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EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 1 de 23 CEDERJ Gabarito EP 06 Pré-Cálculo ____________________________________________________________________________ Exercício 1: Dê o ponto simétrico dos pontos: I) )4,1(P , II) )3,2(Q em relação à: a) eixo 𝑥 b) eixo 𝑦 c) origem d) reta xy . Solução: I) )4,1(P a) O ponto simétrico do ponto )4,1(P em relação ao eixo 𝑥 é o ponto )4,1( . b) O ponto simétrico do ponto )4,1(P em relação ao eixo 𝑦 é o ponto )4,1( . c) O ponto simétrico do ponto )4,1(P em relação à origem é o ponto )4,1( . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ d) O ponto simétrico do ponto )4,1(P em relação à reta xy é o ponto )1,4( . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ II) )3,2(Q a) O ponto simétrico do ponto )3,2(Q em relação ao eixo 𝑥 , é o ponto )3,2( . b) O ponto simétrico do ponto )3,2(Q em relação ao eixo 𝑦 é o ponto )3,2( . c) O ponto simétrico do ponto )3,2(Q em relação à origem é o ponto )3,2( . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 2 de 23 d) O ponto simétrico do ponto )3,2(Q em relação à reta xy é o ponto )2,3( . ____________________________________________________________________________ Exercício 2: a) Se o ponto )3, 7 1 ( estiver no gráfico de uma função par, f , que outro ponto também deverá estar no gráfico? b) E se este ponto estiver no gráfico de uma função ímpar, g , que outro ponto também deverá estar no gráfico? Solução: a) Se a função f é par então )()( xfxf . Logo, ) 7 1 () 7 1 ( ff . Como )3, 7 1 ( está no gráfico da função f , então 3) 7 1 ( f . Concluímos então, que o par ordenado )3, 7 1 ( também está no gráfico da função par, f . ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) Se a função g é ímpar então )()( xgxg . Logo, 3)3() 7 1 () 7 1 ( gg , donde concluímos, que o par ordenado ( 𝟏 𝟕 , √𝟑) também está no gráfico da função ímpar, g . ____________________________________________________________________________ Exercício 3: Uma função f tem domínio ],[ 66 xx e a parte do seu gráfico para ],0[ 6xx está mostrada abaixo. EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 3 de 23 a) Complete o gráfico de f supondo que ela é uma função par e 𝑓(0) = 𝑦1. b) Complete o gráfico de f supondo que ela é uma função ímpar e 0 ∉ 𝑑𝑜𝑚 (𝑓). Solução: a) Sabendo que f é uma função par, para completar o gráfico de f , basta refletir a parte dada, com relação ao eixo 𝑦. b) Sabendo que f é uma função ímpar para completar o gráfico de f , basta refletir a parte dada com relação à origem. Observe que esta função ímpar apresenta um "salto" em 0x . Note que os pontos (0, 𝑦1) e (0, −𝑦1) NÃO pertencem ao seu gráfico, já que 0 ∉ 𝑑𝑜𝑚 (𝑓). Observe que: A reflexão em relação à origem corresponde a uma reflexão no eixo 𝑦 seguida de uma reflexão no eixo 𝑥 , pois: ),(),(),( yxyxyx xeixonorefeteyeixonorefete " ____________________________________________________________________________ EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 4 de 23 Exercício 4: Nas funções a seguir, dê a sua paridade, ou seja, determine as que são pares, as que são ímpares e, nos casos em que a função não for nem par nem ímpar, escreva-a como uma soma de uma função par com uma função ímpar. a) 67 4 1 35)( 347 xxxxxf b) 42)( xxxg c) 2 3 1 2 )( x x xh d) 1 1 )( 26 2 xx x x xj e) 43 15)( xxxk f) 4)( xxl g) 5 353)( xxxm h) 5 454)( xxxn i) 4 343)( xxxo . Solução: a) IR)( fDom . IR é um conjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. A função 67 4 1 35)( 347 xxxxxf é um polinômio e como apresenta monômios de grau par e monômios de grau ímpar não é uma função par nem ímpar. 