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Matemática I Prof. Geovane Oliveira 31 CAPÍTULO 4 Função Quadrática Uma aplicação f de ℝ em ℝ recebe o nome de função quadrática ou do 2º grau quando associa a cada x ∈ℝ o elemento ( )2ax bx c+ + ∈ℝ , onde 0a ≠ . Isto é :f →ℝ ℝ 2x ax bx c+ +֏ , 0a ≠ Ex: a) 2( ) 3 2f x x x= − + onde a = 1, b = -3 e c = 2 b) 2( ) 2 4 3f x x x= + − onde a = 2, b = 4 e c = -3 Obs: O gráfico de uma função do 2º grau é uma parábola. 4.1 Concavidade A parábola representativa da função do 2º grau 2y ax bx c= + + pode ter a concavidade voltada para “cima” ou voltada para “baixo”. Se a > 0, a concavidade da parábola está voltada para cima. Se a < 0, a concavidade da parábola está voltada para baixo. 4.2 Interseção com o eixo das ordenadas O gráfico da função quadrática y = a x2 + bx + c corta o eixo dos y no ponto (0, c) Matemática I Prof. Geovane Oliveira 32 4.3 Zeros da função Os zeros ou raízes da função do 2º grau 2y ax bx c= + + são os valores de x tais que f(x) = 0 e, portanto, as soluções da equação do 2º grau 2 0ax bx c+ + = . Se ∆ > 0, há 2 raízes reais diferentes : Se ∆ = 0, há 2 raízes reais iguais (raiz dupla) : Se ∆ < 0, não há raízes reais 4.4 Máximo e Mínimo A função quadrática 2y ax bx c= + + admite um valor máximo (mínimo) 4 y a −∆ = em 2 b x a − = se, e somente se, a < 0 (a > 0). Matemática I Prof. Geovane Oliveira 33 4.5 Vértice O ponto , 2 4 b V a a − −∆ é chamado vértice da parábola representativa da função quadrática. 4.6 Monotonismo (Crescimento e Decrescimento) 4.7 Domínio O domínio da função quadrática é sempre ℝ . 4.8 Conjunto-Imagem 4.9 Estudo do sinal Matemática I Prof. Geovane Oliveira 34 4.10 Atividades Exercício 1 Construir os gráficos das funções definidas em ℝ : a) 2y x= b) 2 2y x x= − c) 2 2 4y x x= − + d) 22 4y x x= − − Exercício 2 Determinar os zeros reais das funções: a) 2( ) 3 2f x x x= − + b) 2( ) 7 12f x x x= − + − c) 2( ) 3 7 2f x x x= − + d) 2( ) 2 1f x x x= − − e) 2 1 ( ) 2 2 f x x x= − + f) 2 3 ( ) 1 2 f x x x= − + + Exercício 3 Determinar o valor máximo ou o valor mínimo, e o ponto de máximo ou o ponto de mínimo das funções abaixo, definidas em ℝ . a) 22 5y x x= + b) 24 8 4y x x= − + c) 23 12y x x= − + d) 2 7 5 2 2 y x x= − + e) 2 5 7y x x= − + − Exercício 4 O gráfico da função quadrática y = a x2 + b x + c é : Determine os valores de a, b e c. Exercício 5 Encontrar a função quadrática, cujo gráfico passa pelos pontos P1 (0, 1), P2 (−1, −2) e P3 (−2, 7). Exercício 6 O gráfico da função f(x) = a x2 + b x + c é : a) Determine os valores de a, b e c b) Calcule f (4). Matemática I Prof. Geovane Oliveira 35 Exercício 7 Determinar o valor de m na função real 2( ) 3 2f x x x m= − + para que o valor mínimo seja 5 3 . Exercício 8 Determinar o valor de m na função real 2( ) 3 2( 1) ( 1)f x x m x m= − + − + + para que o valor máximo seja 2. Exercício 9 (SEE-RJ/2010) O valor mínimo da função ( ) ( )= − + +2 2( ) 1 2f x x x é: a) 4,5 b) 5 c) 5,5 d) 6 e) 6,5 Exercício 9 Dentre todos os números reais de soma 8 determine aqueles cujo produto é máximo. Exercício 10 O valor máximo da função 2( ) 2 2f x x x= − + + é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 Exercício 11 O gráfico de 2( )f x x bx c= + + , onde b e c são constantes, passa pelos pontos (0, 0) e (1, 3). Então ( )5f − vale: a) 2 9 − b) 2 9 c) –15 d) 1 4 − e) 15 Exercício 12 O ponto extremo V da função quadrática 2( ) 6 8f x x x= − + − é: a) um máximo, sendo V = (3, -1). b) um mínimo, sendo V = (-3, +1). c) um máximo, sendo V = (3, +1). d) um mínimo, sendo V = (3, +1). e) um mínimo, sendo V = (3, -1). Exercício 13 O custo para se produzir x unidades de um produto é dado por 22 100 5000C x x= − + . O valor de unidades produzidas para se obter um custo mínimo é: a) 25 b) 3750 c) 40 d) 45 e) 4950 Matemática I Prof. Geovane Oliveira 36 Exercício 14 O ponto de maior ordenada, pertence ao gráfico da função real definida por ( )( )( ) 2 1 3f x x x= − − , é o par ordenado (a, b). Então a – b é igual a: a) 39 8 b) 11 8 c) 3 8 d) 11 8 − e) 39 8 − Exercício 15 (SEE-RJ/2007) Um a função quadrática tem zeros 1 21 4= − =x e x . Sabendo-se que f (1) = −12 , o valor de f (49) é: A) 4250 B) 4332 C) 4500 D) 4660 E) 4416 Exercício 16 (Niterói/2003) Se f(2) é valor máximo de f(x) = -3x2 + (2k - 4)x - 1, então k2 é igual a: A) 14 B) 9 C) 36 D) 64 E) 74 Exercício 17 (Mesquita/2003) O lucro de uma fábrica é dado em reais por L(x) = 1500.(80 − x).(x − 60), onde x é o número de máquinas produzidas por mês na fábrica. O número de máquinas que esta fábrica deve produzir mensalmente para obter o maior lucro possível é: (A) 50 (B) 60 (C) 70 (D) 80 (E) 90 Exercício 18 (IFMG/2009) Dada a função quadrática f(x) = 2x² − x − 3 e sua representação gráfica abaixo, assinalar a alternativa CORRETA sobre a função f: a) Os zeros da função são -2 e 3. b) O eixo de simetria é x = 1. c) Sua intersecção com o eixo y se dá no ponto (0, -3). d) A concavidade da parábola é voltada para baixo. Exercício 19 (Piraí-RJ/2009) Determine o valor de x que leva a função :f →ℝ ℝ , definida por f(x) = – x² + 4x – 16 a atingir o seu valor máximo. A) 1 B) 2 C) 4 D) 16 E) -1 Exercício 20 (Miguel Pereira-RJ/2008) Uma função quadrática tem o eixo dos y como eixo de simetria. A distância entre os zeros da função é de 8 unidades, e a função tem -80 como valor mínimo. Esta função quadrática é: a) 25 80= −y x b) 2 5 80 4 = −y x c) 25 4 80= − −y x x d) 2 5 5 4 = −y x Matemática I Prof. Geovane Oliveira 37 Exercício 21 (Aparecida-PB/2009) Uma fábrica de bonés distribui diariamente, com seus vendedores, caixas contendo bonés. O lucro diário, em reais, na venda desses bonés, é dado pela função L(x) = –200x2 + 1600x – 2400, onde x é o número de caixas vendidas. Considere as afirmações relativas ao lucro diário: I. Para 2 < x < 6 o fabricante terá lucro. II. O lucro não poderá ser superior a R$ 800,00. III. O lucro será máximo quando forem vendidas cinco caixas de bonés. Está(ao) CORRETA(S) apenas: A) I e II B) I e III C) II e III D) I E) III Exercício 22 (Cardoso Moreira-RJ/2008) Dado o gráfico da função y = ax2 + bx + c, pode-se concluir que: A) para 2 ≤ x ≤ 4 temos f(x) ≥ 0 B) para x < 0 temos f(x) > 8 C) para x = 2 temos f(x) > 0 D) para x < 2 temos f(x) < 0 Exercício 23 (Cardoso Moreira-RJ/2008) Se a soma das raízes de uma função de 2º grau é igual a zero, podemos afirmar que: A) Seu discriminante é nulo. B) Seu gráfico não intercepta o eixo das ordenadas. C) O vértice do gráfico é um ponto de ordenada nula. D) Seu gráfico é simétrico ao eixo das ordenadas. Exercício 24 (Fortaleza/2009) Um determinado