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FUNÇÃO DO 1.º GRAU: 1) Dada a função f(x) = –2x + 3, determine f(1). Solução. Substituindo o valor de “x”, temos: 1323)1(21 f . 2) Dada a função f(x) = 4x + 5, determine x tal que f(x) = 7. Solução. O valor procurado o elemento “x” do domínio que possui imagem y = 7. Temos: 2 1 4 2 24574754 7)( 54 xxxx xf xxf . 3) Escreva a função afim baxxf )( , sabendo que: a) f(1) = 5 e f(-3) = - 7 b) f(-1) = 7 e f(2) = 1 c) f(1) = 5 e f(-2) = - 4 Solução. Cada par de valores pertence à lei da função afim (equação de uma reta). Temos: a) 3252 4 8 84 73 1533 73 )3(5 )3(3 )1(1 abb ba ba ba ba baf baf . Logo, a função é: 23)( xxf . b) 2755 3 15 153 12 1422 12 )2(7 )2(2 )1(1 abb ba ba ba ba baf baf . Logo, a função é: 52)( xxf . c) 3252 3 6 63 42 1022 42 )2(5 )2(2 )1(1 abb ba ba ba ba baf baf . Logo, a função é: 23)( xxf . EXERCÍCIOS - FUNÇÃO DO 1.º GRAU: UNIDADE 1 SEMESTRE 1 BLOCO 1 TURMA CURSO DISCIPLINA PRÉ CÁLCULO ESTUDANTE PROFESSOR (A) Gênesis S. Araújo DATA 2 4) Estude a variação de sinal (f(x) > 0, f(x) = 0 e f(x) < 0) das seguintes funções do 1º grau: a) f(x) = x + 5 b) f(x) = -3x + 9 c) f(x) = 2 – 3x d) f(x) = -2x + 10 e) f(x) = - 5x Solução. O gráfico da função afim ou linear (reta) intercepta o eixo X no ponto onde o gráfico se anula. Isto é, o ponto 0,0x . Se o coeficiente “a” de “x” for positivo, a função é positiva para valores maiores que a raiz x0 e negativa para valores menores. Caso “a” < 0 ocorre o contrário. a) 5/0 50 5/0 01 )(5050)( xIRxf xf xIRxf a raizxxxf . b) 3/0 30 3/0 01 )(3 3 9 0930)( xIRxf xf xIRxf a raizxxxf . c) 3 2 /0 3 2 0 3 2 /0 03 )( 3 2 0320)( xIRxf xf xIRxf a raizxxxf . d) 5/0 50 5/0 02 )(5 2 10 01020)( xIRxf xf xIRxf a raizxxxf . e) 0/0 00 0/0 05 )(0050)( xIRxf xf xIRxf a raizxxxf . 5) Considere a função f: IR IR definida por f(x) = 5x – 3. a) Verifique se a função é crescente ou decrescente b) O zero da função; c) O ponto onde a função intersecta o eixo y; d) O gráfico da função; e) Faça o estudo do sinal; Solução. Analisando cada item de acordo com a caracterização da função afim, temos: a) Como a = 5 > 0, a função é crescente. b) O zero da função é o valor de “x” que anula a função: 5 3 350350)( xxxxf . c) O gráfico intersecta o eixo Y no ponto onde x = 0: 33)0(5)0( fy . 3 e) 5 3 /0 5 3 0 5 3 /0 xIRxf xf xIRxf . d) 6) A reta, gráfico de uma função afim, passa pelos pontos (-2, -63) e (5, 0). Determine essa função e calcule f(16). Solução. Cada ponto (x,y) é da forma (x, f(x)). Utilizando o sistema, temos: 45)9(5 9 7 63 637 05 632 05 )1(632 )5(5 )2(2 b aa ba ba ba ba baf baf . Logo, a função é: 459)( xxf . O valor pedido é: 994514445)16(9)16( f . 7) Determine a lei da função cuja reta intersecta os eixos em (-8, 0) e (0, 4) e verifique: a) Se a função é crescente ou decrescente b) A raiz da função c) o gráfico da função d) Calcule f(-1). Solução. A lei pode ser encontrada da forma anterior pelo sistema. Outra forma de encontrá-la é através da equação da reta y = ax + b, que é a representação da função afim. Calculamos o coeficiente angular “a” e o linear “b”. Temos: 4 2 )(4)8( 2 1 0 )0,8( 2 1 2 1 8 4 )8(0 04 x xfybb reta bxya . a) Como 0 2 1 a , a função é crescente. b) A raiz da função é o valor de “x” tal que f(x) = 0: 84 2 04 2 x xx . c) d) 2 7 2 81 4 2 )1( )1( f . 