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EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 1 de 21 CEDERJ EP 03 Pré-Cálculo ____________________________________________________________________________ Caro aluno. Vamos agora estudar as funções reais de variável real. Este é um passo importante no caminho para Cálculo I. O conteúdo desta semana você encontra no livro de Pré-Cálculo, Volume 2, Módulo 4, nas Aulas 22 e 23 e parte da Aula 24 (nesta aula até a página 110). Importante é estudar o material de apoio “Gráfico da Função Quadrática”, que está postado na sala da disciplina em Material básico de apoio para Semana 3. É muito importante que você estude com bastante atenção esse tema. Você vai conseguir fazer gráficos e interpretar esses gráficos com mais facilidade. Entender a definição de função é o primeiro passo. É importante também, identificar domínios e imagens das funções e para isso as habilidades com as inequações e com as fatorações de polinômios serão muito úteis. Lembre que quando o domínio de uma função não for explicitado, o seu domínio é o maior subconjunto de lR onde a expressão (ou fórmula) que define essa função assume valores reais. })(;{)( lRlR xfxfDom . Quando uma função está definida por uma fórmula matemática, a fórmula em si pode impor restrições sobre os valores reais para os quais podemos calcular essa fórmula. Por exemplo, se 𝑓(𝑥) = 1 𝑥 , então 0x , não estará no domínio dessa função, pois a divisão por zero não está definida. Se xxf )( , então os números reais negativos não fazem parte do domínio dessa função, pois no conjunto dos números reais só podemos extrair raiz quadrada de números positivos ou nulos. Intervalos em ℝ podem ser descritos de duas maneiras, através de notação de conjunto ou através de notação de intervalo, por exemplo, {𝑥 ∈ ℝ; −2 < 𝑥 ≤ 4} = (−2, 4] e {𝑥 ∈ ℝ; −∞ < 𝑥 ≤ 4} = (−∞, 4]. O domínio de uma função pode ser um intervalo ou um conjunto de pontos ou ainda uma união de um conjunto de pontos e/ou intervalos disjuntos (intervalos disjuntos não têm pontos em comum). Geometricamente, em geral, o domínio é representado no eixo das abscissas, o eixo horizontal. A imagem de uma função f é o conjunto } IR,)({ Dom(f)tais que xxf , esse conjunto pode ser um intervalo ou um conjunto de pontos ou ainda uma união de um conjunto de pontos e/ou intervalos disjuntos (intervalos disjuntos não têm pontos em comum). Geometricamente, em geral, a imagem é representada no eixo das ordenadas, o eixo vertical. Observação: um erro muito comum cometido pelos alunos é, por exemplo, ao responder qual é a sua imagem, o aluno escreve 𝐼𝑚(𝑓) = [0, −∞), preste atenção, isto está errado porque a ordem está errada. Por convenção, em qualquer intervalo, o menor valor fica no extremo esquerdo do intervalo e o maior valor fica no extremo direito do intervalo. Por esse motivo, se 𝐼𝑚(𝑓) = {𝑦 ∈ ℝ; −∞ < 𝑦 ≤ 0}, em forma de intervalo, o correto é (−∞, 0]. Os gráficos das funções podem fornecer informação visual importante sobre uma função. O gráfico de uma função é o conjunto } ,))(,({ Dom(f)tais que xxfx . Portanto a coordenada 𝑦 de um ponto do gráfico da função f é o valor de f na coordenada 𝑥 correspondente. Os valores de 𝑥 para os quais EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 2 de 21 0)( xf são as abscissas x dos pontos nos quais o gráfico de f corta ou toca o eixo 𝑥 . Esses valores são denominados zeros ou raízes de f . São as