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FAENG – CICLO BA´SICO – CA´LCULO I PRIMEIRA LISTA DE EXERCI´CIOS: FUNC¸O˜ES (1) Para cada func¸a˜o dada calcule os valores indicados: (a) f(x) = 3x2 + 5x− 2 calcule f(1), f(0) e f(−2) Resp: 6, -2 e 0 (b) h(t) = √ t2 + 2t+ 4 calcule h(2), h(0) e h(−4) Resp: 2√3, 2 e 2√3 (c) f(t) = (2t− 1)1/2 calcule f(1), f(2) e f(13) Resp: 1, 1√ 27 e 1 125 (d) f(x) = x− |x− 1| calcule f(1), f(2) e f(−3) Resp: 0, 2 e −8 (2) Dada a func¸a˜o f(x) = −x2 − 9 x− 2 determine: (a) f(0) Resp: f(0) = 9 2 (b) f(1) Resp: f(1) = 10 (c) f(−1) Resp: f(−1) = 10 3 (d) f(t) Resp: f(t) = −t2 − 9 t− 2 (e) f(−t) Resp: f(−t) = t 2 + 9 t+ 2 (f) f(x− 1) Resp: f(x− 1) = −x 2 + 2x− 10 x− 3 (3) Sendo f(x) = x2, calcule e simplifique f(a+ b)− f(a− b) a b (com a b 6= 0). Resp: 4 (4) Dada a func¸a˜o f(x) = x2, calcule e simplifique f(x)− f(p) x− p (com x 6= p). Resp: x+ p (5) Desenvolva: (a+ b)2, (a− b)2, (a+ b)3 e (a− b)3. (6) Sendo g(t) = t3 calcule e simplifique g(t)− g(h) t− h , com t 6= h. Resp: t 2 + th+ h2. (7) Calcule f(x+ h)− f(x) h , com h 6= 0, nos seguintes casos: (a) f(x) = 2x+ 1 Resp: 2 (b) f(x) = x2 Resp: 2x+ h (c) f(x) = x3 Resp: 3x2 + 3xh+ h2 (d) f(x) = 1 x Resp: −1 x2 + xh 1 (8) Fac¸a o gra´fico completo, indicando o domı´nio e a imagem, das seguintes func¸o˜es: (a) f(x) = 2x− 3 Df = R e Imf = R (b) f(x) = −pi Df = R e Imf = {−pi} (c) f(x) = −x+ 3 Df = R e Imf = R (d) f(x) = (x− 1)(x+ 3) Df = R e Imf = [− 4,+∞[ (e) f(x) = −x2 + 2x+ 3 Df = R e Imf = ]−∞, 4] (f) f(x) = x2 + 3x+ 4 Df = R e Imf = [ 7 4 ,+∞[ (g) f(x) = (x− 1)2 Df = R e Imf = [0,+∞[ (h) f(x) = (x− 1)2 − 2 Df = R e Imf = [− 2,+∞[ (i) f(x) = −x2 − x, se x < 0 x2, se x ≥ 0 Df = R e Imf = R (j) f(x) = x− 4, se x ≤ 1 −x2 + 2x+ 3, se x > 1 Df = R e Imf = ]−∞, 5] (k) f(x) = x, se x ≤ 2 x+ 1, se x > 2 Df = R e Imf = ]−∞, 2] ∪ ]3,+∞[ (l) f(x) = x+ 1, se x < −1 x2 − 1, se − 1 ≤ x ≤ 1 −x+ 1, se x > 1 Df = R e Imf = ]−∞, 0] (m) f(x) = |2x− 3| Df = R e Imf = ]0,+∞] (n) f(x) = |x2 − 1| Df = R e Imf = ]0,+∞] (o) f(x) = |x2 − 1|+ 2 Df = R e Imf = ]2,+∞] (p) f(x) = x |x| Df = R ∗ e Imf = {−1, 1} (q) f(x) = x|x| Df = R e Imf = R (r) f(x) = x|2x+ 1| Df = R e Imf = R (s) f(x) = x2 − 3|x| − 4 Df = R e Imf = [−254 ,+∞[ 2 (9) Determinar