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Exercícios Resolvidos 1) Calcular os zeros das seguintes funções: a) f(x) = x2 3x 10 b) f(x) = x2 + x 20 c) f(x) = x2 x + 12 d) f(x) = x2 + 4x 4 e) f(x) = 36x2 + 12x + 1 f) f(x) = (2x + 3).(x 2) a) f(x) = x2 3x 10 a = 1 ; b = 3 ; c = 10 Equação do 2º grau! As raízes da equação são x1 = 2 e x2 = 5 Os zeros da função são x1 = 2 e x2 = 5 b) f(x) = x2 + x 20 a = 1 ; b = 1; c = 20 Equação do 2º grau! As raízes da equação são x1 = 5 e x2 = 4 Os zeros da função são x1 = 5 e x2 = 4 c) f(x) = x2 x + 12 a = 1 ; b = 1 ; c = 12 Equação do 2º grau! A função continua inalterada, mas a equação foi multiplicada por 1, apenas para facilitar o cálculo das raízes. Para efeito de cálculos, consideraremos agora ; e As raízes da equação são x1 = 4 e x2 = 3 Os zeros da função f(x) = x2 x + 12 são x1 = 4 e x2 = 3 d) f(x) = x2 + 4x 4 a = 1 ; b = 4 ; c = 4 Equação do 2º grau! A função continua inalterada, mas a equação foi multiplicada por 1, apenas para facilitar o cálculo das raízes. Para efeito de cálculos, consideraremos agora ; e A equação tem duas raízes reais e iguais a 2 A função f(x) = x2 + 4x 4 e) f(x) = 36x2 + 12x + 1 a = 36; b = 12 ; c = 1 A equação tem duas raízes reais e iguais a A função f(x) = 36x2 + 12x + 1 f) f(x) = (2x + 3).(x 2) Equação do 2º grau! Se o produto é igual a zero, podemos ter certeza que um dos fatores, ou , é nulo. Daí... 1º) Se (1ª raiz) 2º) Se (2ª raiz) As raízes da equação são x1 = 3/2 e x2 = 2 Os zeros da função f(x) = (2x + 3).(x 2) são x1 = 3/2 e x2 = 2 2) Calcular m para que: a) a função f(x) = (m 3)x2 + 4x 7 seja côncava para cima. b) a função f(x) = (2m + 8)x2 2x + 1 seja côncava para baixo. c) a função f(x) = (m2 4)x2 4x + 3 seja quadrática. a) Para que o gráfico de uma função quadrática, ou do 2º Grau, seja uma parábola com a concavidade voltada para cima (CVC), é necessário que o coeficiente do x2 seja positivo: f(x) = (m 3)x2 + 4x 7 f(x) = (m 3)x2 + 4x 7 b) Para que o gráfico de uma função quadrática, ou do 2º Grau, seja uma parábola com a concavidade voltada para baixo (CVB), é necessário que o coeficiente do x2 seja negativo: f(x) = (2m + 8)x2 2x + 1 f(x) = (2m + 8)x2 2x + 1 c) Para que uma função seja quadrática, ou do 2º Grau, é necessário que o coeficiente do x2 não seja nulo: f(x) = (m2 4)x2 4x + 3 f(x) = (m2 4)x2 4x + 3 3) Nas funções abaixo, calcule as coordenadas do vértice, dizendo se este é ponto de máximo ou mínimo. a) f(x) = x2 4x + 3 b) f(x) = x2 x + 2 c) f(x) = 4x4 + 4x + 1 a) f(x) = x2 4x + 3 a = 1 ; b = 4; c = 3 Abscissa do vértice: Ordenada do vértice: Coordenadas do vértice: a) f(x) = x2 4x + 3 a = 1 ; b = 4; c = 3 Abscissa do vértice: Ordenada do vértice: (cálculo alternativo) a) f(x) = x2 4x + 3 a = 1 ; b = 4; c = 3 2 1 Valor mínimo da função ou yMIN = 1 V Resposta: O vértice da função f(x) = x2 4x + 3 é no ponto ( 2 , 1 ) e, sendo seu gráfico uma parábola com a concavidade voltada para CIMA, a função admite um valor MÍNIMO, no caso, yV = 1 b) f(x) = x2 x + 2 a = 1 ; b = 1; c = 2 Abscissa do vértice: Ordenada do vértice: Coordenadas do vértice: 9/4 1 Valor máximo da função ou yMAX = 9/4 V Resposta: O vértice da função f(x) = x2 x + 2 é no ponto ( 1 , 9/4 ) e, sendo seu gráfico uma parábola com a concavidade voltada para BAIXO, a função admite um valor MÁXIMO, no caso, yV = 9/4 b) f(x) = x2 x + 2 a = 1 ; b = 1; c = 2 c) f(x) = 4x4 + 4x + 1 a = 4 ; b = 4; c = 1 Resposta: O vértice da função f(x) = 4x4 + 4x + 1 é no ponto ( 1/2 , 0 ) e, sendo seu gráfico uma parábola com a concavidade voltada para CIMA, a função admite um valor MÍNIMO, no caso, yV = 0 4) Em cada função mostrada, calcule a concavidade, os zeros, as coordenadas do vértice, crescimento e decaimento, valor máximo, ou mínimo, e faça o esboço do gráfico. a) f(x) = x2 4x + 3 b) f(x) = x2 + 4x 4 c) f(x) = x2 + 3x + 4 d) f(x) = x2 + 2x 4 a) f(x) = x2 4x + 3 Raízes: Vértice: Ponto onde a curva intercepta o eixo Oy: Pontos onde a curva intercepta o eixo Ox: e Para valores de x, menores que 2, a função é decrescente Para valores de x, maiores que 2, a função é crescente A função tem seu valor mínimo y = 1 b) f(x) = x2 + 4x 4 Raízes: Ox em apenas um ponto, aqui, ( 2 , 0 ) ATENÇÃO: Neste caso, sempre que tivermos , a raiz é também a