soluções de 0)( xf . O gráfico de f também nos permite visualizar o domínio sobre o eixo 𝑥 e a imagem sobre o eixo 𝑦 e muitas outras informações. É importante saber que nem toda curva do plano 𝑥𝑦 é o gráfico de uma função. O Teste da Reta Vertical é muito útil. Ele diz: "Uma curva no plano 𝑥𝑦 é o gráfico de alguma função, se e somente se toda reta vertical intersecta a curva em exatamente um ponto ou não a intersecta". E então, vamos falar de um tema muito importante, e que pode se tornar muito proveitoso para ajudar o aluno a compreender alguns conceitos teóricos: LEITURA GRÁFICA. O que queremos com a LEITURA DE UM GRÁFICO? O nosso objetivo, quando temos o gráfico de uma função, é ver se é possível encontrar: domínio, imagem, pontos do domínio onde 𝒇 (𝒙) > 𝑎 ou 𝒇 (𝒙) < 𝑏 ou 𝒇 (𝒙) = 𝒄, imagem de um subconjunto do seu domínio através da função 𝒇 e outras informações. Os exemplos a seguir, mostrarão através de gráficos, uma forma de encontrar essas informações. Mas fique tranquilo, uma vez compreendido esse processo, não será preciso repetir todos os passos quando for pedido que vocês façam um exercício desse tipo. LEITURA GRÁFICA: DOMÍNIO E IMAGEM Leitura gráfica: domínio e image Como saber se um número real 𝒂 pertence ao domínio de uma função 𝑓 ? O número real 𝑎 pertence ao domínio de uma função f se a reta vertical 𝑥 = 𝑎 corta o gráfico de f em um ponto (único). Como saber se um número real 𝒃 pertence à imagem de uma função f ? O número real 𝑏 pertence à imagem de uma função f se a reta horizontal 𝑦 = 𝑏 corta o gráfico de 𝑓 em pelo menos um ponto. EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 3 de 21 Assim, (𝑎, 𝑏) = (𝑎, 𝑓(𝑎)) se a reta vertical 𝑥 = 𝑎 e a reta horizontal 𝑦 = 𝑏 se cruzam num ponto sobre o gráfico da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) e assim, 𝑎 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) e 𝑏 ∈ 𝐼𝑚(𝑓) É interessante, você trabalhar no APPLET “Gráfico: domínio - imagem”, que mostramos ao lado. Ele está disponível na Sala da Disciplina Pré-Cálculo_Semana 3. DOMÍNIO: Dado o gráfico de uma função, uma forma de encontrar o domínio da função é projetar o gráfico no eixo 𝒙. Nos exemplos a seguir damos o gráfico de uma função e buscamos através dele o domínio dessa função. (1) Gráfico da função 𝒚 = 𝒇(𝒙) Projetando o gráfico da função no eixo 𝒙, vemos que o domínio da função f é o intervalo no eixo 𝑥 indicado na figura em vermelho. Seu domínio é o intervalo fechado [−𝟏 , 𝟒]. 𝑫𝒐𝒎(𝒇) = [−𝟏 , 𝟒]. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------- EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 4 de 21 (2) Gráfico da função 𝒚 = 𝒈(𝒙) Preste atenção na convenção: só não fazem parte de um gráfico os pontos indicados com "bolinha vazia”. Projetando o gráfico da função no eixo 𝒙, vemos que o domínio da função 𝒈 é o conjunto no eixo 𝑥 indicado na figura em vermelho. Seu domínio é a seguinte união de intervalos disjuntos [− 𝟕 𝟐 , 𝟏) ∪ (𝟏 , 𝟓]. 𝑫𝒐𝒎(𝒈) = [− 𝟕 𝟐 , 𝟏) ∪ (𝟏 , 𝟓]. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (3) Gráfico da função 𝒚 = 𝒉(𝒙) Projetando o gráfico da função no eixo 𝒙, vemos que o domínio da função 𝒉 é o conjunto no eixo 𝑥 indicado na figura em vermelho. Seu domínio é a seguinte união de intervalos disjuntos [− 𝟕 𝟐 , 𝟏) ∪ (𝟐 , 𝟔]. 