8) Dadas às funções f e g, construa o gráfico das funções e descubra o ponto de intersecção dessas retas: a) f(x) = -2x + 5 e g(x) = 2x + 5 b) f(x) = 5x e g(x) = 2x – 6 c) f(x) = 4x e g(x) = -x + 3 Solução. Os pontos de interseção podem ser encontrados igualando-se as duas equações em cada caso. Na interseção os valores de “x” das abscissas são os mesmos, assim como as ordenadas. 4 a) 5004 5252)()( 52)( 52)( yxx xxxgxf xxg xxf . Isto significa que o ponto (0, 5) é comum a ambas as retas. Atribuindo alguns valores a cada uma das funções podemos fazer um esboço do gráfico das duas. b) 10263 625)()( 62)( 5)( yxx xxxgxf xxg xxf . Isto significa que o ponto (-2, -10) é comum a ambas as retas. Atribuindo alguns valores a cada uma das funções podemos fazer um esboço do gráfico das duas. c) 4,2 5 12 6,0 5 3 35 34)()( 3)( 4)( yxx xxxgxf xxg xxf . Isto significa que o ponto (0.6, 2.4) é comum a ambas as retas. Atribuindo alguns valores a cada uma das funções podemos fazer um esboço do gráfico das duas. 9) Um comerciante teve uma despesa de R$230,00 na compra de certa mercadoria. Como vai vender cada unidade por R$5,00, o lucro final L será dado em função das x unidades vendidas. Responda: a) Qual a lei dessa função f; b) Para que valores de x têm f(x) < 0? Como podemos interpretar esse caso? c) Para que valores de x haverá um lucro de R$315,00? d) Para que valores de x o lucro será maior que R$280,00? Solução. Só haverá lucro se o total arrecadado com venda for maior que o gasto com a compra. Este total será o produto do número “x” de peças pelo valor de cada peça (R$5,00): Lucro = Venda – Compra. a) L(x) = 5x - 230. b) L(x) < 0 negativo implica que a venda foi baixa: 46 5 230 2305023050)( xxxxL . Podemos interpretar que se forem vendidas menos que 46 peças haverá prejuízo.c) 109 5 545 23031553152305 2305)( 315)( xxx xxL xL . d) 102 5 510 28023052802305 2305)( 280)( xxx xxL xL . 10) Dada a função afim f(x) = - 2x + 3, determine: 5 a) f(1) b) f(0) c) 3 1 ff d) 2 1 f Solução. Encontramos as imagens substituindo os valores na lei de f(x): a) 1313)1(21 f b) 33)0(20 f c) 3 5 3 914 3 3 14 3 3 7 2 3 7 3 1 3 7 3 92 3 3 2 3 3 1 2 3 1 fff f d) 4313 2 1 2 2 1 f 11) Dada a função afim f(x) = 2x + 3, determine os valores de x para que: a) f(x) = 1 b) f(x) = 0 c) f(x) = 3 1 Solução. Encontramos os elementos do domínio. a) 122132 32)( 1 xxx xxf xf b) 2 3 32032 32)( 0 xxx xxf xf c) 3 4 6 8 3 8 2 3 19 2 3 1 32 3 1 32 32)( 3 1 xxxxx xxf xf 12) Na produção de peças, uma indústria tem um custo fixo de R$ 8,00 mais um custo variável de R$ 0,50 por unidade produzida. Sendo x o número de unidades produzidas: a) escreva a lei da função que fornece o custo total de x peças. b) calcule o custo para 100 peças. Solução. A situação apresenta a lei de uma função afim. Temos: a) C(x) = 0,5x + 8. b) O custo de 100 peças é o valor de C(100) = 0,5(100) + 8 = R$58,00. 