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APOSTILA DE MATEMÁTICA – PROF. LUIZ FABIANO DOS ANJOS PIN – ENGENHARIA ELÉTRICA FUNÇÃO Dados dois conjuntos A e B, denomina-se função de A em B toda relação que a cada elemento de A associa um único elemento de B. X Þ variável independente Þ DOMÍNIO Y Þ variável dependente Þ IMAGEM Empregando a linguagem das funções: o O conjunto A é o domínio da função. o O conjunto B é o contradomínio da função. o O elemento y de B, associado ao elemento x de A, é denominado imagem de x. o O subconjunto de B formado pelos elementos que são imagens dos elementos de A é denominado conjunto imagem ou apenas imagem da função. Exemplo: 1) Diga em quais itens temos funções: A) - Não B) - Sim C) - Sim Classificação das funções · Função injetora A função é injetora quando elementos diferentes de A correspondem a elementos diferentes de B. · Função sobrejetora A função é sobrejetora quando todo elemento de B é imagem de pelo menos um elemento de A, isto é, quando o conjunto imagem for igual ao contradomínio da função. Im(f) = CD(f). · Função bijetora É toda função de A em B que é simultaneamente, injetora e sobrejetora. Somente a função bijetora admite inversa. · FUNÇÃO SIMPLES Quando uma função não é nem injetora, nem sobrejetora é dita simples. Função crescente e decrescente Função crescente Sendo x1 e x2 elementos quaisquer de um conjunto A C D(f), com x1 > x2 a função é crescente para f(x1) > f(x2), isto é aumentando valor de x, aumenta o valor de y. Função decrescente Sendo x1 e x2 elementos quaisquer de um conjunto A C D(f), com x1 > x2 a função é decrescente para f(x1) < f(x2), isso é aumentando x, diminui o valor de y. Função Par e Ímpar Função Par Dizemos que a função f: A ® B é par se qualquer que seja x Î A Þ f(x) = f(-x), isto é, elementos opostos de A tem imagens iguais. Obs: O gráfico da função par é simétrico em relação ao eixo vertical (eixo y). Exemplo: f(x)=x2 f(x)=f(-x)=x2 Função Ímpar A função f: A ® B é ímpar se qualquer que seja x Î A Þ f(x) = - f(-x), isto é, elementos opostos de A tem imagens diferentes. Obs: O gráfico da função ímpar é simétrico em relação à origem do sistema cartesiano. Exemplo: f(x)= x3 f(x)=-f(-x)=x3 EXERCÍCIOS 1. Dada as funções f: A è B onde A = { 1; 2; 3 } e f( x) = x - 1 , o conjunto imagem de f é: a. { 1; 2; 3 } b. { 0; 1; 2 } c. { 0; 1 } d. { 0 } e. nda 2. Sejam V = { P, Q / P e Q } são vértices distintos de um hexágono regular e f uma função que associa a cada par ( P, Q ) de V a distância de P a Q. O número de elementos do conjunto imagem de f é: a. 3 b. 4 c. 5 d. 15 e. 30 3. Dados os conjuntos A ={ a, b, c, d } e B ={ 1, 2, 3, 4, 5 }, assinale a única alternativa que define uma função de A em B . a. { (a, 1 ), ( b , 3 ) , ( c, 2 ) } b. { (a, 3 ) , ( b, 1 ) , ( c, 5 ) , ( a, 1 )} c. { (a, 1 ) , ( b, 1 ) , ( c, 1 ) , ( d, 1 )} d. { (a, 1 ) , ( a, 2 ) , ( a, 3 ) , ( a, 4 ) , ( a, 5 )} e. { (1, a ) , ( 2, b ) , ( 3, c ) , ( 4, d ) , ( 5, a )} 4. Sendo uma função f: R è R definida por f( x ) = 2 - x, assinale a alternativa correta: a. f(-2)=0 b. f(-1)=-3 c. f(0)=-2 d. f(1)=3 e. f(-3)=5 5. A relação R = { (-2, -1), (-1, 0), (0, 1)} é ima função. O domínio e o conjunto imagem são, respectivamente: a. Æ e Æ b. R e R c. { -2, -1, 0 } e { -2, -1, 