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Professora: Ana Rita Barbosa - 5 - 4. Análise de gráficos Neste tópico vamos analisar gráficos de algumas funções para determinar o sinal, os intervalos de crescimento e decrescimento e as raízes. Definições: 1 – Dizemos que f(x) é positiva num intervalo [a, b] ⊂ Df se f(x) > 0 para todo x nesse intervalo. 2 – Dizemos que f(x) é negativa num intervalo [a, b] ⊂ Df se f(x) < 0 para todo x nesse intervalo. 3 – Os pontos x do domínio de uma função que têm imagem nula são chamados de raízes de f. a) f(1) = a) f(-3) = b) f(-2) = b) f(0) = c) f(-3) = c) f(4) = d) f(-1) = d) f(5) – f(-3) = e) f (0) = e) O domínio da função f) Os valores de x para os quais f(x) > 0 f) O conjunto imagem g) Os valores de x para os quais f(x) < 0 g) As raízes da função h) As raízes da função h) Os valores de x para os quais f(x) > 0 i) Intervalos de crescimento e decrescimento i) Os valores de x para os quais f(x) < 0 Professora: Ana Rita Barbosa - 6 - a) f (-5) = a) Domínio b) f(-4) = b) Imagem c) f(-1) = c) f(-7) d) f(0) = d) f(-3) e) f(3) = e) f(0) f) f(√17)= g) As raízes de f g) Os intervalos do domínio onde a função f é g.1) crescente g.2) decrescente g.3) constante h) As raízes de f Professora: Ana Rita Barbosa - 7 - 5. Função Afim Definição: Toda função do tipo f(x) = ax + b com a, b ∈ R é denominada função afim. Pode-se demonstrar que o gráfico de uma função afim é uma reta. Por isso, para desenhar o gráfico basta determinar dois pontos pertencentes a f. O valor de a é chamado taxa de variação da função, ou coeficiente angular da reta que representa o gráfico de f(x). Se são conhecidos dois pontos (x1 , f(x1)) e (x2 , f(x2)) que pertençam ao gráfico da função afim, pode-se determinar a através de: 21 21 )()( xx xfxf a − − = Sendo f(x) = ax + b, podemos obter o coeficiente linear de b fazendo x=0, ou seja, (0, b) pertence ao gráfico de f(x). Exemplos: 01 . Construir o gráfico das funções a seguir: a) f(x) = 3x - 6 b) f(x) = -2x + 4 c) < ≥ = 1 xse 1,-3x 1 xse 2x,)(xf 02. Determinar os valores de a e b no gráfico: a) −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 x y Professora: Ana Rita Barbosa - 8 - Exercícios: 01. Construir o gráfico de cada uma das funções, determinando o ponto de interseção com os eixos coordenados: < ≥ =+=−−= ==−= 1 xse , 2x- 1 xse 2,-2x f(x) f) 3 x f(x) d) 42xf(x) b) 1--xf(x) e) 5x f(x) c) 42xf(x) a) 1 02) Construa o gráfico de cada uma das funções. Determine os pontos de interseção com os eixos coordenados: 23) 3 5 2) 2 1 3 ) 1) 105) +−= −= −= −−= −= xye xyd xyc xyb xya 03) A partir do gráfico obtenha a expressão y=ax+b. Professora: Ana Rita Barbosa - 9 - Respostas: Questão 02: Questão 03 a) a = 2 e b = 1 b) a = -3 e b = 0 c) a = -1/2 e b =1 Professora: Ana Rita Barbosa - 10 - 6. Função Quadrática Definição: Toda função do tipo f(x) = ax2 + bx + c, com a ∈ R*, b e c ∈ R, é chamada de função quadrática. Pode-se demonstrar que o gráfico de uma função quadrática é uma parábola. Essa parábola tem eixo de simetria paralela ao eixo Oy, concavidade voltada para cima se a > 0 e concavidade voltada para baixo se a < 0. Pontos notáveis de uma parábola: 1 – Interseção com o eixo Ox: a) Se ∆ > 0 a parábola intersecta o eixo horizontal em dois pontos: ( x1, 0) e (x2, 0). Sendo x1 e x2 são as raízes da equação ax2 + bx + c = 0. b) Se ∆ = 0 a parábola intersecta o eixo horizontal em apenas um ponto: ( x1, 0) onde x1 é a raiz de multiplicidade 2 da equação ax2 + bx + c = 0. Obs: Esse ponto é o próprio vértice da parábola. c) Se ∆ < 0 a parábola não intersecta o eixo horizontal. 