𝑫𝒐𝒎(𝒉) = [− 𝟕 𝟐 , 𝟏) ∪ (𝟐 , 𝟔] . _____________________________________________________________________________________ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura GráficaPré-Cálculo 5 de 21 IMAGEM: Dado um gráfico de uma função, uma forma de encontrar a imagem da função é projetar o seu gráfico no eixo 𝒚. Nos exemplos a seguir damos o gráfico de uma função e buscamos através dele a imagem dessa função. (1) Gráfico da função 𝒚 = 𝒇(𝒙) Projetando o gráfico da função no eixo 𝒚, vemos que a imagem da função f é o intervalo fechado no eixo 𝑦 indicado na figura em vermelho. Sua imagem é o intervalo fechado [− 𝟗 𝟒 , 𝟑𝟕 𝟏𝟐 ]. 𝑰𝒎(𝒇) = [− 𝟗 𝟒 , 𝟑𝟕 𝟏𝟐 ]. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (2) Gráfico da função 𝒚 = 𝒈(𝒙) Projetando o gráfico da função no eixo 𝒚, vemos que a imagem da função 𝒈 é o intervalo no eixo 𝑦 indicado na figura em vermelho. Sua imagem é o intervalo (−𝟐, 𝟓, 𝟐𝟓]. 𝑰𝒎(𝒈) = (−𝟐 , 𝟓, 𝟐𝟓]. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 6 de 21 (3) Gráfico da função 𝒚 = 𝒉(𝒙) Projetando o gráfico da função no eixo 𝒚, vemos que a imagem da função 𝒉 é o intervalo no eixo 𝑦 indicado na figura em vermelho. Sua imagem é o intervalo (−𝟐 , 𝟓, 𝟐𝟓]. 𝑰𝒎(𝒉) = (−𝟐 , 𝟓, 𝟐𝟓]. OBSERVE que as funções 𝒚 = 𝒈(𝒙) e 𝒚 = 𝒉(𝒙) têm domínios diferentes, mas têm a mesma imagem. 𝑫𝒐𝒎(𝒈) = [− 𝟕 𝟐 , 𝟏) ∪ (𝟏 , 𝟓] 𝑫𝒐𝒎(𝒉) = [− 𝟕 𝟐 , 𝟏) ∪ (𝟐 , 𝟔] 𝑰𝒎(𝒈) = (−𝟐 , 𝟓, 𝟐𝟓] 𝑰𝒎(𝒉) = (−𝟐 , 𝟓, 𝟐𝟓]. Seria interessante voltar aos gráficos e observar porque isso acontece. Qual é o domínio e a imagem da função 𝑔 cujo gráfico é dado ao lado? Como nesse exemplo não temos informações completas sobre a função 𝑔 , não podemos responder qual é o domínio e a imagem dessa função. _____________________________________________________________________________________ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 7 de 21 COMO ENCONTRAR OS SEGUINTES CONJUNTOS: (a) 𝑨 = {𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒇(𝒙) < 𝑏 } e 𝑩 = {𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒇(𝒙) ≤ 𝒃 } Uma forma de encontrar o conjunto 𝐴 é, primeiro, encontrar a parte do gráfico que está abaixo da reta horizontal 𝑦 = 𝑏, e depois, projetar essa parte do gráfico sobre o eixo 𝑥. Uma forma de encontrar o conjunto 𝐵 é, primeiro, encontrar a parte do gráfico que está abaixo e sobre a reta horizontal 𝑦 = 𝑏, e depois, projetar essa parte do gráfico sobre o eixo 𝑥. (b) 𝐴 = {𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒇(𝒙) > 𝑎 } e 𝑩 = {𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒇(𝒙) ≥ 𝒂 } Uma forma de encontrar o conjunto 𝐴 é, primeiro, encontrar a parte do gráfico que está acima da reta horizontal 𝑦 = 𝑎, e depois, projetar essa parte do gráfico sobre o eixo 𝑥. Uma forma de encontrar o conjunto 𝐵 é, primeiro, encontrar a parte do gráfico que está acima e sobre a reta horizontal 𝑦 = 𝑎, e depois, projetar essa parte do gráfico sobre o eixo 𝑥. (c) 𝑨 = {𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒂 < 𝑓(𝒙) < 𝑏 } e 𝑩 = {𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒂 ≤ 𝒇(𝒙) ≤ 𝒃 } Uma forma de encontrar o conjunto 𝐴 é, primeiro, encontrar a parte do gráfico que está entre as retas horizontais 𝑦 = 𝑎 e 𝑦 = 𝑏 , e depois, projetar essa parte do gráfico sobre o eixo 𝑥. Uma forma de encontrar o conjunto 𝐵 é, primeiro, encontrar a parte do gráfico que está entre e sobre as retas horizontais 𝑦 = 𝑎 e 𝑦 = 𝑏, e depois, projetar essa parte do gráfico sobre o eixo 𝑥. EXEMPLOS: (1) Dado o gráfico da função 𝑦 = 𝑓(𝑥), encontre o conjunto {𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ∶ 𝑓(𝑥) > 0 } Abaixo esboçamos a parte do gráfico da função 