0 } d. { -2, -1, 0 } e { -1, 0 , 1 } e. Æ e R 6. Qual é a imagem do elemento 5 na função f definida por f(x)= 1+ 2x2 ? a. -10 b. 51 c. 41 d. -31 e. 21 7. Obtenha o elemento do domínio de f(x)= 4x-3, cuja imagem é 13: a. -4 b. -2 c. 7 d. 4 e. 5 8. Sejam a s funções definidas por f(x)= 2x+a e g(x)= -3x+2b. Determine a + b de modo que se tenha g(1)=3 e f(0)=-1: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 Função Inversa Denomina-se função inversa da função bijetora f: A -> B a função f- -1: B -> A, que associa a cada x de B um elemento y de A, tal que y = f- -1 (x). Para se obter a inversa de uma função devemos realizar as seguintes tapas: 1) Verificar se a função é bijetora ; 2) Trocar x por y e y por x; 3) Isolar novamente o y, deixando-o em função de x; O gráfico da função inversa é simétrico ao gráfico da função de origem, em relação à reta y = x, que é bissetriz dos quadrantes ímpares. Exemplo: 1) Determinar a função inversa de f:R+->R+ onde f(x)=x2 onde x³0 Sendo f, no domínio dado, bijetora temos: y= x2 x= y2 trocamos x por y y= , que é a expressão da inversa de f EXERCÍCIOS 1. Sendo f ( x ) = 2x - 1, f: IR è IR, então f-1(x) é igual a: a. b. c. d. e. nda 2. Se f-1 é a função inversa de f e f( x ) = 2x + 3, o valor de f-1 ( 2 ) é de: a. 1/2 b. 1/7 c. 0 d. -1/7 e. -1/2 3. Sendo f ( x ) = 2 x + 1 e g ( x ) = -x2 - x o valor de f ( g ( -1 ) ) - f-1 (-5) é: a. 3 b. -2 c. 2 d. 8 e. 4 4. Dada a função f: IR → IR, bijetora definida por f ( x ) = x3 + 1 , sua inversa f-1: IR → IR é definida por: a. f-1 (x)= b. f-1 (x)= c. f-1 (x)= d. f-1(x) = e. nda 5. A função inversa da função f ( x ) = é: a. f-1(x)= b. f-1(x)= c. f-1(x)= d. f-1(x)= e. f-1(x)= Função Composta Dadas as funções f : A -> B e g : B -> C, denominamos função composta de g e f a função gof : A -> C, que é definida por (gof)(x) = g(f(x)), com x pertencente a A. Podemos ter ainda fof, fog e gog. Exemplo: Dadas f(x)=2x e g(x)= 3x2+1, calcule a) f(g(x)) = f(g(x))=2(3x2+1)= 6x2+2 b) g(f(x)) g(f(x))= 3(2x)2+1=12x2+1 EXERCÍCIOS 1. Se f ( x ) = x2 + 1 então f ( f ( x ) ) é igual a: a. x4 + 2x2 + 2 b. x4 + 2 c. x4 + 1 d. x + 1 e. 1 2. Sendo f ( x ) = x2 + 2x e g ( x ) = 3x + 4 a função fog é: a. 9x2 + 20x + 24 b. x2 + 30 x + 24 c. 9 x2 + 30 x + 24 d. x2 + 20 x + 24 e. nda 3. Se f( x ) = 2x -1 então f(f(x)) é igual a: a. 4x -3 b. 4x - 2 c. 4x2 + 1 d. 4x2 -1 e. 4x2 - 4x + 1 4. Dados os conjuntos A = { 0; 1; 2 } , B { 1; 2; 3; 4 } e C = { 0; 1; 2; 3; 4 } sejam as funções f: A è B e g: B è C definidas por f ( x ) = x + 1 e g ( x ) = 4 - x. Nestas condições, a função gof é igual a: a. { ( 0, 2 ) ; ( 1, 3 ) ; ( 2, 1 ) } b. { ( 0, 1 ) ; ( 1, 2 ) ; ( 2, 3 ) } c. { ( 0, 3 ) ; ( 1, 2 ) ; ( 2, 1 ) } d. { ( 0, 3 ) ; ( 1, 1 ) ; ( 2, 2 ) } e. { ( 0, 1 ) ; ( 1, 3 ) ; ( 2, 2 ) } 5. Se f ( g ( x ) ) = 4 x2 - 8x + 6 e g ( x ) = 2x - 1, então f ( 2 ) é igual a: a. -2 b. -1 c. 3 d. 5 e. 6 Domínio de uma função O domínio consiste determinar os valores reais de x, para os quais as operações indicadas na lei de associação sejam possíveis em R, para isso teremos que determinar a condição de existência (C.E) da função dada. Exemplos e determinação da C.E. nas diferentes situações: 1) f(x) = x -> D = R , determinar as raízes da função. 