2 – Interseção com o eixo Oy: Para obter a interseção da parábola com o eixo Oy, basta atribuirmos o valor nulo à variável x. Assim, o ponto de interseção da parábola com o eixo vertical é o ponto (0, c). 3 – Vértice da parábola: As coordenadas do vértice são dadas por: ∆−− = aa bV 4 , 2 Determinando esses pontos notáveis, é possível construir o gráfico de uma parábola. Exemplo: Construir o gráfico das funções: a) f(x) = x2 – 6x +8 b) f(x) = -x2 + 4x c) f(x) = x2 + 25 Exercícios 01) Construir o gráfico das funções quadráticas a seguir, dando o seu domínio e conjunto imagem: a) y = x2 – 8x +12 b) y = x2 – 4x – 5 c) y = -4x2 + 3x d) y = -x2 + 9 e) y = 4x2 + 8x f) y = 2x2 – 2x +1 g) y = -5x2 + 2x -1 h) y = x2 – 6x +9 Professora: Ana Rita Barbosa - 11 - Respostas: Professora: Ana Rita Barbosa - 12 - 7 – Inequações. Neste tópico revisaremos como estudar o sinal de uma função afim e de uma função quadrática. O estudo de sinal de funções é obtido através da resolução de inequações. Essa ferramenta será utilizada posteriormente para determinar os intervalos de crescimento/decrescimento e o sentido da concavidade de qualquer outra função polinomial – racional. Inequação do 1° Grau Considere a função afim f(x)=x+3, cujo gráfico é: Note que: _______ é raiz da função. Se x______, então f(x)>0. Se x______, então f(x)<0. Considere agora a função afim f(x)= -x-3, cujo gráfico é: Note que: _______ é raiz da função. Se x______, então f(x)>0. Se x______, então f(x)<0. Em resumo: −6 −3 3 3 6 x y −6 −3 3 −3 3 x y Professora: Ana Rita Barbosa - 13 - Exemplos: Estudar o sinal das funções: a) f(x)=2x-4 b) f(x)=6-3x c) f(x)=(2x-4).(6-3x) Exercícios: 01. Resolver as inequações: 0 5 <≥ + + > − 2x-7 2x-3 c) 0 x1 15x b) 0 3-2x a) x 0 x)-3)(4-(x 2)(x1)-x(x f) 0 4)-x(x 3)-2x)(x-(1 e) 0 4x 1)-6).(x-(2x d) 2 53 < − ≥> − Inequação do 2° Grau Considere a função quadrática f(x)=x2-2x+2, cujo gráfico é: −3 3 3 6 x y Em resumo: Exemplo: Determinar o domínio da função 12 )4)(1()( 2 − −− = x xx xf . Professora: Ana Rita Barbosa - 14 - 8 – Função exponencial: Definição: Chama-se função exponencial toda função f: R � R+*, tal que f(x) = ax, em que a é uma constante real positiva e diferente de 1. Se a > 1, a função exponencial é crescente e o gráfico tem a seguinte forma: x y Se 0 < a < 1, então a função exponencial é decrescente e o gráfico tem a seguinte forma: x y O número neperiano – e O número de Euler, ou número neperiano pertence ao conjunto dos números irracionais. A primeira indicação da existência desse número se deu quando Bernoulli tentava encontrar um valor para a seguinte expressão: n n n n + ∞→ 1lim Vamos construir uma tabela com alguns valores de n: n 1 10 100 1000 5000 10000 15000 20000 100000 n n n + 1 Professora: Ana Rita Barbosa - 15 - Note que, a medida que o valor de n vai aumentando, a expressão n n n + 1 vai se aproximando de __________. Esse valor é conhecido como o número neperiano ou número e. A função exponencial cuja base é o número de Neper é denotada algumas vezes por f(x)=exp(x). Função Logarítmica: Definição: Chama-se função exponencial toda função f: R+*� R tal que f(x) = loga x, em que a é uma constante real positiva e diferente de 1. Se a > 1, a função logarítmica é crescente e o gráfico tem a seguinte forma: Se 0 < a < 1, então a função logarítmica é decrescente e o gráfico tem a seguinteforma: 1 2 3 4 5 6 7 8 −3 −2 −1 1 2 3 x y
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