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UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Prof. Tarcísio Valério Diniz UNIDADE VII - FUNÇÃO DE SEGUNDO GRAU Definição: é a função definida por Exemplos Domínio: Como não existem restrições para a variável números reais. Assim, D = Gráfico O gráfico de uma função de segundo grau, também chamada função quadrática, é uma curva chamada parábola. Veja os exemplos seguintes: 1-) ( ) 42 −= xxf Observação: A parte interna da parábola se chama “concavidade” e no gráfico acima, a concavidade da parábola está apontando para cima. Isto ocorre todas as vezes em que o coeficiente A é um número positivo. ( ) ( ) ( ) ( ) ⇒=− ⇒+=− ⇒−=− +−=− 5)4 13)3 7)2 52)1 2 2 2 2 C B A xxf xxf xxxf xxxf ( ) 02 31 40 31 02 − − −− − xfx UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática FUNÇÃO DE SEGUNDO GRAU é a função definida por ( ) ;,,;2 ≠∈++= ARCBACxBxAxf Como não existem restrições para a variável x , o domínio é formado por todos os R O gráfico de uma função de segundo grau, também chamada função quadrática, é uma Veja os exemplos seguintes: A parte interna da parábola se chama “concavidade” e no gráfico acima, a concavidade da parábola está apontando para cima. Isto ocorre todas as vezes em que o é um número positivo. = = = = = = = −= = ⇒ −= = −= ⇒− 0 0 5 1 0 3 0 7 1 3 5 2 3 A C B A C B A C B A x x y 2− 1− 3− 2 1− 2− 4− 1 Nivelamento em Matemática 1 0 , o domínio é formado por todos os O gráfico de uma função de segundo grau, também chamada função quadrática, é uma A parte interna da parábola se chama “concavidade” e no gráfico acima, a concavidade da parábola está apontando para cima. Isto ocorre todas as vezes em que o UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Prof. Tarcísio Valério Diniz 2-) ( ) 42 +−= xxf Observação: no gráfico acima, a concavidade da parábola está apontando para baixo. Isto ocorre todas as vezes em que o coeficiente Discriminante Definimos como discriminante de uma função quadrática ao número O valor do discriminante é muito útil no estudo da função quadrática. Ex: Determine o discriminante da função dada por = = −= 4 5 3 C B A ( )345 2 ×−×−=∆⇒ Zeros da função quadrática Seja a função ( ) xAxf = 2 com ( )xf seja igual a zero e representam os pontos de intersecção da curva com o eixo das abscissas. Assim, 02 =++ CxBxA ( equação de segundo grau ) Como foi visto anteriormente, ⇒>∆ 0 dois zeros reais e desiguais ( a curva corta o eixo das abscissas em dois pontos diferentes.) ⇒=∆ 0 dois zeros reais e iguais ( a curva corta o eixo das abscissas em apenas um ponto.) ⇒<∆ 0 nenhum zero real ( a curva não corta o eixo das abscissas.) ( ) 02 31 40 31 02 − − xfx UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática no gráfico acima, a concavidade da parábola está apontando para baixo. Isto ocorre todas as vezes em que o coeficiente A é um número negativo. Definimos como discriminante de uma função quadrática ao número O valor do discriminante é muito útil no estudo da função quadrática. Ex: Determine o discriminante da função dada por 7348254 =+=× função quadrática CxB ++2 . Os zeros da função são os valores de “ seja igual a zero e representam os pontos de intersecção da curva com o eixo ( equação de segundo grau ) Como foi visto anteriormente, A B x 2 ∆±− = ( fórmula de Baskara ) dois zeros reais e desiguais ( a curva corta o eixo das abscissas em dois pontos dois zeros reais e iguais ( a curva corta o eixo das abscissas em apenas um ponto.) nenhum zero real ( a curva não corta o eixo das abscissas.) x2− 1− 3 4 21 1 2 y ( ) 53 2 ++−= xxxf Nivelamento em Matemática 2 no gráfico acima, a concavidade da parábola está apontando para baixo. Isto Definimos como discriminante de uma função quadrática ao número CAB ..42 −=∆ . Os zeros da função são os valores de “x” que fazem seja igual a zero e representam os pontos de intersecção da curva com o eixo dois zeros reais e desiguais ( a curva corta o eixo das abscissas em dois pontos dois zeros reais e iguais ( a curva corta o eixo das abscissas em apenas um ponto.) 