13) Dadas às funções f(x) = ax + 4 e g(x) = bx + 1, calcule a e b de modo que os gráficos das funções se interceptem no ponto (1, 6). Solução. Se o ponto (1,6) satisfaz às duas leis, então f(1) = g(1) = 6. Substituindo nas leis, temos: 516 246 61 64 1)1()1( 4)1(1 b a b a bg af . 14) Seja f a função afim definida por f(x) = – 4x + 1 e cujo gráfico é a reta r. Determinar a função afim g cuja reta correspondente passa por (1,– 1) e é paralela à reta r. Solução. Na lei da função afim f(x) = ax + b, o valor de “a” é o coeficiente angular da reta que representa o gráfico da função. Este valor “a” pode ser calculado como a tangente do ângulo que a reta faz com o eixo X. Retas paralelas possuem o mesmo coeficiente angular. Na função definida por f(x) = -4x + 1, o coeficiente angular vale a = -4. Logo a função g(x) pedida, terá uma lei da forma g(x) = -4x + b’. Para calcular o coeficiente linear b’, utilizamos o fato de que (1,-1) está na reta s de g(x). Logo, 3'b14'b'b)1(41 s)1,1( 'bx4)x(g . Logo, 3x4)x(g . 6 15. A função f: R → R definida por y = f(x) = ax + b tem o gráfico esboçado. O coeficiente linear e o zero da função são, respectivamente: a) 3 e 3 b) 5 e 3 c) 3 e 5 d) 5 e 5 e) 5/3 e 3/5 Solução. Observe que a reta passa pelos pontos (0, 3) e (5, 0). Encontrando a lei da função, temos: 5x3x 5 3 3x 5 3 0 linear.coef3)0(f ,Logo.3x 5 3 )x(f:éfunçãoA 5 3 a3a5 3)5(a0 3bb)0(a3 . OBS: O coeficiente linear é o ponto onde o gráfico intersecta o eixo Y e o zero da função é o ponto onde o gráfico intersecta o eixo X. 16. O gráfico da função y = 5x + m – 1 corta o eixo y no ponto de ordenada 3. Determine o valor de m. Solução. O ponto de corte é (0,3). Substituindo os valores na lei da função, temos: 413m1m)0(531mx5y)3,0(P . 17. O custo de uma corrida de táxi é constituído por um valor inicial Q0 fixo, mais um valor que varia proporcionalmente à distância D percorrida nessa corrida. Sabe-se que, em uma corrida na qual foram percorridos 3,6km, a quantia cobrada foi de R$8,25 e que em outra corrida, de 2,8km a quantia cobrada foi de R$7,25. a) Calcule o valor inicial de Q0 Solução. A função é afim e as informações correspondem aos pontos (3,6; 8,25) e (2,8; 7,25). Substituindo e resolvendo o sistema, temos: 75,3$RQ,Logo.75,3x25,1)x(f:éfunçãoA 75,35,425,8)25,1(6,325,8Q 25,1 8,0 1 aa8,01 Qa8,225,7 Qa6,325,8 )1(Qa8,225,7 Qa6,325,8 0 0 0 0 0 0 . b) Se, em um dia de trabalho, um taxista arrecadou R$75,00 em 10 corridas, quantos quilômetros seu carro percorreu naquele dia? Solução. Em 10 corridas, houve 1º entradas no carro. Logo o valor inicial foi calculado 10 vezes. Logo a lei da função em 10 corridas é f(x) = 3,75.(10) + 1,25x. Como foi ganho R$75,00, temos: km30 25,1 5,37 25,1 5,3775 x755,37x25,1 75)x(f )10.(75,3x25,1)x(f . 18. Medições realizadas mostram que a temperatura no interior da Terra aumenta, aproximadamente, 3ºC a cada 100m de profundidade. Num certo local, a 100m de profundidade, a temperatura e de 25ºC. Nessas condições, podemos afirmar que a temperatura a 1500m de profundidade e: a) 7ºC b) 45ºC c) 42ºC d) 60ºC e) 67ºC Solução1. A informação mostra uma proporção direta. Cada 100m aumenta 3ºC. A profundidade inicial é de 100m com 25ºC. O aumento de profundidade é diretamente proporcional ao aumento da temperatura. Observe que a profundidade aumentou de 1400m (1500 – 100) e a temperatura medida estará aumentada de 25ºC iniciais. 