2) f(x) = (4x + 3) / x -> CE: x diferente de zero (denominador) -> D = R – {0} 3) f(x) = -> CE: x > 0 -> D = { x E R / x > 0} 4) f(x) = / x -> CE: Vx .: x > 0 e x diferente de zero 5) f(x) = / -> CE: numerador: x > 0 e denominador: x > 0 EXERCÍCIOS 1. O domínio da função real é: a. x > 7 } b. x 2} c. 2 x < 7 } d. x 2 ou x > 7 } e. nda 2. Dada a função seu domínio ou campo de definição é: a. x qualquer b. x 2 c. x -2 d. -2 x 2 e. -2 < x < 3 3. O domínio de definição da função com valores reais é um dos conjuntos abaixo. Assinale-o: a. x -1 ou x 3 } b. -3 x 1 } c. x - 3 ou x 1} d. -1 x 3 } e. nda 4. Sendo y = uma função de valores reais, o seu conjunto de definição D é: a. D = Æ b. D = {-1, 1 } c. D = [ -1, 1 ] d.D = IR e. nda 5. O conjunto de todos os valores de x, para os quais é um número real, é: a. -1 x < 2 b. x 2 c. x < -1 ou x > 2 d. x -1 ou x > 2 e. -1 < x < 2 Função Constante Dado um número real k, chama-se função constante a função f : R -> R, definida por f(x) = k. O gráfico é uma reta paralela ao eixo x que passa pelo ponto de ordenadas y = k. O domínio da função é D(f) = R e a imagem é Im(f) = {k} Função do 1º grau ou Afim Denomina-se função do 1o grau toda função f : R -> R definida por f(x) = ax + b, com a e b pertencente aos R e a diferente de zero. Exemplos: 1) f(x)=3x+2, calcule f(5) f(5)=3(5)+2=17 2) f(x-1)=x, calcule f(2) para x-1=2, temos x=3, assim: f(3-1)=f(2)=3 Gráfico O gráfico da função do 1o grau é representado por uma reta não paralela ao eixo x nem ao eixo y, onde a é o coeficiente angular e b o coeficiente linear. Quando a >0 a função é crescente e quando a<0 a função é decrescente. Zeros ou raízes da função O zero da função é o valor de x quando f(x) = 0 F(x) = ax + b -> 0 = ax + b -> x = -b/a Estudo do sinal Para fazer o estudo do sinal da função do 1o grau y = ax + b, é preciso determinar os valores de x para os quais se tenha y < 0, y = 0 ou y > 0. O valor de x é o zero da função (x = -b /a) Função crescente ( a >0 ) x > -b/a -> y > 0 X = -b/a -> y = 0 X < -b/a -> y <0 Função decrescente (a < 0) x > -b/a -> y <0 X = -b/a -> y = 0 X < -b/a -> y > 0 EXERCÍCIOS 1. No gráfico a seguir estão representadas as funções (I) e (II) definidas por y=3-x e y= kx+t, respectivamente. Os valores de k e t são, respectivamente: a. 2 e 1 b. -2 e 1 c. 2 e 0 d. -1/2 e 0 e. 1/2 e 0 2. Assinale a alternativa que corresponde a função de acordo com o gráfico a. f(x)= -x+2 b. f(x) = -x/2 + 1 c. f(x)= -x/2 + 2 d. f(x)=4x e. f(x)= -x 3. Obtenha a função do 1º grau na variável x que passa pelos pontos ( 0, 1 ) e ( -3, 0): a. y= x/3 b. y=-x/3 + 1 c. y= 2x d. y= x/3 +1 e. y= -x 4. O gráfico abaixo representa a função f(x)= ax + b . Assinale a alternativa correta: a. a = 0 ; b = 0 b. a > 0 ; b > 0 c. a < 0 ; b > 0 d. a > 0 ; b = 0 e. a > 0 ; b < 0 5. A representação da função y = -3 é uma reta : a. paralela aos eixo das ordenadas b. perpendicular ao eixo das ordenadas c. perpendicular ao eixo das abcissas d. que intercepta os dois eixos e. nda 6. O gráfico abaixo é o da reta y = ax + b, quando : a. a < 2 b. a < 0 c. a = 0 d. a > 0 e. a = 2 Inequações do 1º grau A inequação do 1o grau de variável x se reduz as formas: ax + b > 0, ax + b > 0, ax + b < 0, ax + b <0, onde a e b são números reais quaisquer com a¹0. Exemplo: resolva a inequação 3x-2+2(x+2)>0 3x-2+2(x+2)= 