𝑓(−1) = 5(−1)7 − 3(−1)4 + 1 4 (−1)3 + 7(−1) − 6 = −5 − 3 − 1 4 − 7 − 6 = −21 − 1 4 = − 85 4 𝑓(1) = 5(1)7 − 3(1)4 + 1 4 (1)3 + 7(1) − 6 = 5 − 3 + 1 4 + 7 − 6 = 3 + 1 4 = 13 4 Logo, como 𝑓(−1) ≠ 𝑓(1), 𝑓 não é par, e como 𝑓(−1) ≠ −𝑓(1), 𝑓 não é ímpar Portanto vamos escrevê-la como a soma de uma função par com uma função ímpar. Defina, xxxxf i 7 4 1 5)( 37 e 63)( 4 xxf p Como )()7 4 1 (7 4 1 )(7)( 4 1 )(5)( 373737 xfxxxxxxxxxxf ii , então if é uma função ímpar. Como )(636)(3)( 44 xfxxxf pp , então pf é uma função par Portanto, 67 4 1 35)( 347 xxxxxf )()()63()7 4 1 5( 437 xfxfxxxx pi . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) Seja 42)( xxxg . IR)( gDom , pois IR,02 xx . IR é um conjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 5 de 23 Como xx e 44 )()( xx , temos que, )()(2)(2)( 44 xgxxxxxg . Donde, a função g é uma função par. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) Seja 2 3 1 2 )( x x xh . Como o denominador deve ser diferente de zero, então, 01 2 x donde, 1x , portanto }1,1{IR)( hDom , que é um subconjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. Sendo 22 )()( xx e 33 )()( xx , então, )( 1 2 )(1 )(2 )(1 )(2 )( 2 3 2 3 2 3 xh x x x x x x xh . Donde, a função h é uma função ímpar. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- d) Seja 1 1 )( 26 2 xx x x xj . Para que a raiz quadrada 12 x possa ser calculada, é preciso que, 012 x , logo 11 xoux . Portanto ],1[]1,()( jDom , que é um subconjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. 1 1 1 1 1)()( )(1 )( 26 2 26 2 26 2 xx x x xx x x xx x x xj . Esta equação mostra que a função j não é par nem ímpar. Portanto vamos escrevê-la como a soma de uma função par com uma função ímpar. Defina: 21)( x x xji e 1)( 26 xxxj p . Vemos que, )( 11)(1 )( 222 xj x x x x x x xj ii , donde concluímos que a função ij é uma função ímpar e )(11)()()( 2626 xjxxxxxj pp , donde concluímos que a função pj é uma função par. Portanto, )1() 1 (1 1 )( 26 2 26 2 xx x x xx x x xj )()( xjxj pi . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 6 de 23 e) Seja 43 15)( xxxk . IR)( kDom , pois IR,01 4 xx . IR é um conjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. 4343 15)(1)(5)( xxxxxk Esta equação mostra que a função k não é par nem ímpar. Portanto vamos escrevê-la como a soma de uma função par com uma função ímpar. Lembre-se que essa decomposição é única. Embora, depois dos exemplos feitos acima, não seja difícil descobrir a decomposição da função k como a soma de uma função par com uma função ímpar, vamos nesse exemplo, usar o fato lembrado no início desse EP que diz, )()( 2 )()( 2 )()( )( xkxk xkxkxkxk xk ip Assim, 5 2 10 2 )15()15( 2 )()( )( 4343 xxxxxkxk xk p . 43 4343 1 2 )15()15( 2 )()( )( xx xxxxxkxk xki . Portanto, )()()1(515)( 4343 xkxkxxxxxk ip . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- f) 4)( xxl Para que a raiz quadrada 4x possa ser calculada, é preciso que, 04 x , logo 4x . Portanto ],4[)( lDom , que não é um subconjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. Portanto 4)( xxl não pode ser analisada para função par, nem para função ímpar, nem ser escrita como soma de uma função par com uma função ímpar. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- g) 5 353)( xxxm A raiz 5 3x pode ser calculada para IR x , pois é uma raiz de índice ímpar. Logo IR))(( xmDom . IR é um conjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. )()()()( 5 35 35 35 3 xmxxxxxm . Portanto, 5 353)( xxxm é uma função ímpar. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- h) 5 454)( xxxn A raiz 5 4x pode ser calculada para IR x , pois é uma raiz de índice ímpar. Logo IR))(( xnDom . IR é um conjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 7 de 23 )()()()( 5 45 45 4 xnxxxxn . Portanto, 5 454)( xxxn é uma função par. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- i) 4 343)( xxxo . Para que a raiz 4 3x possa ser calculada, é preciso que 003 xx , pois é uma raiz de índice par. Logo ),0[))(( xoDom , que não é um subconjunto simétrico em relação à origem da reta numérica. Portanto 4 343)( xxxo não pode ser analisada para função par, nem para função ímpar, nem ser escrita como soma de uma função par com uma função ímpar.. ____________________________________________________________________________ Exercício 5: As figuras a seguir representam gráficos de funções. Identifique entre elas aquelas que representam gráficos de funções invertíveis e, nestes casos, esboce sobre a própria figura o gráfico da função inversa Gráfico de f Gráfico de g Gráfico de h Gráfico de j Solução: a única função que não é invertível é a função j , pois ela não é uma função um a um. Basta observar que ela não satisfaz o Teste da Reta Horizontal. EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 8 de 23 As funções hgf ,, satisfazem o Teste da Reta Horizontal e são portanto funções um a um e consequentemente, invertíveis. Vamos esboçar os gráficos dessas funções e das suas inversas no mesmo sistema de coordenadas. Gráfico de f e 1f Gráfico de g e 1g Gráfico de h e 1h _____________________________________________________________________________________ Exercício 6: As funções a seguir são invertíveis. Em cada caso, determine a função inversa, dando o domínio, a imagem e a lei de formação. Em cada caso, esboce os gráficos da função, da sua inversa, da reta xy usando o mesmo sistema de coordenadas. a) 1 1 }1{}1{: x x x g lRlR b) 34 ),3[),4[: xx r c) 1 : 3 xx h lRR Solucão: a) Seja 1 1 )( x x xg . EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 9 de 23 Escrevemos a equação 1 1 x x y e resolvemos essa equação para x : yxxyxyxyxxy x x y 111)1( 1 1 1 1 1)1( y y xyyx Trocando x por y temos 1 1 x x y . Logo, )( 1 1 )(1 xg x x xg e }1{}1{:1 lRlRg Vamos esboçar os gráficos de )()( 1 xgyexgy no mesmo sistema de coordenadas: Para construir o gráfico de 1 1 x x y precisamos simplificar a expressão, fazendo uma divisão de polinômios ou somando e subtraindo 1 no numerador, com a intenção de simplificar até chegar a uma expressão que possamos reconhecer como uma transformação sobre uma função elementar cujo gráfico conhecemos. Façamos isso, 1 2 1 1 2 1 1 1 21 1 111 1 1 xxx x x x x x x x y O gráfico dessa função pode ser obtido pela seguinte sequência de transformações em gráficos: 1 2 1 1 221 )3()2()1( x y x y x y x y (1) Esticamento do gráfico da função elementar x y 1 por um fator multiplicativo 2. (2) Translação horizontal de 1 unidade para a direita do gráfico de x y 2 . (3) Translação vertical de 1 unidade para cima do gráfico de 1 2 x y . OBSERVE: Já vimos anteriormente que )( 1 1 )(1 xg x x xg . Se tivéssemos iniciado o exercício esboçando o gráfico de g, poderíamos tirar essa conclusão do próprio gráfico, já que o gráfico de g é simétrico em relação à reta xy . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 10 de 23 b) Seja 34)( xxr . Escrevemos a equação 34 xy e resolvemos essa equação para x : 4)3(4)3(4334 22 yxxyxyxy Trocando x por y temos 4)3( 2 xy . Logo, 4)3()( 21 xxr e ),4[),3[:1 r Esboçando os gráficos de 4)3()(34)( 21 xxryexxry no mesmo sistema de coordenadas: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) Seja 1)( 3 xxh . Escrevemos a equação 13 xy e resolvemos essa equação para x : 333 111 yxxyxy . Trocando x por y temos 3 1 xy . Logo, 31 1)( xxh e lRlR :1h Esboçando os gráficos de 313 1)(1)( xxhyexxhy no mesmo sistema de coordenadas: _____________________________________________________________________________________ EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 11 de 23 Exercício 7: Seja 1 ),1[]0,(: 2 xx f a) Determine a inversa 1f e verifique que )()()()( 11 xffxff . b) Esboce os gráficos de f , 1f , xy usando o mesmo sistema de coordenadas. Solução : Sabemos que )()(Im)(Im)( 11 fDomfeffDom , portanto: ]0,()(Im),1[)( 11 fefDom . Escrevemos 12 xy e resolvemos essa equação para x : 1111 222 yxyxyxxy 11 yxouyx Trocando x por y temos 11 xyouxy . Como ]0,()(Im 1 f então 0y e assim a função inversa de f será 1)(1 xxfy , que é um número negativo ou nulo. Vamos fazer as composições: xxxxfxffxff 