7 º672542T)14(325T Cº25T m100m1500 Cº3 m100 . Solução2. Observe que P(100m, 25ºC) e Q(200m, 28ºC) são dois pontos, pois aumentando 100m, a temperatura passa de 25º para (25º + 3º) = 28ºC. Substituindo na função afim, vem: Cº67224522)1500(03,0)1500(f,Logo.22x03,0)x(f:éfunçãoA 22325)03,0(10025b 03,0 100 3 aa1003 ba20028 ba10025 ba20028 )1(ba10025 . 19. A poluição atmosférica em metrópoles aumenta ao longo do dia. Em certo dia, a concentração de poluentes no ar, às 8h, era de 20 partículas, em cada milhão de partículas, e, às 12h, era de 80 partículas, em cada milhão de partículas. Admitindo que a variação de poluentes no ar durante o dia é uma função do 1º grau (função afim) no tempo, qual o número de partículas poluentes no ar em cada milhão de partículas, às 10h20min? a) 45 b) 50 c) 55 d) 60 e) 65 Solução. Utilizando as informações em minutos como pontos de gráfico e substituindo na lei da função afim, temos: 55100155100)620(25,0)620(f,Logo.100x25,0)x(f:éfunçãoA 10012020)25,0(48020b 25,0 4 1 240 60 aa24060 ba72080 )1(ba48020 min620min20h10 min;720h12 min;480h8 . 20. No gráfico a seguirestão representadas as funções (I) e (II) definidas por y = 3-x e y = kx+t, respectivamente. Os valores de k e t são, respectivamente: Solução. O ponto de abscissa x = 2 é comum as retas I e II, logo satisfaz a ambas equações. Podemos encontrar a ordenada desse ponto substituindo x = 2 na equação I. i) 123)2( 3)( f xxfy Logo o ponto (2,1) é a interseção das retas. ii) A reta II passa pela origem (0,0). Logo na equação y = kx +t, temos: .0 )0()0(0 t tkf . Como (2,1) satisfaz a essa equação, vem que: . 2 1 12)2(1 1)2( )( kkk f kxyxf 21. Escreva a expressão corresponde à função de acordo com o gráfico: Solução. A função da forma f(x) = ax + b é decrescente e seu coeficiente angular “a” deve ser negativo. Calculamos esse valor utilizando os pontos (4,0) e (0,2). 8 i) . 2 1 4 2 40 02 a Para calcular “b”, basta substituir qualquer dos valores de “x” dos pontos na equação, já que ambos devem satisfazer a equação. ii) .2 2 4 )4( 2 1 0 0)4( 2 1 )( bb f bxxf Esse valor é o coeficiente linear e poderia ser encontrado observando no gráfico que é o local onde intercepta o eixo Y. Logo a expressão da função é: .2 2 1 )( xxf 22. O gráfico é o da reta y = ax + b e intercepta o eixo X no ponto 2. Responda. Solução. Repare que pelo gráfico o ângulo que a reta faz com o eixo X é obtuso. Ela intercepta o eixo Y na parte positiva e o eixo X no ponto (2,0). a) A função é crescente ou decrescente? Decrescente b) O gráfico possui coeficiente angular positivo ou negativo? Negativo c) O gráfico possui coeficiente linear positivo ou negativo? Positivo d) Se f(0) = 7, escreva a expressão para f(x). A expressão dessa função é da forma f(x) = ax + b. Os pontos da reta nos eixos são (0,7) e (2,0). Logo, calculando “a”: . 2 7 2 7 20 07 a e b: .7 )0( 2 7 7 7)0( 2 7 )( b b f bxxf . Logo, a expressão é: .7 2 7 )( xxf 23. O gráfico da função f(x) = mx + n passa pelos pontos (4, 2 ) e ( -1, 6 ). Calcule o valor de m + n. Solução. Podemos resolver o sistema encontrado substituindo os valores de (x,y) dos pontos na equação da função: f(4) = 2 e f(-1) = 6. 