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17 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Unidade II 5 5 FUNÇÕES MATEMÁTICAS E SUAS REPRESENTAÇÕES Observe a tabela com valores reais de “x” e “y” (ou seja, infi nitos valores). x y ... ... –3 –6 –2 –4 –1 –2 0 0 1 2 2 4 3 6 4 8 ... ... Por meio da tabela acima, observa-se a seguinte relação: y = 2.x “y” é o dobro de “x”. “y” depende de “x”. “y” está em função de “x”. Existe uma relação numérica entre “y” e “x”. Portanto, y = 2.x é uma função. 18 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Representa-se, também, tal relação da seguinte maneira: 8 6 4 2 1 2 3 4 0 x y Observe a tabela com valores reais de “x” e “y” (ou seja, infi nitos valores). x y ... ... –3 9 -2 4 -1 1 0 0 1 1 2 4 3 9 ... ... Por meio da tabela acima, pode-se observar a seguinte relação: y = x2 “y” é o quadrado de “x”. “y” depende de “x”. “y” está em função de “x”. 5 19 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Existe uma relação numérica entre “y” e “x”. Portanto, y = x2 é uma função. Representa-se, também, tal relação, da seguinte maneira: 0 x y Generalizando, pode-se afi rmar que uma função numérica é uma relação particular que estabelecemos entre os elementos de dois conjuntos numéricos, os quais expressam grandezas que se relacionam por uma determinada lei, modelo ou fórmula. Resolvendo problema – Exemplo O custo total de produção de um determinado bem consiste em um custo fi xo de R$ 300,00 somado a um custo variável de R$ 120,00 por unidade produzida. a) Observe a tabela que mostra o custo total de produção em função do número de bens produzidos. Número de bens produzidos “(x)” Custo total de produção (R$) “(y)” 0 300 1 300 + 120 . (1) = 300 + 120 = 420 2 300 + 120 . (2) = 300 + 240 = 540 3 300 + 120 . (3) = 300 + 360 = 660 4 300 + 120 . (4) = 300 + 480 = 780 10 300 + 120 . (10) = 300 + 1200 = 1500 x 300 + 120 . (x) = 300 + 120.x 5 20 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 b) Observe a “lei”, “fórmula” ou “modelo” que representa a relação existente entre o custo total de produção (y) e a quantidade de bens produzidos (x). y = 300 + 120.x Observação: numa situação cotidiana, por meio de dados reais, podemos generalizar ideias e elaborar “modelos matemáticos” que facilitam os cálculos, tornando-os mais práticos. c) Observe o gráfi co correspondente a tal situação. 660 1 2 3 0 Número de bens produzidos (x) Custo total (y) 540 420 300 6 FUNÇÃO DO 1º GRAU Uma função do 1º grau é uma relação de dependência entre duas grandezas que pode ser representada da forma: y = a.x + b ., onde “a” e “b” são números reais quaisquer. Tal função tem as seguintes características: Tem como gráfi co uma reta, semirreta ou segmento de reta (dependendo do seu domínio). 5 10 21 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Pode ser crescente ou decrescente dependendo do sinal (positivo ou negativo) de “a”. Domínio de uma função: são valores reais (x) que “controlam” a função (y). Imagem de uma função: são valores reais (y) que resultam da aplicação dos valores do domínio (x) na função. Exemplos Considere a função: y = 2.x + 6 Domínio da função: todos os números reais (R) Observações: Função do 1º grau Gráfi co: uma reta (domínio = reais - imagem = reais). Para traçar a reta, precisamos de, no mínimo, 2 pontos. A reta cruza uma vez em cada eixo (horizontal “x” e vertical “y”). Para saber onde a reta cruza o eixo vertical (y), consideramos x = 0. Para saber onde a reta cruza o eixo horizontal (x), consideramos y = 0. Veja a tabela: x y 0 0 Para x = 0 , temos y = 2 . (0) + 6 = 0 + 6 = 6 5 10 15 22 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Para