1)1(1)1()1())(()()( 211 xxxxxxfxffxff )(1)1()1())(()()( 222111 , pois como x ]0,()( fDom , então 0x e, portanto, xx . Esboçando os gráficos de )()( 1 xfyexfy no mesmo sistema de coordenadas: _____________________________________________________________________________________ EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 12 de 23 Exercício 8: Seja xxxf 3)( 3 , para 22 x . a) Explique por que a função f , cujo gráfico está na figura abaixo, não tem inversa em seu domínio. b) Subdivida o domínio em três intervalos adjacentes sobre cada um dos quais a função f tem uma inversa. Solução: a) A função f , do gráfico dado, não tem inversa em seu domínio, pois não satisfaz o Teste da Reta Horizontal, não é um a um. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) Podemos subdividir o domínio em três intervalos adjacentes sobre cada um dos quais a função f tem uma inversa. Esses intervalos são: ]2,1[,]1,1[,]1,2[ . Esses intervalos foram escolhidos, pois em cada um deles a função é um a um, satisfaz Teste da Reta Horizontal. ]2,2[]1,2[: f EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 13 de 23 ]2,2[]1,1[: f ]2,2[]2,1[: f ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Exercício 9: Dê o domínio das funções a seguir e esboce os seus respectivos gráficos. Essas funções definem parte de uma curva já estudada . Elas são inversíveis? a) 216)( xxf b) 14)( xxg Solução: a) Seja 216)( xxf Para que a raiz quadrada 216 x possa ser calculada é preciso que 016 2 x . Mas, 4441616016 222 xxxxx . Portanto, ]4,4[)( fDom . Para saber qual a curva que deu origem a esta função, vamos fazer alguns cálculos. Considere a equação 216 xy . Então, 16161616 2222 2 222 yxxyxyxy Esta é a equação de um círculo de centro )0,0(C e raio 4r . Como em 216)( xxf , 0y , então o gráfico desta função é o semicírculo, que está nos 3º. e 4º.quadrantes e mais os pontos )0,4(A e )0,4(B sobre o eixo xO : Esta função não é inversível, pois não é “um-a-um”. É fácil ver graficamente que retas horizontais, como por EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 14 de 23 exemplo, 1y , 3y , cortam a curva em dois pontos. b) Seja 14)( xxg Para que a raiz quadrada x4 possa ser calculada é preciso que 404 xx . Consideremos 14 xy e vamos fazer algumas contas: xyxyxy 4)1()4()1(14 222 2)1(4 yx . Esta é a equação canônica de uma parábola de vértice no ponto 1,4 V , concavidade voltada para esquerda e tem como eixo de simetria a reta 1y . Observação: a equação na forma 2)( kyahx mostra que o coeficiente 01 a , por isso a parábola possui concavidade voltada para a esquerda. Observe que, 10104114 yyxyxy Portanto a função 14)( xxg é tal que, 4x e 1y . O seu gráfico é o ramo da parábola que está abaixo do eixo de simetria. Veja ao lado. O ponto )3,0( é um ponto do gráfico dessa função, como podemos verificar: 31214104)0( g Esta função ,e inversível, pois é “um-a-um”. É fácil ver graficamente que retas horizontais, cortam a curva em no máximo um ponto. EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 15 de 23 _____________________________________________________________________________________ Exercício 10: Seja 4 )( 2 3 x x xf uma função invertível. a) Encontre x se 3)(1 xf b) Ache o valor de )1(1f . Solução: a) Sabemos que xfxf )3(3)(1 . Assim, 13 27 49 27 43 3 )3( 2 3 fx . -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) Suponha xf )1(1 . Sabemos que 1)()1(1 xfxf . Mas, 0441 4 1)( 2323 2 3 xxxx x x xf . Como f é uma função invertível então f é uma função um-a-um e, portanto, existe um único valor de x , tal que 1)( xf . Pelo que afirmamos acima, existirá uma única raiz real para o polinômio 𝑝(𝑥) = 𝑥3 − 𝑥2 − 4 . Começamos buscando as possíveis raízes inteiras desse polinômio, que estão entre os divisores do termo independente 4 , e são: 4,4,2,2,1,1 Testando esses valores, verificamos que 𝑝(2) = 23 − 22 − 4 = 8 − 4 − 4 = 0 . Assim, 𝑥 = 2 é raiz do polinômio 