5 22 5 26 5 4 5 26 5 430 5 4 66) 5 4 ( 5 4 45 6 24 6 24 )1()1( )4()4( nm nn mm nm nm nm nm nmf nmf 24.Uma função do 1 o grau é tal que f(-1) = 5 e f(3) = - 3. Calcule f(0). Solução. Pelas informações observamos que os pontos (-1, 5) e (3, -3) pertencem à reta da função. Como a expressão é da forma f(x) = ax + b, os cálculos são: 9 .2 4 8 31 )3(5 a e b: .325 )1(25 5)1( 2)( b b f bxxf . A expressão é: 32)( xxf . Para calcular f(0) basta substituir: f(0) = -2(0) + 3 = 3. 25. A função f é definida por f(x)= ax + b. Sabe-se que f(-1) = 3 e f(1) = 1. Calcule o valor de f(3 ). Solução. Pelas informações observamos que os pontos (-1, 3) e (1, 1) pertencem à reta da função. Como a expressão é da forma f(x) = ax + b, os cálculos são: .1 2 2 11 13 a e b: .211 )1(1 1)1( )( b b f bxxf . A expressão é: 2)( xxf . Para calcular f(3) basta substituir: f(3) = -(3) + 3 = 0. 26. Seja a função f de R em R definida por f(x) = mx + t representada pelo gráfico. Nestas condições: Solução. Vemos pelo gráfico que f(-1) = 0 e f(0) = -2. Substituindo na expressão temos: tm mm t tm tmf tmf 202 2 0 )0.()0( )1.()1( 27. (FUVEST) As funções f e g são dadas por f(x) = 1 5 3 x e g(x) = ax 3 4 . Sabe-se que f(0) - g(0) = 3 1 . Determine f(3) – 3.g 5 1 . Solução. Substituindo os pontos indicados, temos: 4 5 20 5 16 5 4 15 16 .3 5 4 5 1 g.3)3(f 15 204 .3 5 59 3 4 15 4 .31 5 9 3 4 5 1 . 3 4 .31)3( 5 3 5 1 g.3)3(f 3 4 x 3 4 )x(g 1x 5 3 )x(f )ii 3 4 3 13 3 1 1a 3 1 )a(1 3 1 )0(g)0(f aa)0( 3 4 )0(g 11)0( 5 3 )0(f )i . 28. (FVG) Um terreno vale hoje R$40.000,00 e estima-se que daqui a 4 anos seu valor seja R$ 42.000,00. Admitindo que o valor do imóvel seja função do 1º grau do tempo (medido em anos e com valor zero na data de hoje), seu valor daqui a 6 anos e 4 meses será aproximadamente: a) R$43.066,00 b) R$43.166,00 c) R$43.266,00 d) R$43.366,00 e) R$43.466,00 10 Solução 1. A informação do tempo como “hoje”, indica t = 0. O valor R$42000,00 é relativo a t = 4. Significa que a reta passa pelos pontos (0, 40000) e (4, 42000). Substituindo, vem: 43166 3 129500 3 1200009500 3 19 f 40000 3 9500 40000 3 19 500 3 19 f anos 3 19 3 1 6 12 4 6meses4eanos6t 40000t500)t(f )ii 500 4 2000 4 4000042000 a 4200040000a4 42000ba4 40000b 42000b)4(a 40000b)0(a b)4(a)4(f b)0(a)0(f )i . Solução 2. Representando as informações no gráfico e utilizando a semelhança de triângulos, temos: 43166 3 129500 'y 3 3500126000 3 3500 42000'y 3 3500 42000'y 500 3 7 42000'y 4 2000 3 7 42000'y 04 4000042000 4 3 19 42000'y . 29. (PUC) Um táxi cobra R$2,60 de bandeirada e mais R$0,40 por quilômetro rodado. Ao final de um percurso de “p” quilômetros, o taxímetro marca R$8,20. Calcule o valor de “p”. Solução. A função que representa essa situação é afim e expressa por f(p) = 0,4p + 2,6. De acordo com a informação, f(p) = 8,2. Substituindo, temos: km14 4,0 6,5 4,0 6,22,8 p2,86,2p4,0 2,8)p(f 6,2p4,0)p(f . 