o domı´nio de f sob a forma de intervalos, sendo: (a) f(x) = √ 3− 2x 5x+ 1 (d) f(x) = √ x2 − 2x− 3√ 1− x (g) f(x) = 1 ln(x2 + x+ 1) (b) f(x) = √ −3 + 5x 2− x (e) f(x) = ln(1− 4x 2) (h) f(x) = ln(36− x2) x+ 4 + √ (x2 − x)(x+ 1) (c) f(x) = √ x2 − 2x− 3 1− x (f) f(x) = 3 √ x7 + 1 + sen3x (i) f(x) = ln(1 + x) + √ 16− x2 Respostas: (a) ]− 1/5, 3/2] (b) [3/4, 2] (c) ]−∞,−1] ∪ ]1, 3] (d) ]−∞,−1] (e) ]− 1/2, 1/2[ (f) R (g) R− {−1, 0} (h) [− 1, 0] ∪ [1, 6[ (i) ]− 1, 4] (10) Encontre o que e´ pedido em cada caso: (a) Sendo f(x) = x2 e g(x) = x+ 1, calcule f(g(x)) e g(f(x)). Resp: f(g(x)) = x2 + 2x+ 1 e g(f(x)) = x2 + 1 (b) Sendo f(x) = senx e g(x) = x 1 + x2 , calcule f(g(x)) e g(f(x)). Resp: f(g(x)) = sen ( x 1 + x2 ) e g(f(x)) = senx 1 + sen2x (c) Sendo f(x) = ax+ b cx− a , calcule f(f(x)) e f(f(f(0))). Resp: f(f(x)) = x e f(f(f(0))) = −b a (11) Determinar g(x) nos seguintes casos: (a) f(x) = 2x+ 3, f [g(x)] = 8− 5x (d) f(x) = lnx, g[f(x)] = 3x− 5 (b) f(x) = 5x, f [g(x)] = x (e) f(x) = e2x, f [g(x)] = x2 = 1 (c) f(x) = x+ 1, g[f(x)] = 1− 2x (f) f(x) = e3x, g[f(x)] = x2 + 1 Respostas: (a) g(x) = 5− 5x 2 (b) g(x) = log5 x (c) g(x) = −1 + 2x (d) g(x) = 3ex − 5 (e) g(x) = ln√x2 + 1 (f) g(x) = 1 9 ln2x+ 1 3 (12) Determine x em cada caso: (a) log2 16 = x (b) logx 0,008 = −3 (c) logx(ac) = c (c 6= 0) (d) log10 100 = x (e) log7 x = 2 3 (f) ln(x3) = 7 (g) log10 x = 3 (h) lnx = −2 (i) log√b( 4 √ b3 ) = x (j) log 1 x 16 = − 4 3 (k) ln(3x) = −1 (l) aloga x = 2 (m) logb 6 = 1 2 (n) logk(x 2) = c (o) eln x = 47 Respostas: (a) 4, (b) 5, (c) a, (d) 2, (e) 3 √ 49, (f) e2 3 √ e, (g) 1000, (h) 1/e2, (i) 3/2, (j) 8, (k) 1 3e , (l) 2, (m) 36, (n) √ kc, (o) 47. (13) Exprimir y como func¸a˜o de x: (a) ln y = 3 lnx+ ln 5 (b) ln y = mx+ ln c (c) 2 log y = 3 log x+ 4 log 5 (d) log2 y = 2x+ log2 7 (e) ln y = k lnx+ ln c (f) 5 log3 y = 3 log3 x− log3 2 Respostas: (a) y = 5x3, (b) y = cemx, (c) y = 25x √ x, (d) y = 7e2x, (e) y = cxk, (f) y = 5 √ x3 2 (14) Esboce o gra´fico indicando domı´nio e imagem: (a) y = f(x) = 3x (b) y = f(x) = ( 1 3 )x (c) y = f(x) = log3 x (d) y = f(x) = log 1 3 x (e) y = f(x) = 3−x (f) y = f(t) = 23t+1 (g) y = f(x) = 3x/2 (h) f(m) = e−m (i) y = f(x) = e3x−2 (j) y = f(x) = log2(2x+ 3) (k) f(x) = log3(5x− 