𝑦 = 𝑓(𝑥), que está acima da reta horizontal 𝒚 = 𝟎 , eixo 𝒙. Em vermelho está a projeção no eixo𝒙 da parte do gráfico que está acima da reta horizontal 𝒚 = 𝟎 , eixo 𝒙. Logo, {𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ∶ 𝑓(𝑥) > 0 } = [−1 , 0) ∪ (0 , 1,6) ∪ (3,7 , 4] . -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 8 de 21 (2) Dado o gráfico da função 𝑦 = ℎ(𝑥), encontre o conjunto {𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ∶ −1 ≤ ℎ(𝑥) ≤ 3 } Ao lado esboçamos a parte do gráfico da função 𝑦 = ℎ(𝑥), que está entre e sobre as retas horizontais 𝒚 = −𝟏 e 𝒚 = 𝟑. Em vermelho, está a projeção no eixo𝒙 da parte do gráfico que está entre e sobre as retas horizontais 𝒚 = −𝟏 e 𝒚 = −𝟑 . Logo, {𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(ℎ) ∶ −1 ≤ ℎ(𝑥) ≤ 3 } = [−3 , 1) ∪ [2,6 , 5,3] _____________________________________________________________________________________ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 9 de 21 Seja 𝑓 ∶ 𝐴 ↦ 𝐵 uma função cujo domínio é o conjunto 𝐴 ⊂ ℝ . Seja 𝐷 ⊂ 𝐴, um subconjunto do domínio da função 𝑓 . Queremos saber: QUAL É A IMAGEM DO CONJUNTO 𝑫 PELA FUNÇÃO 𝒇? O que isso quer dizer? Queremos saber qual é o seguinte conjunto: { 𝒇(𝒙) ∶ 𝒙 ∈ 𝑫 ⊂ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) } . Podemos denotar esse conjunto por 𝒇(𝑫) Portanto, podemos dizer que 𝒇(𝑫) = { 𝒇(𝒙) ∶ 𝒙 ∈ 𝑫 ⊂ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) } = imagem do conjunto 𝑫 pela função 𝑓 EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 10 de 21 EXEMPLO: (1) Dado o gráfico da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) e o intervalo [𝟏 , 𝟑] ⊂ 𝑫𝒐𝒎(𝒇), encontre a imagem de [𝟏 , 𝟑] pela função 𝑓, ou seja encontre 𝒇([𝟏 , 𝟑]). Em verde está o intervalo [𝟏 , 𝟑] do eixo 𝒙 contido no domínio da função 𝒇 . Parte do gráfico da função restrita ao intervalo [𝟏 , 𝟑] ⊂ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) , no eixo 𝒙 Projeção (em vermelho) no eixo 𝒚 da parte do gráfico da função 𝒇 restrita ao intervalo [𝟏 , 𝟑] ⊂ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) . Logo, 𝑰𝒎 ( [𝟏 , 𝟑] ) = [ − 𝟗 𝟒 , 𝟓 𝟏𝟐 ] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 11 de 21 Seja 𝑓 ∶ 𝐴 ↦ 𝐵 uma função cujo domínio é o conjunto 𝐴 ⊂ ℝ . Seja 𝐸 ⊂ 𝐵, um subconjunto da imagem da função 𝑓 . Queremos saber qual é o seguinte subconjunto do domínio da função 𝒇 EXEMPLO: Em verde está o intervalo [− 𝟐 𝟑 , 𝟓 𝟏𝟐 ] do eixo 𝒚 contido na imagem da função 𝒇 . { 𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒇(𝒙) ∈ 𝑬 } ⊂ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) . EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 12 de 21 Parte do gráfico da função restrita ao Intervalo [− 𝟐 𝟑 , 𝟓 𝟏𝟐 ] ⊂ 𝑰𝒎(𝒇) no eixo 𝒚 Projeção (em vermelho) da parte do gráfico da função restrita ao intervalo [−𝟎, 𝟒 , 𝟐]∪ [𝟑, 𝟔 , 𝟑, 𝟖] sobre o eixo 𝒙. Logo, { 𝒙 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒇) ∶ 𝒇(𝒙) ∈ [− 𝟐 𝟑 , 𝟓 𝟏𝟐 ] ⊂ 𝑰𝒎(𝒇) } = [−𝟎, 𝟒 , 𝟐] ∪ [𝟑, 𝟔 , 𝟑, 𝟖] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 13 de 21 FUNÇÕES ELEMENTARES Para continuarmos o nosso estudo sobre as funções, afirmamos que é importante conhecer bem funções "elementares", por exemplo: ,)(,)(,)(, 1 )(, 1 )(,)(,)(,)( 3 2 32 xxfxxfxxf x xf x xfxxfxxfxxf cujos gráficos são: xxf )( 2)( xxf 3)( xxf IR(f)Dom IR(f)Dom IR(f)Dom IRIm(f) ),0[Im(f) IRIm(f) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- x xf 1 )( xxf )( 3)( xxf }0{-IR(f)Dom ),0[(f)Dom IR(f)Dom }0{-IRIm(f) ),0[Im(f) IRIm(f) 0, 0, )( xsex xsex xxf IR(f)Dom ),0[Im(f) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 14 de 21 FUNÇÃO PARTIDA ou FUNÇÃO DEFINIDA POR PARTES Como pudemos ver anteriormente, a função xxf )( está definida por fórmulas distintas em diferentes partes do domínio. Esta função é um exemplo de função que denominamos “FUNÇÃO DEFINIDA POR PARTES”. Observe que para a função xxf )( a fórmula muda em 0x . Note que o valor 0x é incluído em apenas uma das fórmulas. O valor onde a fórmula muda não precisa estar necessariamente incluído numa das fórmulas. O que não pode acontecer é esse valor estar incluído em mais de uma lei. Poderia não ser função, pois, assim um ponto do domínio poderia ter duas imagens distintas. Uma boa forma de se elaborar o gráfico de uma função definida por partes é fazê-lo separadamente sobre os intervalos determinados pelos pontos de mudança e depois nos próprios pontos de mudança. No caso da função xxf )( , o gráfico é a semirreta xy no intervalo )0,( , é a semirreta xy no intervalo ),0( . A fórmula diz que a equação xy se aplica ao ponto de mudança 0x , assim 0)0( fy . Outro exemplo de função partida é 𝑓(𝑥) = { 𝑥 𝑠𝑒 0 ≤ 𝑥 < 1 3 − 𝑥 𝑠𝑒 1 ≤ 𝑥 < 2 1 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 2 O gráfico é uma reta para cada intervalo do domínio, o gráfico está esboçado ao lado. É importante saber construir novas funções a partir de funções mais elementares, através de operações aritméticas de funções ou de composição de funções ou ainda usando translações, reflexões, alongamentos ou compressões. Faremos isso na próxima aula. As nossas primeiras duas aulas nos prepararam para falar das funções polinomiais. Se 01 2 2 1 1 ...)( axaxaxaxaxp n n n n , 0n , é um polinômio com coeficientes reais, a função IRIR: p , )(bpb que a cada IRb associa o número real que resulta da avaliação do polinômio )( xp em bx é chamada uma função polinomial. O domínio de qualquer função polinomial é ),-(IR . EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 15 de 21 A imagem da função polinomial não é a mesma para qualquer função polinomial, por enquanto não é possível determinar a imagem, você vai aprender a determinar em Cálculo I. Se 0n , 0)( axp , IR x e esta função é chamada uma função constante. Quando 00 a , temos a função nula, que é um caso particular da função constante. Se 1n , 01)( axaxp , IR x e 01 a , esta função é chamada de função afim. Se 1n , xaxp 1)( , IR x , 00 01 aea (caso particular da função afim). Esta função é chamada de função linear. Se 1n , xxp )( , IR x , 01 01 aea (caso particular da função afim). Esta função é chamada de função identidade. Se 2n , 01 2 2)( axaxaxp , IR x , .02 a Esta função é chamada de função quadrática. O gráfico é uma parábola, corta o eixo 𝑦 no ponto (0, 𝑓(0). Se 𝑎2 > 0, a concavidade da parábola é voltada para cima, a seguir, exemplos de gráficos desenhados nas três possíveis situações em relação aos cortes no eixo 𝑥. 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 4𝑥 + 3 𝑓(𝑥) = 1 3 𝑥2 − 4 3 𝑥 + 4 3 𝑓(𝑥) = 1 2 𝑥2 − 2𝑥 + 3 EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 16 de 21 𝑓(𝑥) = 0 em dois pontos do eixo 𝑥 𝑓(𝑥) = 0 em um ponto do eixo 𝑥 𝑓(𝑥) ≠ 0 para todo 𝑥 Se 𝑎2 < 0, a concavidade da parábola é voltada para baixo, a seguir, exemplos de gráficos desenhados nas três possíveis situações em relação aos cortes no eixo 𝑥. 