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FUNÇÕES DO SEGUNDO GRAU E SEUS GRÁFICOS Uma função do segundo grau (também conhecida como função quadrática) é uma função polinomial de grau 2 da forma ( ) , onde a, b e c são constantes reais e a 0. f(x) = 3x 2 - 4x + 1, onde a = 3, b = - 4 e c = 1 f(x) = x 2 -1, onde a = 1, b = 0 e c = -1 f(x) = - x 2 + 8x, onde a = -1, b = 8 e c = 0 f(x) = -4x 2 , onde a = - 4, b = 0 e c = 0 Veremos que o gráfico de toda função do segundo grau é uma parábola de concavidade para cima ou para baixo. Ao construir o gráfico de uma função quadrática y = ax 2 + bx + c, notaremos sempre que: se a > 0, a parábola tem a concavidade voltada para cima; se a < 0, a parábola tem a concavidade voltada para baixo; Zeros da função e a Equação do 2º Grau Chama-se zeros ou raízes da função polinomial do 2º grau f(x) = ax 2 + bx + c , a 0, os números reais x tais que f(x) = 0. Então as raízes da função f(x) = ax 2 + bx + c são as soluções da equação do 2º grau ax 2 + bx + c = 0, as quais são dadas pela chamada fórmula de Bhaskara: Temos: Observação A quantidade de raízes reais de uma função quadrática depende do valor obtido para o radicando , chamado discriminante, a saber: quando é positivo, há duas raízes reais e distintas; quando é zero, há só uma raiz real (para ser mais preciso, há duas raízes iguais); quando é negativo, não há raiz real. Forma Canônica ou forma padrão A construção do gráfico da função quadrática através de uma tabela de valores de x e de y nem sempre é precisa, pois pode acontecer que em certa função o valor da abscissa (valor de x) ou da ordenada (valor de y) não seja inteiro. Para iniciarmos um estudo mais detalhado da função, vamos transformá-la em outra forma mais adequada, chamada forma canônica. A forma canônica da função quadrática é: Zeros da Função Quadrática pela forma canônica Os zeros ou raízes da função são os valores de x para os quais . Observemos que, para existir raízes reais na equação do segundo grau, precisamos que seja real. Logo, temos três casos: I) e, portanto, a equação apresentará duas raízes reais e distintas, que serão: . II) e, portanto, a equação apresentará duas raízes reais e iguais, que serão: . III) e sabemos que, neste caso, , portanto, diremos que a equação não apresentará raízes reais. Interpretando geometricamente, os zeros da função quadrática são as abscissas dos pontos onde a parábola corta o eixo x. Máximo e Mínimo Sendo o conjunto imagem, dizemos que é o valor de máximo da função se, e somente se, para qualquer . E então, o número , sendo o conjunto domínio, é chamado de ponto de máximo da função. Dizemos que é o valor de mínimo da função se, e somente se, para qualquer . E então, o número é chamado de ponto de mínimo da função. Sucintamente, podemos dizer que: i) Se , a função quadrática admite o valor máximo . ii) Se , a função quadrática admite o valor mínimo . Vértice da Parábola O ponto ( ) é chamado vértice da parábola. Domínio e imagem da função do 2º grau D ( f ) = IR Im(f) = { } ( ) Im(f) = { } ( ) EXERCÍCIOS 1. (ENEM) Um posto de combustível vende 10.000 litros de álcool por dia a R$ 1,50 cada litro. Seu proprietário percebeu que, para cada centavo de desconto que concedia por litro, eram vendidos 100 litros a mais por dia. Por exemplo, no dia em que o preço do álcool foi R$ 1,48, foram vendidos 10.200 litros. Considerando x o valor, em centavos, do desconto dado no preço de cada litro, e V o valor, em R$, arrecadado por dia com a venda do álcool, então a expressão que relaciona V e x é: a) V = 10.000 + 50x – x² b) V = 10.000 + 50x + x² c) V = 15.000 – 50x – x² d) V = 15.000 + 50x – x² e) V = 15.000 – 50x + x² 2. (UEL) A função real f, de variável real, dada por ( ) , tem um valor: a) mínimo igual a -16, para x = 6. b) mínimo igual a 16, para x = -12. c) máximo igual a 56, para x = 6. d) máximo igual a 72, para x = 12. e) máximo igual a 240, para x = 20. 