1) (l) y = f(x) = ln(−x) (m) y = f(x) = ln(1− x) (n) y = f(x) = ln(1 + x) (o) y = f(x) = ln(3x) (p) y = ln |x| (q) f(u) = −1 + 2u (r) y = f(x) = 3 + log2 x Respostas: (a) Df = R Im(f) = ]0,+∞[ (b) Df = R Im(f) = ]0,+∞[ (c) Df = ]0,+∞[ Im(f) = R (d) Df = ]0,+∞[ Im(f) = R Para os ı´tens (e), (f), (g), (h), (i): Df = R Im(f) = ]0,+∞[ (j) Df = ]− 3/2,+∞[ Im(f) = R (k) Df = ]1/5,+∞[ Im(f) = R (l) Df = ]−∞, 0[ Im(f) = R (m) Df = ]1,+∞[ Im(f) = R (n) Df = ]− 1,+∞[ Im(f) = R (o) Df = ]0,+∞[ Im(f) = R (p) Df = R ∗ Im(f) = R (q) Df = R ∗ Im(f) = ]− 1,+∞[ (r) Df = ]0,+∞[ Im(f) = R 4 (15) Prove as seguintes identidades trigonome´tricas: (a) (cosec θ − cotg θ)(sec θ − 1) = tg θ (e) sec 4θ − 1 tg2θ = 2 + tg2θ (b) sen θ cotg θ + cos θ cotg θ = 2 sen θ (f) cosx− senx cosx+ senx + cosx+ senx cosx− senx = 2 cos 2x (c) sen θ sec θ + 1 + sen θ sec θ − 1 = 2 cotg θ (g) 1− sec2θ cosec2θ + 1 sec2θ = 1− tg2θ (d) cos4θ − sen4θ 1− tg4θ = cos 4θ (h) tg2θ − 1 cosec2θ + 1 + 2 sen2θ sec2θ sec2θ = sec2θ (16) Esboce o gra´fico indicando domı´nio e imagem: (a) y = f(x) = sen(2x) (b) y = f(x) = sen(x− pi 2 ) (c) y = f(x) = 3 + senx (d) y = f(x) = 4 cosx (e) y = f(x) = cos(x+ pi) (f) y = f(x) = sen( 2x 3 − pi) (g) y = f(x) = 2 cos( 3x+pi 4 ) (h) y = f(x) = 4 + 3 sen(2x− pi) Respostas: Todas as func¸o˜es tem domı´nio igual a R. As func¸o˜es dos ı´tens (a), (b), (e) e (f) tem imagem igual a [− 1, 1]; (c) Im(f) = [2, 4], (d) Im(f) = [− 4, 4], (g) Im(f) = [− 2, 2], (h) Im(f) = [1, 7] (17) Determine o per´ıodo de cada func¸a˜o do exerc´ıcio anterior. Resp. (a) pi, (b) 2pi, (c) 2pi, (d) 2pi, (e) 2pi, (f) 3pi, (g) 8pi 3 , (h) pi. (18) Dado um triaˆngulo ABC determinar x nos seguintes casos: (a) AB = √ 3, AC = 2, BC = 1, x = Aˆ (b) AB = 1, AC = 25, Aˆ = 2pi 3 , x = BC (c) AB = 7, Ac = 5, BC = 4, x = a´rea do ∆ABC (d) Aˆ = 3pi 4 , Bˆ = pi 8 , x = AC (e) BC = 1, Bˆ = pi 3 , Cˆ = pi 12 , x = AB Obs. Dado um triaˆngulo ABC qualquer valem: (a) Lei dos senos: a sen Aˆ = b sen Bˆ = c sen Cˆ = 2R sendo R o raio da circunfereˆncia que circunscreve o triaˆngulo ABC (b) Lei dos cossenos: a2 = b2 + c2 − 2bc cos Aˆ E´ claro que: b2 = a2 + c2 − 2ac cos Bˆ c2 = a2 + b2 − 2ab cos Cˆ A B C O R b a c 5
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