4+ UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Prof. Tarcísio Valério Diniz Vértice O ponto mais alto ( 0<A ) ou mais baix quadrática é chamado vértice da parábola e pode ser obtido pela fórmula ∆ −− AA BV 4 , 2 Observação: Quando vamos fazer a representação gráfica de uma função de segun montar uma tabela de valores nas proximidades do vértice. Exemplo: represente graficamente a função dada por: −= = −= 5 4 1 C B A ( )144 2 ×−×−=∆⇒ ( ) ( )14 4 , 12 4 ⇒ −× − − −× − VV Máximos e mínimos na função quadrática Quando o valor de “A” de uma função quadrática é um número positivo, a parábola que representa a função tem a concavidade voltada para cima e portanto, tem um valo O valor mínimo dessa função pode ser obtido através da ordenada do vértice e o valor que faz com que a função assuma o menor valor é a abscissa do vértice. Exemplo: Determine o valor que torna mínima a função dada por o seu menor valor. ( ) 54 23 12 21 50 − − − − − xfx UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática ) ou mais baixo ( 0>A ) da parábola que representa uma função quadrática é chamado vértice da parábola e pode ser obtido pela fórmula Quando vamos fazer a representação gráfica de uma função de segun montar uma tabela de valores nas proximidades do vértice. Exemplo: represente graficamente a função dada por: ( ) 42 +−= xxxf ( ) 420165 −=−=−× ( )1,2 −V Máximos e mínimos na função quadrática ” de uma função quadrática é um número positivo, a parábola que representa a função tem a concavidade voltada para cima e portanto, tem um valo O valor mínimo dessa função pode ser obtido através da ordenada do vértice e o valor que faz com que a função assuma o menor valor é a abscissa do vértice. : Determine o valor que torna mínima a função dada por (f y 0 1 2 4 5− 3 2− 1− Nivelamento em Matemática 3 ) da parábola que representa uma função quadrática é chamado vértice da parábola e pode ser obtido pela fórmula Quando vamos fazer a representação gráfica de uma função de segundo grau, devemos 5− ” de uma função quadrática é um número positivo, a parábola que representa a função tem a concavidade voltada para cima e portanto, tem um valor mínimo. O valor mínimo dessa função pode ser obtido através da ordenada do vértice e o valor que ( ) 352 2 −+= xxx e x UNIVERSIDADE DE ITAÚNANivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 4 −= = = 3 5 2 c b a ( ) 4924253245 2 =+=−××−=∆⇒ −= × −= ∆ −= −= × −=−= ⇒ 8 49 24 49 4 4 5 22 5 2 A y A B x Assim, o valor que faz com que a função assuma o menor valor possível é 4 5 −=x e o menor valor admissível para esta função é 8 49 −=y . Quando o valor de “A” de uma função quadrática é um número negativo, a parábola que representa a função tem a concavidade voltada para baixo e portanto, tem um valor máximo. O valor máximo dessa função também pode ser obtido através da ordenada do vértice e o valor que faz com que a função assuma o maior valor é a abscissa do vértice. Exemplo: Determine o valor que torna máxima a função dada por ( ) 542 2 −+−= xxxf e o seu maior valor. −= = −= 5 4 2 c b a ( ) ( ) 2440165244 2 −=−=−×−×−=∆⇒ ( ) ( ) −= − − −= −× − −= ∆ −= == −× −=−= ⇒ 3 8 24 24 24 4 1 4 4 22 4 2 A y A B x