𝑝(𝑥) e será, portanto, o único valor de x , tal que 1)( xf . Logo, 2)1(1 f . Ainda não aprendemos em Pré-Cálculo como construir o gráfico dessa função, mas em Cálculo I será possível construí-lo, ele está desenhado ao lado. EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 16 de 23 Exercício 11: A figura ao lado apresenta o gráfico do polinômio 51243)( 234 xxxxp , restrito a um intervalo IRI . a) Digaqual é o domínio dessa função. Responda na forma de intervalo. b) Esta função é monótona? Justifique sua resposta! c) Marque no eixo 𝑂𝑥 , os intervalos onde essa função é decrescente. Diga quais são esses intervalos. d) A função é monótona no intervalo ]2,1[ ? Justifique sua resposta. e) Marque no eixo 𝑂𝑥 , os intervalos onde essa função é crescente. Diga quais são esses intervalos. f) Diga qual é a imagem dessa função. Responda na forma de intervalo. Solução: (a) Observando o gráfico vemos que ]3,2[)( fDom . (b) Essa função não é monótona, pois, por exemplo, ela é decrescente no intervalo ]1,2[ e é crescente no intervalo .]0,1[ EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 17 de 23 (c) Essa função é decrescente nos intervalos: ]1,2[ , ]2,0[ (d) Essa função não é monótona no intervalo ]2,1[ , pois, ela é crescente no intervalo ]0,1[ e é decrescente no intervalo .]2,0[ (e) Essa função é crescente nos intervalos: ]0,1[ , ]3,2[ (f) Observando o gráfico vemos que ]37,27[])2(,)2([)(Im fff . ________________________________________________________________________ Exercício 12: Desenhe, caso exista, o gráfico de uma função g que satisfaz (simultaneamente) as seguintes condições: a) O domínio de g é ]3,1[]1,3[ D b) A função g é decrescente em ]1,3[ . EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 18 de 23 c) A função g é decrescente em ]3,1[ . d) A função g é não é decrescente em ]3,1[]1,3[ D . Solução: b) Essa função é decrescente no intervalo ]1,3[ . c) A função g é decrescente em ]3,1[ . d) A função g é não é decrescente em ]3,1[]1,3[ D . De fato, temos por exemplo, que; )2(62)2(22 ffe ____________________________________________________________________________ Exercício 13: a) Usando a definição de função decrescente, mostre que a função x xh 1 )( é decrescente no intervalo ),0( . b) Usando a definição de função decrescente, mostre que a função x xh 1 )( é decrescente no intervalo )0,( . c) A função x xh 1 )( é decrescente no seu domínio, que é ),0()0,( ? Justifique sua resposta! Solução: a) De fato: Sejam ),0(, 21 Axx , com 21 xx . Assim, )()( 11 00 12 12 21 xfxf xx xx , Mostramos então que, )()(,, 122121 xfxfxxAxx . Ou, escrita de outra forma, )()(,, 212121 xfxfxxAxx . Portanto, concluímos que a função x xf 1 )( é decrescente no intervalo ),0( A . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 19 de 23 b) Sejam )0,(, 21 Bxx , com 21 xx . Assim, ).()( 11 0100 12 12 1 2 1 221 xfxf xx xe x x xexx Mostramos então que, )()(,, 122121 xfxfxxBxx . Ou, escrita de outra forma, )()(,, 212121 xfxfxxBxx . Portanto, concluímos que a função x xf 1 )( é decrescente no intervalo )0,(B . -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) Observe que 2 1 0 2 1 202 Portanto, a função x xh 1 )( não é decrescente no seu domínio, que é ).,0()0,( Para ilustrar, apresentamos ao lado o gráfico da função citada. ____________________________________________________________________________ Exercício 14: Usando a definição de função decrescente, mostre que a função 2)( xxf é decrescente no intervalo ]0,(A . Solução: De fato: Sejam ]0,(, 21 Bxx , com 21 xx . Assim, 021 xx , donde 01x e 021 xx . Como 01x e 02 x então 012 xx . Sendo o produto de dois números reais negativos, um número real positivo, segue que: )()(00)()( 21 2 2 2 1 2 2 2 11221 xfxfxxxxxxxx Mostramos então que, )()(,, 212121 xfxfxxAxx . Portanto, concluímos que a função 2)( xxf é decrescente no intervalo ]0,(B . EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 20 de 23 