3x-2+2x+4=5x+2>0 -> x>-2/5 resp: S={x E R| x>-2/5} Obs: Inequações simultâneas, equações produto e quociente serão tratadas juntamente com as inequações do segundo grau devido a seu grau de semelhança. Função do 2º Grau Denomina-se função do 2o grau, toda função f : R R, definida por f (x) = ax2+ bx+ c, com a,b e c pertencente a R e a¹0. Gráfico Toda função do 2o grau tem como gráfico uma parábola, quando o a<0 esta terá sua concavidade voltada para baixo e quando a>0 sua concavidade estará voltada para cima. Zeros ou raízes da função É o valor de x quando f (x) = 0 -> ax2= bx+ c =0 . Fazendo a igualdade f(x)=0, obteremos as raízes da função utilizando a fórmula de Báskara D > 0 -> duas raízes reais e diferentes D = 0 -> duas raízes reais e iguais D < 0 -> não existem raízes reais Observação: 1) As coordenadas do vértice V são dadas por: Xv = - b / 2a e Yv = (-D) / 4. 2) Se a > 0, temos: Im = { y E R / y > Yv } e o Yv será denominado de valor mínimo. 3) Se a < 0, temos: Im = { y E R / y < Yv } e o Yv será denominado de valor máximo. Exemplo: Determine as raízes e os vértices das seguintes funções: a) y=x2-4x-5 primeiro iguala-se y=0 e resolve-se a equação x2-4x-5=0 calculando o D, percebemos que D=36>0, ou seja existem duas raízes reais usando a fórmula de báskara, chegamos aos seguintes valores: x´=5 e x´´=-1, que são os zeros da função. V=(-b/2a,-D/4)=(2,-9) b) y=x2-2x+6 primeiro iguala-se y=0 e resolve-se a equação x2-2x+6=0 calculando o D, percebemos que D=-20<0, ou seja não existem reais V=(-b/2a,-D/4)=(1,5) Estudo do sinal o 1° Caso: a > 0 · D > 0 : y > 0 -> x < x’ ou x > x” y = 0 -> x = x’ ou x = x” y < 0 -> x ‘ < x < x” D = 0 : y > 0 -> x ¹ x’ y = 0 -> x = x’ y < 0 -> x ÏR D < 0 : y > 0 -> x ÎR y = 0 -> x ÏR y < 0 -> x ÏR 2° Caso: a < 0 · D > 0 : y > 0 -> x’< x < x” y = 0 -> x = x’ ou x = x” y < 0 -> x < x ‘ ou x > x” · D = 0 : y > 0 -> x ÏR y = 0 -> x = x’ y < 0 -> x ¹ x’ · D < 0 : y > 0 -> x ÏR y = 0 -> x ÏR y < 0 -> x ÎR EXERCÍCIOS 1. A função f(x) = x2 - 2x + 1 tem mínimo no ponto em que x vale: a. 0 b. 1 c. 2 d. 3 e. 4 2. O valor máximo da função f(x) = - x2 + 2x + 2 é: a. 2 b. 3 c. 4 d. 5 e. 6 3. - O maior valor que y pode de assumir na expressão y= - x2 +2x é: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 4. - Se x e y são as coordenadas do vértice da parábola y= 3x2 -5x + 9, então x + y é igual a: a. 5/6 b. 31 /14 c. 83/12 d. 89/18 e. 93/12 5.- O ponto (k, 3k) pertence à curva dada por f(x) = x2 - 2x + k; então k pode ser: a. -2 b. -1 c. 2 d. 3 e. 4 Inequações do 2º grau Para resolvermos uma inequação do 2o grau, utilizamos o estudo do sinal. As inequações são representadas pelas desigualdades: > , > , < , < . Ex: I) x2 – 3x +6 > 0 Resolução: x2 – 3x +6 = 0 x´= 1, x´´ = 2 Como desejamos os valores para os quais a função é maior que zero devemos fazer um esboço do gráfico e ver para quais valores de x isso ocorre. Vemos, que as regiões que tornam positivas a função são: x<1 e x>2 Resposta: {xÎR| x<1 ou x>2} Inequações simultâneas Ex: -8 < x2 –2x –8 < 0 Resolução: 1o passo) Separar as inequações , obedecendo o intervalo dado. Temos: I) x2 – 2x –8 > -8 e II) x2 –2x –8 <0 2o passo) Determinar as raízes ou zeros de cada uma das funções obtidas pela separação. I) x2 – 2x > 0 II) x2 –2x –8 <0 x´ = 0 x´= x´´ = 1 x´´ = 2 3o passo) Determinado x1 e x2 , fazer o estudo do sinal para cada função. I)x<0 ou x>2 II)x diferente de 1. 