y = 0 , temos 0 = 2x + 6 , ou seja: 0 – 6 = 2x + 6 – 6 –6 = 2x –6 = 2x 2 2 – 3 = x Completando a tabela: x y 0 6 –3 0 y 6 x 0 -3 A função é crescente, pois conforme os valores de “x” crescem, os valores de “y” crescem também. Considere a função: y = –3.x Domínio da função: todos os números reais (R) 5 23 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Observações: Função do 1º grau Gráfi co: uma reta (domínio = reais - imagem: reais). Para traçar a reta, precisamos de, no mínimo, 2 pontos. A reta cruza uma vez em cada eixo (horizontal “x” e vertical “y”). Para saber onde a reta cruza o eixo vertical (y), consideramos x = 0. Para saber onde a reta cruza o eixo horizontal (x), consideramos y= 0. Veja a tabela: x y 0 0 Para x = 0 , temos y = –3.(0) = 0 Para y = 0 , temos 0 = –3x , ou seja: 0 = –3x –3 –3 0 = x Completando a tabela: x y 0 0 0 0 Observa-se, então, que a reta irá passar pela origem, cruzando os dois eixos (horizontal e vertical) no ponto (0;0). 5 10 15 24 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Portanto, para identifi car a inclinação da reta, basta atribuir mais um valor qualquer para “x”. x y 0 0 0 0 3 Para x = 3 , temos y = –3.(3) = –9 x y 0 0 0 0 3 – 9 y 3 x 0 -9 A função é decrescente, pois conforme os valores de “x” crescem, os valores de “y” decrescem. Considere a função: y = x + 2 Domínio da função: {x ∈ R | –3 < x < 4} 5 25 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Observações: Função do 1º grau Gráfi co: um segmento de reta (domínio = observar gráfi co eixo “x” - imagem = observar gráfi co eixo “y”). Para traçar a reta precisamos de, no mínimo, 2 pontos. Atribui-se, na tabela, como valores de “x”: os valores “extremos” do domínio dado: –3 e 4. Veja: x y –3 4 Para x = –3, temos y = (–3) + 2 = –1 Para x = 4, temos y = (4) + 2 = 6 Completando a tabela: x y –3 –1 4 6 y 6 x 0 -1 -3 4 Observe atentamente o gráfi co: Domínio (eixo horizontal) = {x ∈ R | –3 < x < 4} Imagem (eixo vertical) = {y ∈ R | –1 < y < 6} 5 10 26 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 A função é crescente, pois conforme os valores de “x” crescem, os valores de “y” crescem também. 7 FUNÇÃO DO 2º GRAU Uma função do 2º grau é uma relação de dependência entre duas grandezas, que pode ser representada da forma: y = a.x2 + b.x + c , onde “a” , “b” e “c” são números reais quaisquer e “a” ≠ 0. Tal função tem as seguintes características: Tem como gráfi co uma parábola; Pode ter concavidade voltada para baixo ou concavidade voltada para cima, dependendo do sinal (positivo ou negativo) de “a”. Dependendo da concavidade, possui um ponto mínimo ou máximo (vértice). Exemplos Considere a função: y = x2 – 6x + 5 Domínio da função: todos os números reais (R) Observações: Função do 2º grau Gráfi co: uma parábola (domínio = reais - imagem = observar gráfi co eixo “y”). Concavidade da parábola para cima, pois “a”, neste caso, é positivo. Possui pontomínimo (vértice da parábola). 5 10 15 20 27 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Etapas para a representação do gráfi co da função: 1) Considerar y = 0 y = x2 – 6x + 5 0 = x2 – 6x + 5 (resolver a equação do 2º grau para saber onde a parábola cruza o eixo horizontal “x”) ∆ = 16 x’ = 1 x” = 5 2) Considerar x = 0 (para saber onde a parábola cruza o eixo vertical “y”) y = x2 – 6x + 5 y = (0)2 – 6.(0) + 5 y = 0 – 0 + 5 y = 5 3) Ponto mínimo – vértice da parábola (xv; yv) xv = –b = –(–6) = 6 = 3 2.a 2.(1) 2 yv = –∆� = – (16) = –16 = – 4 4.a 4.