Para ilustrar, apresentamos ao lado o gráfico da função citada. ___________________________________________________________________________ Exercício 15: Mostre que se )(xfy é uma função crescente em um intervalo ],[ ba então )()( xfxgy é uma função decrescente neste mesmo intervalo. Solução: Se )(xfy é uma função crescente em um intervalo ],[ ba então )()()()(,],[, 21212121 xfxfxfxfxxbaxx )()( 21 xgxg . Provamos assim que, )()(,],[, 212121 xgxgxxbaxx . Logo, )()( xfxgy é uma função decrescente no intervalo ],[ ba . ________________________________________________________________________ Exercício 16: Esboce o gráfico da função: 2,23 22,3 2,23 )( 2 xsex xsex xsex xfy a) Determine os intervalos onde f é crescente, onde f é decrescente. b) Determine os intervalos onde 2)( xf . Mostre no gráfico, a parte do gráfico que satisfaz essa condição. c) A função f é invertível? Justifique sua resposta! d) Se a sua resposta para o item c) foi não, escolha dois possíveis intervalos onde é possível inverter a função f . Justifique sua escolha. Solução: EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 21 de 23 O gráfico da função 2,23 22,3 2,23 )( 2 xsex xsex xsex xfy O gráfico de 23 xy pode ser construído a partir das seguintes transformações em gráficos de funções: 233 23 xyxyxyxy unidades cima verticaltranslação unidades esquerda horizontaltranslação xexixo dotorno emreflexão Este gráfico será considerado no intervalo )2,( . O gráfico de 23 xy pode ser construído a partir das seguintes transformações em gráficos de funções: 233 23 xyxyxyxy unidades cima verticaltranslação unidades direita horizontaltranslação xexixo dotorno emreflexão . Este gráfico será considerado no intervalo ),2( . O gráfico de 𝑦 = 𝑥2 − 3 pode ser construído a partir das seguintes transformações em gráficos de funções: 32 3 2 xyxy unidades baixo verticaltranslação Este gráfico será considerado no intervalo ]2,2[ . a) Determine os intervalos onde f é crescente, onde f é decrescente. f é crescente nos intervalos: ]3,( , ]3,0[ (parte em vermelho no gráfico ao lado). f é decrescente nos intervalos: ]0,3[ , ),3[ (parte em vermelho no gráfico ao lado). -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 22 de 23 b) Determine os intervalos onde 2)( xf . Mostre no gráfico, a parte do gráfico que satisfaz essa condição. Pelo gráfico, observamos que temos que considerar as três expressões que fazem parte da definição da função )(xf . 1) 223 xy para 2x . 1743434343223 xouxxouxxxx . Como 2x , então 223 xy , para 7x . 2) 232 xy para 22 x . 110123 22 xxx . Como 22 x , então 232 xy para 11 x . 3) 223 xy para 2x . 7143434343223 xouxxouxxxx . Como 2x , então 223 xy , para 7x . Concluímos que 2)( xf em: ),7[]1,1[]7,( (parte em verde no gráfico acima) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) A função f é invertível? Justifique sua resposta! Não, a função não é inversível. Essa função não é um-a-um, não é “aprovada” no Teste da Reta Horizontal. Do gráfico observamos que; )3(2)3( ff , .)5(0)5( ff EP 06 – 2016-1 – Paridade, Função Inversa e Crescimento de Funções – GABARITO Pré-Cálculo 23 de 23 d) Se a sua resposta para o item c) foi não, escolha dois possíveis intervalos onde é possível inverter a função f . Justifique sua escolha. Podemos escolher, por exemplo, os seguintes intervalos: 1) ]3,( , onde a função f é um-a-um. Observe que nesse intervalo f é crescente (parte em verde no gráfico abaixo). 2) ]0,3[ , onde a função f é um-a-um. Observe que nesse intervalo f é decrescente (parte em vermelho no gráfico abaixo). 3) ]3,0[ , onde a função f é um-a-um. Observe que nesse intervalo f é crescente (parte em azul no gráfico abaixo). 4) ),3[ , onde a função f é um-a-um. Observe que nesse intervalo f é decrescente (parte em preto no gráfico abaixo). ____________________________________________________________________________
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