𝑓(𝑥) = −𝑥2 + 4𝑥 − 3 𝑓(𝑥) = − 1 3 𝑥2 + 4 3 𝑥 − 4 3 𝑓(𝑥) = − 1 2 𝑥2 + 2𝑥 − 3 𝑓(𝑥) = 0 em dois pontos do eixo 𝑥 𝑓(𝑥) = 0 em um ponto do eixo 𝑥 𝑓(𝑥) ≠ 0 para todo 𝑥 No texto complementar disponível na plataforma "GRÁFICO DE FUNÇÃO QUADRATICA" você pode ver como encontrar o vértice e a explicação da análise de sinal da função quadrática. Agora vamos explicar um pouco melhor o gráfico da função raiz ou raiz quadrada xy . Esta função entrou na lista das funções elementares, pois ela é muito utilizada no curso e é também "geradora" de vários exemplos. Na realidade esta função está relacionada com a curva parábola 2yx (que não é função). Note que, 𝑦 = √𝑥 , 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≥ 0 ⟹ 𝑦2 = 𝑥 , 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≥ 0 A curva de equação 𝑦2 = 𝑥 é uma parábola, com vértice na origem, 𝑉 = (0, 0). Como o coeficiente do termo de 2º. grau é igual a 1 > 0, a parábola tem concavidade voltada para a direita, como desenhada ao lado. Como 𝑦 = √𝑥 , 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≥ 0 ⟹ 𝑦2 = 𝑥 , 𝑥 ≥ 0, 𝑦 ≥ 0, o gráfico da função 𝑦 = √𝑥 , é a parte da parábola 𝑦2 = 𝑥 situada no primeiro quadrante (𝑥 > 0, 𝑦 > 0) ou no 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 (𝑥 = 0 , 𝑦 = 0), como esboçado ao lado. _____________________________________________________________________________________ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 17 de 21 E agora, aos exercícios: Exercício 1: Um contêiner, sem tampa, de base quadrada e lados retangulares tem volume de 8 metros cúbicos. O material da base custa $5 por metro quadrado e o dos lados, $2 por metro quadrado. a) Encontre uma fórmula que expresse o custo total do contêiner como uma função do comprimento do lado da base. b) Qual é o domínio da função custo C obtida no item a). _____________________________________________________________________________________ Exercício 2: Uma caixa sem tampa deve ser construída de um pedaço retangular de papelão com dimensões 12 por 20 cm. Deve-se cortar quadrados de lados x de cada canto e depois dobrar, conforme mostra a figura.a) Expresse o volume V da caixa como uma função de x. b) Encontre o domínio de V. _____________________________________________________________________________________ Exercício 3: Considere as curvas abaixo com os domínios especificados em cada uma. Indique quais dessas curvas são gráficos de funções de x com o domínio especificado. Justifique sua resposta. a) Domínio: , b) Domínio: }0{lR c) Domínio: (−∞, 3] d) Domínio: lR e) Domínio: (−∞ , 0] f) Domínio: lR g) Domínio: 3,3 . EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 18 de 21 Exercício 4: Considere as três seguintes funções: a) 54 : 2 xxx f lRlR . b) 54 ]5,1[: 2 xxx g lR c) 54 ]6,3[: 2 xxx h lR Essas funções são distintas? Justifique sua resposta. Faça um esboço do gráfico de cada uma delas e determine suas respectivas imagens. _____________________________________________________________________________________ Exercício 5: Encontre o domínio, a imagem e esboce o gráfico de cada uma das funções abaixo: a) x xx xf 3 )( b) 1,1 10, 0, )( 2 zse zsez zsez zh c) 1,2 1,2 1,3 )( xse xsex xsex xr _____________________________________________________________________________________ Exercício 6: Considere as funções tsrhgf ,,,,, definidas por: 129)( xxf 1 6 )( 2 x xx xg 32)( 2 xxxh 16 1 )( 2 x xr xx xs 1 )( 211)( xxt a) Determine a expressão das funções )()()( xhxfxu e )()()( xrxhxv . b) Determine o domínio das funções: vutsrhgf ,,,,,,, . _____________________________________________________________________________________ Exercício 7: Encontre uma lei de formação (fórmula) para cada uma das funções cujos gráficos estão abaixo. a) )( xfy b) )( xgy _____________________________________________________________________________________ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 19 de 21 Exercício 8: Dado o gráfico da função )( xfy ao lado: a) Obtenha os valores de )1(f , )3(f , )0(f ; b) Estime o valor de )2(f ; OBSERVAÇÃO: estimar significa apresentar um valor aproximado ou um pequeno intervalo que contém o valor procurado. c) Encontre os valores de x para os quais 2)( xf ; d) Obtenha o domínio e a imagem de .f ____________________________________________________________________________________ Exercício 9: Dado o gráfico das funções )( xfy , )( xgy e )( xhy no mesmo par de eixos, faça o que se pede: a) Obtenha os valores de )2(f , )2(g , )2(h ; b) Para quais valores de x temos )()( xgxf ? c) Obtenha o domínio e a imagem de f ; d) Obtenha o domínio e a imagem de g ; e) Para quais valores de x )()( xgxf ; f) Para quais valores de x )()( xfxh ; g) Sabendo-se que o gráfico da função ℎ (em verde) é um segmento de reta, dê o seu domínio, a sua imagem e a sua lei de formação. _____________________________________________________________________________________ Exercício 10: Dado o gráfico da função )( xfy (em azul)e da função )( xgy (em vermelho) no mesmo par de eixos e sabendo-se que em vermelho e em azul estão desenhados segmentos de reta, faça o que se pede: a) Dê uma lei de formação de cada função; b) Obtenha o domínio e imagem de cada função; c) Para quais valores de x temos )()( xgxf ? d) Para quais valores de x temos )()( xgxf ; e) Para quais valores de x temos )()( xgxf ; f) Encontre a solução da equação 1)( xf _____________________________________________________________________________________ EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 20 de 21 Exercício 11: Dado o gráfico da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) , encontre: (a) Domínio de 𝑓 : 𝐷𝑜𝑚(𝑓) (b) Imagem de 𝑓 : 𝐼𝑚(𝑓) ; (c) 𝐷 = { 𝑓(𝑥) ∶ 𝑥 ∈ [−1 , 2) ∪ (2 , 4] ⊂ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) } = 𝑓( [−1 , 2) ∪ (2 , 4] ); (d) 𝐸 = { 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ∶ 𝑓(𝑥) ∈ [−3 , 2) } (e) 𝐴 = { 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ∶ 𝑓(𝑥) = 3 } ; (f) 𝐵 = { 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) ∶ 𝑓(𝑥) > 3 } . __________________________________________________________________________________ Exercício 12: Para fazer este exercício você deve acessar o APPLET: FUNÇÃO QUADRÁTICA na Sala da Disciplina de Pré-Cálculo, Aula 3. Uma das possíveis telas que você verá será essa: EP 03 – 2017-1 – Funções Elementares – Leitura Gráfica Pré-Cálculo 21 de 21 Neste applet temos três controles deslizantes: cba ,, . a) Clique no controle deslizante horizontal a com o botão esquerdo do mouse, e com o botão pressionado, arraste o mouse. Descreva as modificações que o gráfico sofre. O que ocorre quando 0a ? Quando 0a ? Quando 0a ? b) Clique no controle deslizante horizontal c com o botão esquerdo do mouse, e com o botão pressionado, arraste o mouse. Descreva as modificações que o gráfico sofre. O que ocorre quando 0c ? Quando 0c ? Quando 0c ? Bom trabalho!
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