(1) 4 Portanto, o ponto mínimo desta parábola é: (3; –4) y 0 5 3 1 5 -4 x vértice - ponto mínimo (3;-4) Observe atentamente o gráfi co: Domínio (eixo horizontal) = reais Imagem (eixo vertical) = {y ∈ R | y > -4} 5 10 15 20 28 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Considere a função: y = -x2 + 9 Domínio da função: {x ∈ R| 0 < x < 3} Observações: Função do 2º grau Gráfi co: uma parábola (domínio = {x ∈ R| 0 < x < 3} - imagem = observar gráfi co eixo “y”). Concavidade da parábola para baixo, pois “a”, neste caso, é negativo. Possui ponto máximo (vértice da parábola). Etapas para a representação do gráfi co da função: 1) Considerar y = 0 y = –x2 + 9 0 = –x2 + 9 (resolver a equação do 2º grau para saber onde a parábola cruza o eixo horizontal “x”) ∆ = 36 x’ = 3 x” = – 3 2) Considerar x = 0 (para saber onde a parábola cruza o eixo vertical “y”) y = –x2 + 9 y = –(0)2 + 9 y = 9 3) Ponto máximo – vértice da parábola (xv; yv) xv = –b = –(0) = 0 2.a 2.(–1) yv = –∆� = – (36) = –36 = 9 4.a 4.(–1) –4 5 10 15 20 29 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Portanto, o ponto máximo desta parábola é: (0; 9) 0-3 vértice - ponto máximo (0;9) 3 y 9 x Observe atentamente o gráfi co: Domínio (eixo horizontal) = {x ∈ R| 0 < x < 3} Imagem (eixo vertical) = {y ∈ R | 0 < y < 9} Atenção: neste caso, respeita-se o domínio e a imagem da função considerando apenas “parte do gráfi co” que não está “tracejado”. 8 SISTEMA DE EQUAÇÕES (PONTO DE INTERSECÇÃO) Veja os exemplos abaixo: Considere as funções do 1º grau: y1 = 2x + 4 domínio: reais y2 = –x – 5 domínio: reais Cada uma das funções, acima, representa uma reta. O objetivo, agora, é encontrar um ponto “comum” pertencente 5 30 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 às duas retas, ou seja, o ponto de “intersecção” das duas funções. Este ponto poderá ser encontrado por meio de dois quadros de representação distintos: o quadro algébrico ou o quadro geométrico. Determinação do ponto de intersecção por meio do quadro algébrico Condição: y1 = y2 2x + 4 = –x – 5 2x + 4 – 4 = –x – 5 – 4 2x = –x – 9 2x + x = –x – 9 + x 3x = –9 3x = –9 3 3 x = –3 Escolha de uma das funções: y1 = 2x + 4 y1 = 2x + 4 y1 = 2.(–3) + 4 = –6 + 4 = –2 y = –2 Obs.: no caso da escolha de y2 = –x – 5, o resultado também seria y = –2 Portanto, o ponto de intersecção das duas funções é: (–3; –2) 5 10 15 20 31 MATEMÁTICA Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Determinação do ponto de intersecção por meio do quadro geométrico Representar grafi camente (no mesmo plano) as duas funções: Obs.: vale relembrar a construção de gráfi cos. 0 4 -2 x -5 -3 -5 -2 y y1=2x+4 y2=-x-5 Ponto de intersecção (-3;-2) Considere as funções do 1º grau: y1 = x + 3 domínio: {x ∈ R| – 4 < x < 4} y2 = –2x domínio: {x ∈ R| – 6 < x < 0} O ponto de intersecção das duas funções é: Quadro algébrico: y1 = y2 x + 3 = –2x x + 3 + 2x = – 2x + 2x 3x + 3 = 0 3x + 3 – 3 = 0 – 3 3x = – 3 3x = –3 3 3 x = –1 5 10 15 32 Unidade II Re vi sã o 20 09 : A m an da - C or re çã o: L éo 2 6/ 06 /0 9 Escolha de uma das funções: y2 = –2x y2 = –2.(–1) = +2 y = 2 Obs.: no caso da escolha de y1 = x + 3, o resultado também seria y = 2 Portanto, o ponto de intersecção das duas funções é: (–1; 2) Quadro geométrico: Obs.: vale relembrar a construção de gráfi cos. 0 y2=-2x -1 4 x 12 y 7 -4 Ponto de intersecção (-1;2) -6 y1=x+3 Referências bibliográfi cas DANTE, Luiz Roberto. Matemática. 3 vols. São Paulo: Ática, 2004. FRANÇA, Elisabeth et al. Matemática na vida e na escola. 4 vols. São Paulo: Editora do Brasil, 1999. SILVA, S. M. ; SILVA, E. M. Matemática básica para cursos superiores. São Paulo: Atlas, 2002. ___________. Matemática: para os cursos de economia, administração, ciências contábeis. vol 1. São Paulo: Atlas, 1999. 5
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