30. Dois líquidos diferentes encontram-se em recipientes idênticos e têm taxas de evaporação constantes. O líquido I encontra-se inicialmente em um nível de 100 mm e evapora-se completamente no quadragésimo dia. O líquido II inicialmente com nível de 80 mm evapora-se completamente no quadragésimo oitavo dia. Determinar, antes da evaporação completa de ambos, ao final de qual dia os líquidos terão o mesmo nível (em mm) nesses mesmos recipientes. a) 10º dia b) 14º dia c) 18º dia d) 20º dia e) 24º dia Solução. Deacordo com as informações para cada líquido temos: i) Líquido I: f(0) = 100 e f(40) = 0 ii) Líquido II: g(0) = 80 e g(48) = 0 O mesmo nível será encontrando com o ponto comum a ambas as retas. Ou ainda o ponto x tal que a igualdade f(x) = g(x) ocorre. 24 5 120 x120x5 20 6 x10x15 80100x 3 5 x 2 5 80x 3 5 100x 2 5 )x(g)x(f)iii 80x 3 5 )x(g 3 5 48 80 a080a48 0ba48 80b b)48(a)48(g b)0(a)0(g )ii 100x 2 5 )x(f 2 5 40 100 a0100a40 0ba40 100b b)40(a)40(f b)0(a)0(f )i . 11 31. Uma função de custo linear é da forma C(x) = ax + b, onde b representa a parte fixa desse custo total. Suponha que uma indústria ao produzir 150 unidades de um produto, gasta R$ 525,00 e quando produz 400 unidades seus gastos são de R$ 700,00, então podemos afirmar que os custos fixos dessa indústria são, em reais: a) 175 b) 225 c) 375 d) 420 e) 475 Solução. Pelas informações f(150) = 525 e f(400) = 700. Substituindo, vem: 420105525)7,0.(150525b)ii 7,0 250 175 a175a250 700ba400 525ba150 700ba400 )1(525ba150 b)400(a)400(f b)150(a)150(f )i . 32. A receita mensal de vendas de uma empresa (y) relaciona-se com os gastos mensais com propaganda (x) por meio de uma função do 1 grau. Quando a empresa gasta R$10.000,00 por mês de propaganda, sua receita naquele mês é de R$80.000,00; se o gasto mensal com propaganda for o dobro daquele, a receita mensal cresce 50% em relação àquela. a) Qual a receita mensal se o gasto mensal com propaganda for de R$30.000,00? Solução. De acordo com as informações, y(10000) = 80000 e y(20000) = 80000 + 50%.80000. Substituindo na expressão da função afim, temos: 00,160000$R4000012000040000)30000(4)30000(y)iii 40000x4)x(y400004000080000)10000).(4(80000b)ii 4 10000 40000 a40000a10000 120000ba20000 80000ba10000 120000ba20000 )1(80000ba10000 b)20000(a)20000(y b)10000(a)10000(y )i . b) Obtenha a expressão de y em função de x. Solução. A expressão é y(x) = 4x + 160000. 33. A taxa de inscrição num clube de natação é de R$150,00 para o curso de 12 semanas. Se uma pessoa se inscreve após o início do curso, a taxa é reduzida linearmente. Calcule quanto uma pessoa pagou ao se inscrever 5 semanas após o início do curso a) R$ 62,50 b) R$ 50,50 c) R$ 74,50 d) R$ 78,50 e) R$ 87,50 Solução. O preço por semana será 150 ÷ 12 = R$12,50. Uma pessoa que se inscreve 5 dias após o início terá uma redução de 5.(R$12,50) = R$62,50. Logo pagará R$150,00 – R$62,50 = R$87,50. 231. Três planos de telefonia celular são apresentados na tabela. Qual é o plano mais vantajoso para alguém que utilize 25 minutos por mês? Solução. Calculando o custo em cada plano, temos: 0,30$R)25(20,10:)C(Plano)iii 00,40$R00,2020)25(8,020:)B(Plano)ii 50,47$R5,1235)25(5,035:)A(Plano)i . O Plano C é o mais vantajoso.
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