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1ª Avaliação : Funções, Limites e Derivadas - 1 BC-0201 Funções de Uma Variável (F.U.V.) 1a Avaliação – 01/04/2008 Professora: Gisele Cristina Ducati ducati@ufabc.edu.br Home: http://gducati.googlepages.com http://fuv1tri2008.googlepages.com Questão 1. Determine o domínio máximo e esboce o gráfico da função: f x = 1 x3 Domínio: x3≠0 Em x=−3 a função é descontínua. Não há mais nenhuma indeterminação. D f =−∞ ,−3∪−3,∞ Esboço do Gráfico: lim x−3 1 x3 =∞ lim x−3− 1 x3 =−∞ lim x∞ 1 x3 =0 lim x−∞ 1 x3 =0 A função não tem raízes. f ' ' x = 1x3 ' ' = −1x32 ' = 2 x33 Para x−3 , a função tem concavidade para baixo, pois a segunda derivada é negativa. x−3 , a função tem concavidade para cima, pois a segunda derivada é positiva. 1ª Avaliação : Funções, Limites e Derivadas - 2 Questão 2. Calcule os limites das funções abaixo: (a) lim x0 x−sen x xsen x (b) lim x∞ [ x22 x3− x] (a) lim x0 x−sen x xsen x lim x0 x−sen x xsen x =lim x0 x xsen x −lim x0 sen x xsen x [limx0 xxsen x −1] −1 −[limx0 sen xxsen x −1] −1 =[ limx0 xsen xx ] −1 −[limx0 xsen xsen x ] −1 [limx0 xx sen xx ] −1 −[limx0 xsen x sen xsen x ] −1 =[ limx0 1 sen xx ] −1 −[limx0 xsen x1] −1 Limite fundamental lim x0 sen x x =0 x sen x = 1 sen xx [limx0 1 sen xx ] −1 −[ limx0 xsen x1] −1 =11−1−11 −1=1 2 −1 2 =0 lim x0 x−sen x xsen x =0 _____________________ (b) lim x∞ [ x22 x3− x] lim x∞ [ x22 x3− x] x 22 x3x x22 x3x =lim x∞[ x22 x3− x2 x22 x3 x ]=limx∞[ 2 x3 x22 x3x ] lim x∞ [ 2 x3 x22 x3 x ] 1 x 1 x =lim x∞ [ 2 3x12x 3x21 ]= 201001=22=1 Questão 3. Considere a função f x={3 x−1 ,0 ,2 x−1 , x0 x=0 x0 . } 1ª Avaliação : Funções, Limites e Derivadas - 3 (a) Calcule, caso exista, o lim x0 f x . (b) A função f (x) é contínua no ponto x = 0 ? (a) Para que a função f tenha limite, lim x0 f x= lim x0 f x= lim x0− f x . lim x0 2 x−1=−1 lim x0− 3 x−1=−1 lim x0 f x= lim x0 f x= lim x0− f x=−1 Logo, lim x0 f x=−1 (b) Para que f seja contínua, lim x p f x= f p. f 0=0 , lim x0 f x =−1 f 0=0 ≠ lim x0 f x =−1 Logo, a função não é contínua no ponto x = 0. Questão 4. As desigualdades abaixo valem para todos os valores próximos de zero: 1− x 2 2 − x4 4 x sen x 2−2cos x 1 x 2 2 x4 4 x2 2 x43 Calcule o limite lim x0 x sen x 2−2 cos x . como x0 , calculando os limites dos extremos da desigualdade, acharemos o limite do centro. lim x0 1− x 2 2 − x4 4 =1−0−0=1 lim x0 1 x 2 2 x 4 4 x 2 2 x43=1000=1 1− x 2 2 − x4 4 x sen x 2−2cos x 1 x 2 2 x4 4 x2 2 x43 Para x tendendo a zero, 1 x sen x 2−2 cos x 1. 1ª Avaliação : Funções, Limites e Derivadas - 4 lim x0 x sen x 2−2cos x =1 Questão 5. Determine as derivadas das funções dadas: (i) f x = x5 x2−3 (ii) f x =x2 ln x (iii) f x = x exsen x 5 (iv) f x =arcsen x2−1 (i) f x = x5 x2−3 f ' x= x 5 ' x2−3−x5x2−3 ' x2−32 =5 x 4x2−3−x52 x x2−32 f ' x= x 4[5 x2−3−2 x2] x2−32 = x 43 x2−15 x2−32 (ii) f x =x2 ln x f ' x=x2 ' ln xx2ln x '=2 x ln x x2 1x =2 x ln x x=x 2 ln x1 (iii) f x = x exsen x 5 f ' x=[ xe xsen x 5]'=5 x exsen x4 x exsen x ' 5 xe xsen x 4 x ' ex xe x'cos x=5 x exsen x 41ex x e xcos x f ' x=5 x exsen x 4 e x x1cos x (iv) f x =arcsen x2−1 f ' x=[arcsen x2−1]' f −1[ f x ]=x 2−1 ⇒ f −1 ' [ f x ] f ' x =2 x ⇒ f ' x = 2 x f −1 '[ f x ] f u =arcsen u f −1u=sen u f −1' u =cos u f ' x= 2 x cos [arcsen x2−1] 1ª Avaliação : Funções, Limites e Derivadas - 5 cos u=1−sen2u f ' x= 2 x 1−sen2arc sen x2−1 = 2 x 1−x2−12 = 2 x 1− x4−2 x 21 f ' x= 2 x −x42 x2 Questão 6. Considere a função y = f (x) definida implicitamente por x2 4 y2 9 =1 . (a) Determine a derivada implícita dy dx em função das variáveis x e y. (b) Encontre a equação da reta tangente ao gráfico de f no ponto (0, 3). (a) x24 y 2 9 ' =2 x 4 2 y y ' 9 −2 x 4 =2 y y ' 9 =− x 2 y '=−9 x 4 y (b) Equação da reta tangente: y− y0=mx− x0 y− y0=−9 x04 y0 x− x0 y−3=[−9 043 ][ x−0] y−3=0 y=3