4o passo) Calcular a solução S, que é dada pela interseção dos intervalos de S1 e S2. Obs: o quadro de resposta será preenchido pelo intervalo achado. Resposta: {xÎR| x<0 ou x>2} Inequação produto e inequação quociente, São as desigualdades da forma: f(x) . g(x) > 0, f(x) . g(x) < 0, f(x) .g(x) > 0 e f(x) .g(x) < 0. f(x) / g(x) > 0, f(x) / g(x) < 0, f(x) / g(x) > 0 e f(x) / g(x) < 0, respectivamente. Ex: I) (x2 –9x –10) (x2 – 4x +4) < 0 Resolução: 1º passo) Trabalhar f(x) e g(x) separadamente x2 –9x –10 = 0 (I) x2 – 4x +4 = 0 (II) 2º passo) Determinar as raízes das funções (I) x´= -1, x´´ = 10 (II) x´= x´´ = 23º passo) Fazer o estudo do sinal para cada função. I) x<-1 ou x>10 II) x¹2 4º passo) Calcular a solução, que é dado pelo sinal de desigualdade da função de origem, isto é: > intervalo positivo e bolinha fechada > intervalo positivo e bolinha aberta < intervalo negativo e bolinha fechada < intervalo negativo e bolinha aberta Obs1: no quadro de respostas (ou soluções), se os intervalos forem em: f(x) positivo e g(x)positivo o h(x) será +, assim temos: + e + = + ; + e - = - ; - e + = - ; - e - = + Obs2: Na inequação quociente observar a CE do denominador, que influenciará o resultado nos intervalos, no que diz respeito a intervalo fechado ou aberto Assim, as únicas regiões positivas (maiores que zero) são em x<-1 e x>10 Resposta: {x E R | x<-1 ou x>10} EXERCÍCIOS 1. O conjunto solução da inequação x2 - 3x - 10 < 0 é: a. (- °° , - 2) b. (- °° , - 2) (5, °°) c. (- 2, 5) d. (0, 3) e. (3, 10) 2. - A solução da inequação x2 x é o intervalo real: a. (- °° , - 11] b. [- 1, °° ) c. [-1, 0 ] d. [-1, 1 ] e. [ 0, 1 ) 3. - O conjunto dos valores reais de x, que tornam verdadeira a sentença 2x2 - x < 1, é: a. {x IR /-1/2 < x < 1} b. {x IR / x > 1 ou x < -1/2 } c. {x IR / x < 1 } d. {x IR / 1/2 < x < 1} e. {x IR / x < -1/2 } 4.- As soluções de x2 - 2x < 0 são os valores de x pertencentes ao conjunto: a. ( 0, 2 ) b. (- ºº, 0 ) c. (2, ºº ) d. (- ºº , 0 ) (2, ºº ) e. ( 0, ºº ) 5. O conjunto-solução da inequação (x - 2)2 < 2x - 1, considerando como universo o conjunto IR, está definido por: a) 1 < x < 5 b) 3 < x < 5 c) 2 < x < 4 d) 1 < x < 4 e) 2 < x < 5 Função Modular A função modular f : R -> R é definida por f (x) = |x|, se: • |x| = x , se x > 0 • -x , se x < 0 , portanto temos que a função modular é definida por duas sentenças: f (x) = x, se x>0 e f (x) = -x, se x<0. Equação modular A equação modular está baseada nas seguintes propriedades: Se a > 0 e |x| = a, então x = a ou x = -a; Se a=0 e |x| = 0, então x = 0. Exemplos: 1) Resolver |3x – 2| = 2 • |3x – 1| = 2 -> 3x –1 = 2 -> x = 1, ou • 3x –1 = -2 ->x = -1/3 Resposta: S = {1, -1/3} 2) Resolver: |2x – 1| = |x + 3| |2x – 1| = |x + 3| -> • 2x – 1 = x + 3 -> x = 4 • 2x – 1 = - x – 3 -> x = -2/3 Resposta: S = {4, -2/3} Gráfico Para construir o gráfico da função modular procedemos assim: 1º passo: construímos o gráfico da função onde f(x)> 0 2º passo: onde a função é negativa, construímos o gráfico de – f(x) (“rebate” para o outro lado na vertical). 