processo diário de produção é descrito por funções de custo C(x) = 100x+10500 e de remuneração R(x) = 600x–5x2. Considerando a função lucro, L(x) = R(x) – C(x), o número x debens que fornece o lucro máximo diário é: a) 1000. b) 50. c) 500. d) 200. Exercício 25 (Prefeitura do Rio/2010) Uma pedra é lançada para cima e sua altura h, em metros, é dada pela função h(t) = at2+12t, em que t é medido em segundos. Se a pedra atingiu a altura máxima no instante t=2, pode-se afirmar que o valor de h(1), em metros, é: (A) 9 (B) 8 (C) 6 (D) 5 Exercício 26 (CPII/2008) O gráfico abaixo é a representação de uma função real f dada por f(x) = ax2 + bx + c. É correto afirmar que A) ab < 0. B) ac > 0. C) bc < 0. D) b2 − 4ac ≤ 0. Matemática I Prof. Geovane Oliveira 38 Exercício 27 (Mato Grosso/2007) Um professor resolveu trabalhar alguns conteúdos matemáticos com seus alunos da 9.ª série, a partir de algumas situações-problema relacionadas à profissão de designer industrial. Para isso, ele considerou a seguinte situação hipotética. A equipe de designers industriais de uma empresa, ao apresentar o projeto de uma cadeira que será fabricada pela empresa, ilustrou o formato do encosto utilizando o gráfico de uma parábola que intercepta o eixo Ox nos pontos x = 0 e x = 40 e segmentos de reta verticais que interceptam o eixo Ox e a parábola e representam as tiras do encosto, conforme figura abaixo. Com base no texto, é correto concluir que a soma dos comprimentos dos segmentos de reta que representam as tiras que serão utilizadas no encosto da cadeira projetada pela equipe de designers é, em metros, igual a: a) 1,20. b) 2,10. c) 4,50. d) 5,70. Exercício 28 (UNIMONTES) O esboço de gráfico abaixo representa a função real de variável real dada por: a) f (x) = x2 + 4x + 7. b) f (x) = x2 − 4x +1. c) f (x) = x2 − 4x + 7. d) f (x) = x2 + 4x – 7. Exercício 29 (FCC) A partir do instante que foi identificado um vazamento em um tanque de água (t = 0), os técnicos afirmaram que a quantidade total, em litros, de água no tanque, indicada por Q(t), após t horas de vazamento, seria dada pela função = − +2Q(t) t 24t 144 até o instante em que Q(t) = 0. Dividindo-se o total de água no tanque no instante em que o vazamento foi identificado pelo total de horas que ele levou para esvaziar totalmente, conclui-se que o escoamento médio nesse intervalo, em litros por hora, foi igual a: a) 12 b) 12,5 c) 13 d) 13,5 e) 14 Matemática I Prof. Geovane Oliveira 39 Exercício 30 A seguir, estão representadas duas parábolas de funções quadráticas distintas. Quais são as coordenadas dos pontos de interseção entre as duas parábolas que representam essas funções? a) (5, 0); (−1, 4) b) (0, 5); (6, −1) c) (0, 5); (−1, 5) d) (5, 0); (−1, 6) e) (5, 0); (−1, 5) 4.11 Gabarito 1) a) b) c) d) 2) a) 1 e 2 b) 3 e 4 c) 2 e 13 d) 1 2 e 1 2+ − e) 2 2 f) 2 e 1 2− 3) a) 5 25 V , 4 8 − − mínimo b) ( )V 1,0 mínimo c) ( )V 2,12 máximo Matemática I Prof. Geovane Oliveira 40 d) 7 9 V , 4 16 − mínimo e) 5 3 V , 2 4 − máximo 4) 1a 4= − , b = 1 e c = 0 5) 2y 6x 9x 1= + + 6) a) a = 1, b = -2 e c = 2 b) f(4) = 10 7) m = 2 8) m = -2 ou m = 1 9) A 10) 4 e 4 11) E 12) D 13) A 14) D 15) C 16) D 17) C 18) C 19) B 20) A 21) A 22) B 23) D 24) B 25) A 26) A 27) B 28) C 29) A 30) D
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