3. (UFMG) Observe a figura. Nessa figura, está representada a parábola de vértice V, gráfico da função de segundo grau cuja expressão é: a) b) y = x² – 10x c) y = x² + 10x d) e) 4. Em cada um dos itens abaixo, ache o vértice, o eixo de simetria do gráfico e a imagem de cada uma das funções. Classifique o vértice como um ponto de máximo ou de mínimo da função dada. a) ( ) b) ( ) c) ( ) 5. Escreva cada uma das funções abaixo na forma padrão identificando o vértice e o eixo de simetria. a) ( ) b) ( ) 6. Em cada um dos itens abaixo, use o discriminante para decidir o número de vezes em que o gráfico da função corta o eixo x. a) ( ) b) ( ) c) ( ) 7. Um fazendeiro tem 100 metros de arame para delimitar um curral de forma retangular. Quais as dimensões do curral para que a área cercada seja máxima? 8. Assinale a alternativa correta: a) O gráfico da função y = x² + 2x não intercepta o eixo y. b) O gráfico da função y = x² + 3x + 5 possui concavidade para baixo. c) O gráfico da função y = 5x – 7 é decrescente. d) A equação x² + 25 = 0 possui duas raízes reais e diferentes. e) A soma das raízes da função y = x² – 3x – 10 é igual a 3. 9. Determine a função do 2º grau sabendo que f(0) = 2, f(–1) = 1 e f(1) = 1. 10. Uma festa no pátio de uma escola reuniu um público de 2.800 pessoas numa área retangular de dimensões x e x + 60 metros. O valor de x, em metros, de modo que o público tenha sido de, aproximadamente, quatro pessoas por metro quadrado, é: a) 5 m b) 6 m c) 8 m d) 10 m e) 12 m 11. Determine o valor de x que provoca o valor máximo da função real f(x) = -x² + 7x – 10. a) 3,5b) – 2 c) 0 d) 10 e) – 1,5 12. Uma agência de viagens vende pacote turísticos coletivos com destino a Fortaleza. Um pacote para 40 clientes custa R$ 2000,00 por pessoa e, em caso de desistência, cada pessoa que permanecer no grupo deve pagar mais R$ 100,00 por cada desistente do pacote de viagem. Dessa forma, determine o número de pessoas que devem realizar a viagem para que essa agência obtenha lucro máximo na venda desse pacote de viagens. GABARITO 1. D 2. C 3. A 4. a) O vértice da parábola é o ponto V = (-4, -7), seu eixo de simetria é a reta vertical de equação x = - 4 e sua imagem o conjunto de todos os números reais maiores ou iguais a -7. Mínimo. b) O vértice da parábola é o ponto V = (1, -2), seu eixo de simetria é a reta vertical de equação x = 1 e sua imagem o conjunto de todos os números reais menores ou iguais a -2. Máximo. c) O vértice da parábola é o ponto V = (-2, -1), seu eixo de simetria é a reta vertical de equação x = - 2 e sua imagem o conjunto de todos os números reais maiores ou iguais a -1. Mínimo. 5. a) A função pode ser escrita na forma padrão como f(x) = 4 ( x + 1) 2 -7. V(-1, -7) x = -1. b) A função pode ser escrita na forma padrão como f(x) = -3 ( x - 1) 2 + 3. V(1, 3) x = 1. 6. a) O discriminante da equação x 2 + 4 = 0 é negativo e, portanto, o gráfico da função não corta o eixo dos x. b) O discriminante da equação x 2 + 4x + 4 = 0 é igual a zero e, portanto, o gráfico da função tangencia o eixo dos x. c) O discriminante da equação -x 2 + 4x + 4 = 0 é positivo e, portanto, o gráfico da função corta o eixo dos x em dois pontos. 7. Um quadrado de lado 25 m. 8. E 9. ( ) 10. D 11. A 12. 30 pessoas
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