3º passo: une-se os gráficos Exemplos: f(x) = |x| f(x) = |x – 2| f(x) = |x2 – 4| Inequação modular |x| > a Û x < -a ou x > a |x| < a Û -a < x < a Exemplos: 1) Resolver a inequação: | x – 1| < 4 | x – 1| < 4 -> -4 < x – 1 < 4 -3 < x < 5 Resposta: S = {x E R| -3 < x < 5} 2) Resolver a inequação: | 2x – 3| > 7 | 2x – 3| > 7-> 2x – 3 < -7 -> x < -2 2x – 3 > 7 -> x > 5 Resposta: S = {x E R| x < -2 ou x > 5 } EXERCÍCIOS 1. A soma das raízes da equação | 2x+5| = 6 a. -5 b. 9 c. 4,5 d. 6 e. 0,5 2. O conjunto solução da inequação |x| < 3, tendo como universo o conjunto dos números inteiros, é: a. { -3, 3 } b. { -1, 0, 1 } c. { -2, -1, 0, 1, 2 } d. { -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 } e. { 0, 1, 2, 3 } 3. A equação modular admite, como solução, somente: a. uma raiz positiva e uma negativa b. duas raízes negativas c. duas raízes positivas d. uma raiz positiva e. uma raiz negativa 4. No conjunto IR a desigualdade | x-5| < 7 é verdadeira para: a. x < 12 b. X > -2 c. -2 < x < 12 d. -2 x 12 e. nda 5. Seja f a função definida no intervalo aberto ( -1, 1 ) por f ( x ) = . Então f ( 1/2 ) é: a. 1/2 b. 1/4 c. -1/2 d. -1 e. -2 Função Exponêncial Potenciação Termos da potenciação: an = b, onde a é a base, n o expoente e an ou b a potência. Potência com expoente natural: an = a.a.a. ... .a ( n fatores ) Propriedades: · a0 = 1 · a1 = a · (am)p = amp · a-n = 1 / an · am : an = am-n · am . an = am+n · a1/ n = · (a .b) n = an . bn · (a : b) n = a n / b n Função Exponencial A função f : R -> R*, definida por f (x) = a x, com a E R*+ e a 1 e x E R, é denominada função exponencial de base a. Exemplo: f (x) = 3x ( a base é 3). Gráficos o Quando a > 1 -> função crescente; D = R; Im = R*+. Quando 0 < a < 1 -> função decrescente; D = R; Im = R*+. f(x) = 2x f(x) = (1/2)x Equação exponencial Uma equação é denominada equação exponencial quando a incógnita aparecer no expoente. Exemplo: 1) 5x – 125 = 0. Resolução: 5x = 125 -> 5x = 53 -> x = 3. Resposta: S = {3} Inequação exponencial Denominamos inequação exponencial toda desigualdade que possui variável no expoente. Como por exemplo 2x-1 > 128. Para resolvermos uma inequação devemos nos preocupar com as seguintes propriedades: Quando a >1 ...... ax2 > ax1 <-> x2 > x1 (conserva o sentido da desigualdade). Quando 0 < a < 1 ...... ax2 > ax1 <-> x2 < x1 (inverte o sinal da desigualdade). Exemplos: 1)2x-1 > 128 Resolução 2x-1 > 128 -> 2x – 1 > 27 (como a base é maior que 1, o sinal conserva) x – 1 > 7 -> x > 8 Resposta: S = { x E R| x > 8} 2) (1/3)x < 27 Resolução (1/3)x < 27-> (3-1)x < 33 -> 3-x < 33 -> -x < 3 -> x >-3 Resposta: S = { x E R| x > -3} EXERCÍCIOS 1. Se 8x = 32, então x é igual a: a. 5/2 b. 5/3 c. 3/5 d. 2/5 e. 4 2. Se 8x-9 = 16x/2, então é igual a: a. 1 b. 2 c. 4 d. 5 e. nda 3. O valor de x que satisfaz a equação 33x-1 . 92x+3 = 273-x é: a. 1 b. 3 c. 5/2 d. 1/3 e. 2/5 4. Sendo x = (22)3 , y = e z = , calcule x . y . z : a. 221 b. 210 c. 223 d. 24 e. 220 5. A solução da equação 0,52x = 0,251-x é um número x, tal que: a. 0 < x < 1 b. 1 < x < 2 c. 2 < x < 3 d. x > 3 e. x < 0 6. Se f ( x ) = 161+1/x, então f ( -1 ) + f ( -2 ) + f ( -4 ) é igual a : a. 11 b. 13 c. 15 d. 17 e. nda 7. Se y = 10x é um número entre 1000 e 100 000, então x está entre: a. -1 e 0 b. 2 e 3 c. 3 e 5 d. 5 e 10 e. 10 e 100 8. Os números reais x são soluções da inequações 251-x < 1/5 se, e somente se: a. x > -3/2 b. x > 3/2 c. -3/2 < x < 3/2 d. x < 3/2 e. x < -3/2 Função Logarítmica Logarítmos Definição: log b a = c Û bc = a, com a > 0 e 1 b>0. Onde a é o logaritmando ou antilogarítmo, b é a base e c é o logaritmo. Exemplo 1: log6 36 = x Û 6x = 36 Û 62 = 6xÛ x = 2 Exemplo 2: O domínio da função f(x) = log3 (x – 5) é restrito pela sua condição de existência. A base (3) já é positiva e diferente de 1, devemos então ver a restrição imposta ao logaritmando, oou seja: x – 5 > 0 -> x > 5, assim: D = {x Î R| x > 5} Conseqüências da definição: o log a1 = 0 o log aa = 1 o log aan = n o aloga b = b o log ba = log bc <-> b = c Exemplo: 1) Calcular x na igualdade log5 (x –1 ) = log5 7 Resolução: CE: x –1 > 0 -> x > 1 Como as bases são iguais , os logaritmandosdevem ser iguais, logo: log5 (x –1 ) = log5 7 -> x – 1 = 7 -> x = 8 Resposta: x = 8 EXERCÍCIOS 1. Se log3 1/27 = x, então o valor de x é: a. -9 b. -3 c. -1/3 d. 1/3 e. 3 2. Na base decimal, log 1000, log 10 e log 0,01 valem respectivamente: a. 2, 1 e -3 b. 1, 0 e -2 c. 3, 1 e -2 d. 4, -2 e -3 e. 3, 0 e -2 3. A expressão mais simples para alogax é: a. a b. x ( x > 0 ) c. logax d. logxa e. ax 4. Se log ( 2x -5 ) = 0, então x vale: a. 5 b. 4 c. 3 d. 7/3 e. 5/2 5. O valor de log9 27 é igual a: a. 2/3 b. 3/2 c. 2 d. 3 e. 4 6. Se , então x + y é igual a: a. 5/3 b. 10/9 c. 8/9 d. 2/3 e. 5/9 Propriedades operatórias: o log a(M . N) = log aM + log aN o log a(M / N) = log aM – log na o log aMN = N . log aM o Cologarítmo: log a1/b = - log ab = colog ab o Mudança de base: log ab = log cb / log ca log ab . log ca = log cb log ab = 1 / log ba Exemplo 1) Calcular o valor de log3 (9 . 27) Resolução: Aplicando a propriedade do logaritmo do produto, temos: log3 (9 . 27) = log3 9 + log3 27 = 2 + 3 = 5 Resposta: 5 2) Sendo log 2 = x e log 3 = y, calcular: a) log 24 b) log 9Ö8 Resolução: a) log 24 = log (23 . 3) = log 23 + log 3 = 3 log 2 + log 3 = 3x + y b) log 9Ö8 = log 9 + log Ö8 = log 32 + log Ö(23) = 2 log 3 + 3/2 . log 2 = 2y + 3x/2 = (4y + 3x)/2 Respostas: a) 3x + y, b) (4y + 3x)/2 3) Sendo log 2 = 0,3 e log 3 = 0,4, calcular log2 6 Resolução: Como log 2 e log 3 estão na base 10, vamos passar log2 6 para a base 10: log26 = log 6/log 2 = log (2.3)/log 2 = (log 2 + log 3)/log 2 = (0,3 +0,4 )/0,3 = 7/3 Resposta:7/3 EXERCÍCIOS 1. Sendo log 2 = 0,30 e log 3 = 0,47, então log 60 vale: a. 1,77 b. 1,41 c. 1,041 d. 2,141 e. 0,141 2. Sendo log x = a e log y = b, então log é igual a: a. a+b/2 b. b/2a c. - a d. e. /a 3. Considerando que log 2 = 0,3010300, log 125 é: a. 376,29000 b. 188,15000 c. 1,9030900 d. 2,9818000 e. 3,0969100 4. Sendo log 2 = 0,301 e log 7 = 0,845, qual será o valor de log 28 ? a. 1,146 b. 1,447 c. 1,690 d. 2,107 e. 1,107 5. Se log 2 = 0,3010 então log 5 é igual a: a. 0,6990 b. 0,6880 c. 0,6500 d. 0,6770 e. 0,6440 Função logarítmica Toda função f : R -> R definida por f (x) = log ax, com a E R, 0 < a 1 e x E R, é denominada função exponencial de base a. Gráfico Quando a > 1 -> crescente Quando 0 < a < 1 -> decrescente Domínio: f (x) = log ax , pela definição temos: x > 0 , a > 0 e a 1 f(x) = log2 x f(x) = log2 x Equação logarítmica Resolução de uma equação: 1) Observar a condição de existência (CE); 2) Resolver a equação; 3) Verificar se as soluções satisfazem a condição de