinte quadro de sinais: �� �� �� � � � f f � g g 3 5 3 5 Os sinais da última linha foram obtidos pela regra de sinais para o produto f 3 g. Como nos interessa que esse produto seja positivo, pois queremos (2x 2 10)(2x 1 3) . 0, o conjunto so- lução S da inequação é: S 5 {x 9 Vo3 , x , 5}, ou ainda S 5 ]3, 5[ Essa mesma técnica é aplicada na resolução de inequações-quociente, conforme mostram os exercícios resolvidos 14 e 15. 12 Resolver em V a inequação (6x 2 12)(5 2 x)(2x 2 14) < 0. 13 Resolver em V a inequação (3x 1 6)4(2x 2 1)3(x 1 4) > 0. EXERCÍCIOS RESOlvIdOS Resolução Encontrando as raízes das funções f (x) 5 6x 2 12, g(x) 5 5 2 x e h(x) 5 2x 2 14 e estudando a variação de sinal de cada uma delas, temos: Resolução Primeiro estudamos o sinal de cada função: f (x) 5 (3x 1 6)4, g(x) 5 (2x 2 1)3 e h(x) 5 x 1 4. • Raiz de f : (3x 1 6)4 5 0 ] 3x 1 6 5 0 } x 5 22 Sinal de f : lembrando que toda potência de base real e expoente par é positiva ou nula, temos f(x) > 0 para todo x 9 V. • Raiz de g: (2x 2 1)3 5 0 ] 2x 2 1 5 0 } x 5 1 __ 2 Sinal de g: lembrando que toda potência de base real e expoente ímpar tem o mesmo sinal da base ou é nula, concluímos que a variação de sinal de g(x) 5 (2x 2 1)3 é a mesma da função y 5 2x 2 1. Ou seja: se x . 1 __ 2 , então g(x) . 0; se x , 1 __ 2 , então g(x) , 0. f f � g � h g h � � �� � � �� � � �� � � �� 2 5 5 7 7 2 Os sinais da última linha foram obtidos pela regra de sinais para o produto f 3 g 3 h. Queremos que esse produto seja negativo ou nulo: (6x 2 12)(5 2 x)(2x 2 14) < 0 Logo, o conjunto solução S é: S 5 {x 9 Vo2 < x < 5 ou x > 7}, ou ainda S 5 [2, 5] 0 [7, 1`[ � g � 1 2 x EXERCÍCIOS pROpOStOS 148 C a p ít u lo 4 • Fu n çã o a fi m R ep ro du çã o pr oi bi da . A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . CAP 4.indb 148 03.08.10 11:44:35