abscissa do vértice e, consequentemente, a ordenada do vértice será igual a zero! Vértice: Ponto onde a curva intercepta o eixo Oy: A parábola, côncava para baixo, vai tangenciar o eixo Ox no vértice V = ( 2 , 0 ) Para valores de x, menores que 2, a função é crescente Para valores de x, maiores que 2, a função é decrescente A função tem seu valor máximo y = 0 c) f(x) = x2 + 3x + 4 Raízes: intercepta o eixo Ox Vértice: Ponto onde a curva intercepta o eixo Oy: Para valores de x, menores que 1.5, a função é decrescente Para valores de x, maiores que 1.5, a função é crescente A função tem seu valor mínimo y = 1.75 d) f(x) = x2 + 2x 4 Raízes: intercepta o eixo Ox Vértice: Ponto onde a curva intercepta o eixo Oy: Para valores de x, menores que 1, a função é crescente Para valores de x, maiores que 1, a função é decrescente A função tem seu valor máximo y = 3 5) Determine a lei da função afim cuja reta que a representa tem coeficiente angular igual a 2 e passa pelo vértice da parábola de equação y = x2 + 4. Função afim: Resposta: A lei de formação da função afim é 6) Responda: entre todos os pares de números reais x e y, tais que x y = 10 determine aqueles para os quais a soma de seus quadrados seja mínima. Soma dos quadrados: Os pontos ou A expressão da soma dos quadrados está escrita agora, apenas em função da variável x, logo, é uma f(x) Função do 2º grau com , logo, representada por uma parábola côncava para cima que tem seu valor mínimo no vértice Resposta: Par Como 7) Uma parede de tijolos será usada como um dos lados de um muro retangular. Para os outros lados iremos usar 400 m de tela de arame, de modo a produzir uma área máxima. Quais as medidas dos lados menor e maior? Área: Função do 2º Grau CVB, ou seja, admite valor MÁXIMO no vértice Resposta: Lado menor = 100 m e lado maior = 200 m Como 8) Uma bola ao ser chutada num tiro de meta por um goleiro, numa partida de futebol, teve sua trajetória descrita pela equação h(t) = 2t² + 8t (t 0), onde t é o tempo medido em segundos e h(t) é a altura em metros da bola no instante t. Determine, após o chute:a) o instante em que a bola retornará ao solo b) a altura máxima atingida pela bola Para termos uma boa visão geral da situação, vamos fazer o gráfico (mesmo que isso não esteja sendo pedido na questão) Raízes: ou Abscissa do vértice: Ordenada do vértice: a) o instante em que a bola retornará ao solo: b) a altura máxima atingida pela bola: 9) De um cartão retangular de base 14cm e altura 12cm, deseja-se recortar um quadrado de lado x e um trapézio isósceles, conforme a figura, onde a parte hachurada será retirada. Calcule o valor de x, em centímetros, para que a área total removida seja mínima. ou Função quadrática CVC que admite MÍNIMO no vértice Resposta: O lado do quadrado deverá medir 1 cm 10) Uma empresa trabalha com placas de publicidade retangulares, de lados iguais a (x + 3) e (2x 4) metros. a) Determine os valores de x, para que a área da placa varie de 12m2 a 28m2. b) Determine as medidas dos lados da placa de 28m2. a) a) 1ª parte: INEQUAÇÃO DO 2º GRAU! Cálculo das raízes: Temos que encontrar dois números que, somados dêem 1 e multiplicados resultem em 12 Sem muito sacrifício, encontramos 4 e 3 (Verifique!) Sabemos que a expressão seria representada, como gráfico de uma função, por uma parábola com a concavidade voltada para cima. Calculamos, de cabeça, que os zeros dessa função seriam 4 e 3 e daí não é difícil visualizar o esboço desse gráfico. Para x = 4 e para x = 3 temos Para x < 4 ou para x > 3 temos Para 4 < x < 3 temos Queremos que então devemos ter ou a) 2ª parte: Cálculo das raízes: Temos que encontrar dois números que, novamente, somados dêem 1, mas agora, que multiplicados resultem em 20 Rapidamente encontramos 5 e 4 (Fácil!) Queremos que então devemos ter Para x = 5 e para x = 4 temos Para x < 5 ou para x > 4 temos Para 5 < x < 4 temos ou e A solução deste sistema de inequações seria . Como nessa questão há uma aplicação no cálculo de áreas, x não pode ser negativo e daí a resposta será: x poderá variar de 3 m a 4 m. b) Essa equação nós já resolvemos e, lembrando que , temos apenas Sendo assim, as medidas dos lados para que a área seja igual a 28 m2 serão: e
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