existência: Log ab = x ->b = ax Exemplo: 1) Resolver a equação log4 x = 2 Resolução: CE: x > 0 Log4 x = 2 -> x = 42 -> x = 16 Verificação: x > 0 -> 16 > 0 (verdadeiro) Resposta: S = { 16 } 2) Determinar o conjunto solução da equação logx(3x2 – x) = 2 Resolução: CE • 3x2 – x > 0 x>0 e x 1 logx (3x2 – x) = 2 -> • 3x2 – x = x2 • 2x2 – x = 0 • x (2x – 1) = 0 x´= 0 x´´=1/2 Verificação: Para x = 0 0 – 0 > 0 (F) para x = ½ 3.1/4 – ½ > 0 (V) ½ > 0 e ½ ¹1 (V) Resposta: S = {1/2} EXERCÍCIOS 1. Se log ( 2x - 5 ) = 0 então x vale: a. 5 b. 4 c. 3 d. 7/3 e. 5/2 2. A equação logx ( 2x +3 )= 2 apresenta o seguinte conjunto solução: a. { -1, 3 } b. { -1 } c. { 3 } d. { 1, 3 } e. nda 3. É correto afirmar que no universo IR o conjunto solução da equação lo3 ( -x2 -10x ) = 2: a. é Æ b. é unitário c. tem dois elementos irracionais d. tem dois elementos inteiros e. tem dois elementos racionais e não inteiros 4. O valor de x tal que log648 = x é: a. 2 b. 3 c. 2/3 d. 1/2 e. 3/2 5. Quanto a solução da equação ( logx )2 - 3. log x + 2 = 0 é verdade que : a. só uma delas é real b. a maior delas é 1000 c. a menor delas é 100 d. a menor delas é 10 e. a maior delas é 1 6. Sendo ( log2x)2 - 3 log2x - 4 = 0 então o produto entre as raízes da equação vale: a. -8 b. 16 c. -1/4 d. 4 e. 8 7. A solução da equação log8x + log8 (3x-2) = 1 é dada por: a. -4/3 b. 1/2 c. -2 d. 2 e. nda Estudo do sinal Quando a > 1 -> log a x > 0 « x > 1 Quando 0 < a < 1 -> log a x < 0 « x > 1 log a x = 0 « x = 1 log a x = 0 « x = 1 log a x < 0 « 0 < x <1 log a x > 0 « 0 < x < 1 Inequação logarítmica Para resolvermos uma inequção logarítmica devemos nos preocupar com as seguintes propriedades: Quando a > 1 -> x2 > x1 « log a x2 > log a x1 (conserva o sentido da desigualdade) Quando 0 < a < 1 -> x2 > x1 « log a x2 < log a x1 (inverte o sentido da desigualdade) Exemplos: 1) Resolver a inequação log3(5x – 1) > log3 4 Resolução: Devemos inicialmente resolver a condição de existência: 5x – 1 > 0 -> x > 1/5 (I) Como a base é maior que 1, a função é crescente (conserva o sinal) 5x – 1>4 x > 1 (II) Tomando a intersecção entre os intercalos (I) e (II): x>1 Resposta: {x Î R| x > 1} 2) Resolver a inequação log1/2 (x – 3) ³ log1/24 Resolução: CE: x – 3 > 0 -> x > 3 (I) Como a base é menor que 1 , temos que a função é decrescente. 4 ³ x – 3 3 + 4 ³ x 7 ³ x (II) tomando a intersecção de (I) e (II), 7 ³ x > 3. Resposta: S ={x Î R| 7 ³ x > 3.} EXERCÍCIOS 1. A desigualdade log2(5x-3) < log27 é verdadeira para: a. x > 0 b. X > 2 c. x < 3/5 d. 3/5 < x < 2 e. 0 < x < 3/5 2. Qual o valor de x na inequação log1/2 x > log1/2 2 ? a. x > 1/2 b. x < 1/2 c. x > 2 d. x < 2 e x > 0 e. x = 2 3. Se log1/3 (5x-2 ) > 0 então x pertence ao intervalo: a. ( 0, 1 ) b. ( - , 1 ) c. ( 2/5, 3/5 ) d. ( 2/5 , ) e. (- , 3/5 ) 4. A solução da inequação log1/3(x2-3 ) > 0 é: a. x < - ou x > b. -2 < x < 2 c. - < x < d. -2 < x < - ou < x < 2 e. x < -2 ou x > 2 5. O domínio da função real : é: a. x < -1 ou x > 1 b. x - ou x c. 1 < x d. - x < -1 e. nda REFERÊNCIAS DANTE, Luiz Roberto. Matemática Contexto & Aplicações. São Paulo, Ática. http://paginas.terra.com.br/educacao http://www.ficharionline.com http://br.geocities.com/fator00/Apostilas http://apostilas.netsaber.com.br
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