Assim, o valor que faz com que a função assuma o maior valor possível é 1=x e o maior valor admissível para esta função é 3−=y . Observação: No curso de Cálculo Diferencial e Integral existe um capítulo para tratar exclusivamente de problemas que envolvem máximos e mínimos de funções, com o uso de derivadas. Considere o problema: Determine dois números inteiros de soma 6 de modo que o produto entre eles seja o menor possível. Determine também esse produto. Sejam x e y esses números: UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 5 ( ) xxPxxPxxPyxP xyyx 666.. 66 22 +−==−=⇒−=⇒= −=⇒=+ Observe que temos uma função quadrática que representa o produto dos números. Assim, as coordenadas do vértice são: ( ) 32 6 12 6 2 = − −= −× −=−= A B x ( ) ( ) 94 36 4 036 14 0146 4 2 = − −= − + −= −× ×−×− −= ∆ −= A P Como xy −= 6 , se 3=x 336 =⇒−=⇒ yy . Portanto, os números inteiros pedidos são 3 e 3 e o maior valor do produto é 9. Variação de sinais da função quadrática De acordo com o que já foi dito no texto, o gráfico de uma função quadrática pode se apresentar de seis modos diferentes em relação ao eixo das abscissas e de acordo com o sinal de “A” ( positivo ou negativo ). Veja as figuras a seguir: 0 0 > >∆ A 0 0 > <∆ A 0 0 > =∆ A 0 0 < <∆ A 0 0 < =∆ A 0 0 < >∆ Ax x x x x x ,x ,,x ,x ,x ,x ,,x ,,x ,,x = = + + + + + + + + 0 0 0 0 00• • • • • • − − − − − − − − UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 6 De acordo com as figuras anteriores, podemos resumir a situação em três partes: Observação: com o quadro acima conseguimos fazer o estudo de sinais de qualquer função de segundo grau. Lembre-se: m / A = mesmo sinal de “A” c / A = sinal contrário de “A” Exemplos: Faça um estudo da variação de sinais das funções de segundo grau dadas a seguir: 1-) 232 2 −−= xxy −= −= = 2 3 2 C B A ( ) ( ) ( ) 4 53 22 53251692243 2 ±=⇒ × ±−− =⇒=+=−×−−=∆⇒ xx Portanto, −= = 2 1 2 ,, , x x Na reta, Daí, temos a solução: 02 2 1 02 2 1 02 2 1 <⇒<<− >⇒>−< =⇒=−= yx yxoux yxoux • •• 00 ,x ,x ,,x ,,x= 0 xdevalores xdevalores xdevalores ydesinaisAm /Am / Am /Am / Am / Ac / •• 2 1 − 2 xdevalores 0 0 + + − ydesinais ydesinais ydesinais UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 7 2-) 452 −−−= xxy −= −= −= 4 5 1 C B A ( ) ( ) ( ) ( )( ) 2 35 12 35916254145 2 − ± =⇒ −× ±−− =⇒=−=−×−−−=∆⇒ xx Portanto, −= −= 1 4 ,, , x x Na reta, Daí, temos a solução: 014 014 014 >⇒−<<− <⇒−>−< =⇒−=−= yx yxoux yxoux 3-) 962 +−= xxy = −= = 9 6 1 C B A ( ) ( ) 2 06 12 06036369146 2 ±=⇒ × ±−− =⇒=−=××−−=∆⇒ xx Portanto, = = 3 3 ,, , x x Na reta, Daí, temos a solução: 03 03 >⇒≠ =⇒= yx yx 4-) 442 −+−= xxy −= = −= 4 4 1 C B A ( ) ( ) ( ) 2 04 12 04016164144 2 − ±− =⇒ −× ±− =⇒=−=−×−×−=∆⇒ xx Portanto, = = 2 2 ,, , x x Na reta, Daí, temos a solução: 02 02 <⇒≠ =⇒= yx yx •• 4− 1− xdevalores 0 0 + − − • 3 xdevalores 0 + + • 2 xdevalores 0 − − ydesinais ydesinais ydesinais UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 8 5-) 542 ++= xxy = = = 5 4 1 C B A Rx ∉ × −±− =⇒−=−=××−=∆⇒ 12 44 420165144 2 Portanto, ∉ ∉ Rx Rx ,, , Na reta, Daí, temos a solução: Rxy ∈∀> 0 6-) 1022 −+−= xxy −= = −= 10 2 1 C B A ( ) ( ) ( ) Rx ∉−× −±− =⇒−=−=−×−×−=∆⇒ 12 362 3640410142 2 Portanto, ∉ ∉ Rx Rx ,, , Na reta, Daí, temos a solução: Rxy ∈∀< 0 O estudo de sinais da função de segundo grau é uma importante ferramenta na resolução de inequações. Veja os exemplos: Resolva as inequações seguintes: 1-) 0672 ≤+− xx = −= = 6 7 1 C B A ( ) ( ) 2 57 12 572524496147 2 ±=⇒ × ±−− =⇒=−=××−−=∆⇒ xx Portanto, = = 1 6 ,, , x x Na reta, xdevalores + ++ xdevalores − −− •• 1 6 xdevalores 0 0 − ++ ydesinais ydesinais ydesinais UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 9 Observe que o sinal da inequação é ≤ 0, o que significa que queremos apenas os valores de “x” que fazem com que a função seja negativa ou zero. Daí termos assinalado apenas a parte da reta que está abaixo do sinal negativo . Daí, { }61 ≤≤∈= xRxS 2-) 01452 <+−− xx = −= −= 14 5 1 C B A ( ) ( ) ( )( ) 2 95 12 9581562514145 2 − ± =⇒ −× ±−− =⇒=+=×−×−−=∆⇒ xx Portanto, = −= 2 7 ,, , x x Na reta, Observe que o sinal da inequação é < 0, o que significa que queremos apenas os valores de “x” que fazem com que a função seja negativa. Daí termos assinalado apenas as partes da reta que estão abaixo do sinal negativo. Daí, { }27 >−<∈= xouxRxS3-) 0842 >−−− xx −= −= −= 8 4 1 C B A ( ) ( ) ( ) ( )( ) Rx ∉−× −±−− =⇒−=−=−×−×−−=∆⇒ 12 164 1632168144 2 Portanto, ∉ ∉ Rx Rx ,, , Na reta, Observe que o sinal da inequação é > 0, o que significa que queremos apenas os valores de “x” que fazem com que a função seja positiva. Como a função assume apenas valores negativos, temos: φ=S o 7− 2 xdevalores 0 0− + o xdevalores − −− ydesinais ydesinais − UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 10 Podemos também ter desigualdades envolvendo funções de primeiro grau e segundo, com produtos e quocientes das mesmas. Neste caso, devemos proceder como foi feito na unidade anterior. Veja o exemplo: Resolva a inequação: ( ) ( ) 0 23 932 2 2 ≥ +− −− xx xx −= = 3 2 b af 2 3 2 3 = − −=−=⇒ a b x = = −= 9 0 1 C B A g = −= = 2 3 1 C B A h Assim a solução da inequação será dada ≤<≤<−≤∈= 32 2 313 xouxouxRxS Observe que os números 1 e 2 foram excluídos da resposta apesar do sinal da inequação ser ≥ pois esses valores anuam o denominador e o denominador de uma fração não pode ser zero. f g h ( ) ( ) = −= ⇒ − ± =⇒ −× ±− =⇒+=×−×−=∆⇒ 3 3 2 60 12 603609140 ,, , 2 x x xx ( ) ( ) = = ⇒ ± =⇒ × ±−− =⇒=−=××−−=∆⇒ 1 2 2 13 12 131892143 ,, , 2 x x xx 213− 32 3 f g h h gf . 0 0 0 0 0 + + + + ++++ +++ +++ − − − − − − − − − − ••• oo 3− 1 2 3 2 3 UNIVERSIDADE DE ITAÚNA Nivelamento em Matemática Prof. Tarcísio Valério Diniz 11 EXERCÍCIOS 01-) Dada a função (((( )))) mxxxf ++++−−−−==== 523 , calcule m para que a função tenha raízes reais iguais. Resp: 12 25 02-) O gráfico de uma função “f ” é uma parábola que passa pelos pontos ( ) ( )0,3,0,1 BA e ( )1,2 −C . O gráfico da função “g “ é uma reta que passa pelos pontos ( ) ( )1,0,0,1 −DC . Determine o conjunto solução da equação ( ) ( )xgxf = Resp: { }4,1=S 03-) A parábola representada graficamente pela função ( ) cxbxxf ++−= 22 passa pelo ponto ( )0,1 e seu vértice é o ponto ( )kV ,3 . Determine o valor de “k”. Resp: 8 04-) Uma função de segundo grau assume os valores 1,3 e 5 para x = 1, x = 2 e x = - 1, respectivamente. Escreva essa função e calcule as coordenadas do vértice de seu gráfico. Resp: ( ) 3 52 3 4 2 +−= xxxf 12 11 , 4 3V 05-) O valor mínimo da função dada por ( ) mxxxf +−= 53 2 é – 1. Nestas condições, calcule o valor de “m “. Resp: 12 13 =m 06-) A parábola de equação 2xay = passa pelo vértice da parábola 24 xxy −= . Calcule o valor de “a” Resp: 1 07-) Resolva as inequações seguintes: • A) 09102 ≥+− xx Resp: { }91 ≥≤ℜ∈ xouxx • B) 049142 >+− xx Resp: { }7≠ℜ∈ xx • C) 92 +≥+ xxx Resp: { }33 ≥−≤ℜ∈ xouxx • D) ( ) ( ) 01.12 22 <−++− xxx Resp: { }4113 <<−<<−ℜ∈ xouxx • E) ( ) ( ) 04.652 <−++− xxx Resp: { }641 ><<−ℜ∈ xouxx • F) 0 156 4 2 2 < +− − xx x Resp: ><<−<ℜ∈ 2 2 1 3 12 xouxouxx • G) 4 1 2 < −x x Resp: { }1<ℜ∈ xx • H) 1 1 1 12 2 2 + ≥ − −+ xx xx Resp: { }1;10 −≠>≤ℜ∈ xxououxx 08-) Determine o domínio da função dada por ( ) 4 2 21 25 x x xf − − = ≤<−≤ℜ∈ 5 2 15Re xouxxsp
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