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PROF. GILBERTO SANTOS JR FUNÇÃO ATÉ FUNÇÃO DO 1º GRAU 1 . PRODUTO CARTESIANO Dados dois conjuntos não vazios A e B, denomina-se produto cartesiano de A por B o con- junto formado pelos pares ordenados nos quais o 1º elemento pertence a A e o 2º elemento per- tence a B. simbolicamente, A B = {(x, y)/ x ∈ A e y ∈ B} Exemplo: Sejam A = {0, 1, 2} e B = {2, 4}. De- termine A B. Resolução: A B = {(0, 2),(0, 4),(1, 2),(1, 4),(2, 2),(2, 4)}. EXERCÍCIO PROPOSTO 1) Sejam A = {0, 1} e B = {1, 3, 5}. Determine o produto cartesiano: a) A B = b) B A = c) A2 = 2 . RELAÇÃO É um subconjunto de um produto cartesia- no, determinado por uma sentença matemática. Exemplo: Sejam A = {1, 2, 3, 4} e B = {1, 2, 3, 4} e A B = {(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (3, 1), (3, 2), (3, 3), (3, 4), (4, 1), (4, 2), (4, 3), (4, 4)}. a) O conjunto R de A B, tais que x = y: Resposta: R = {(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4)}. b) O conjunto R de A B, tais que x é o dobro de y: Resposta: R = {(2, 1), (4, 2)}. c) O conjunto R de A B, tais que y é o dobro de x: Resposta: R = {(1, 2), (2, 4)}. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 2) Sejam A = {1, 2, 3} e B = {1, 2, 3, 4, 6}. Determine: a) A B = b) a relação R tal que y = x. c) a relação R tal que x é o dobro de y. d) a relação R tal que y é o dobro de x. e) a relação R tal que x é a metade de y. f) a relação R tal que y = x + 1. 3) No lançamento de dois dados, anotando todas as possibilidades de resultados possíveis em pares ordenados. Determine: a) a quantidade de pares ordenados possíveis; b) o conjunto dos pares ordenados cuja soma dos resultados seja igual a 7; c) o conjunto dos pares ordenados (x, y), tais que x = y; d) o conjunto dos pares ordenados (x, y), tais que y é a metade de x. 2.1) Representação gráfica de relação Dados os conjuntos A = {0, 1, 2, 3} e B = {0, 1, 2, 3, 4, 5}, a relação R tal que y = x + 1, seguem as representações gráficas: a) Por diagramas: R = {(0, 1),(1, 2),(2, 3),(3, 4)} D = {0, 1, 2, 3} Im = {1, 2, 3, 4} CD = {0, 1, 2, 3, 4, 5} b) No plano cartesiano: EXERCÍCIOS PROPOSTOS 4) Sejam A = {2, 3, 4} e B = {1, 2, 3, 4}. De- termine: a) a relação R tal que y = x - 1. b) represente a relação em diagramas. c) represente a relação no plano cartesiano. d) o domínio D. e) a imagem Im. f) o contradomínio CD. 5) Sejam A = {1, 2, 3} e B = {2, 3, 4, 5, 6, 7}. Determine: a) a relação R tal que y = 2x. b) represente a relação em diagramas. c) represente a relação no plano cartesiano. d) o domínio D. e) a imagem Im. f) o contradomínio CD. 6) Sejam A = {1, 2, 3} e B = {2, 3, 4, 5, 6, 7}. Determine: a) a relação R tal que y = 2x + 1. b) represente a relação em diagramas. c) represente a relação no plano cartesiano. d) o domínio D. 1 1 0 2 3 3 2 4 5 x y 2 e) a imagem Im. f) o contradomínio CD. 7) Localize no plano cartesiano os pontos: A(1, 2), B(1, -2), C(2, 3), D(-2, 2), E(3, -3), F(5, -1), G(0, 0), H(4, 3), I(1, 0) e J(0, 1). EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 8) Uma companhia telefônica tem um plano para seus clientes, a tabela abaixo mostra o valor a ser pago pelos seus clientes em função do tempo de ligação: Faça o que se pede: a) Represente a tabela em diagramas; b) Represente a tabela em plano cartesiano. 3 . NOÇÃO INTUITIVA DE FUNÇÃO Observe a tabela abaixo que relaciona o número de litros de gasolina e o preço a pagar. Nº de litros Preço (R$) 1 2,10 2 4,20 3 6,30 4 8,40 5 10,50 ⋮ ⋮ x 2,10.x Observe: As grandezas “Nº de litros” e “Preço” são variáveis; Para cada quantidade em litros de gasolina co- locada há um único preço; O preço a ser pago depende do número de litros de gasolina a ser colocado, isto é, o preço está em função do número de litros colocados; Para x litros de gasolina comprada, o preço a ser pago será 2,10 vezes x, isto é P = 2,10.x P – preço a ser pago é a variável dependente; x - número de litros de gasolina é a variável in- dependente. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 9) Na tabela abaixo temos a quantidade de ovos (em dúzias) e o seu respectivo preço. Quantidade (em dúzia) Preço (em R$) 1 1,20 2 2,40 3 3,60 4 4,80 ⋮ ⋮ x 1,20.x Responda o que se pede: a) O preço a ser pago está em função da quanti- dade de ovos comprados? b) O que depende do quê? c) Qual é a variável dependente? d) Qual é a variável independente? e) Qual é a regra (fórmula) que associa a quanti- dade de dúzias com o preço a pagar? f) Qual é o preço de 9 dúzias de ovos? 10) Uma panificadora vende o pão francês de 50 gramas, mais conhecido como “pão careca”, ao preço de R$ 0,25 cada. Para não ter que fazer conta a toda hora, os funcionários da panificadora montaram a seguinte tabela: Quantidade de pães Preço (R$) 1 0,25 2 0,50 3 0,75 4 1,00 5 1,25 6 1,50 7 1,75 8 2,00 9 2,25 10 2,50 Responda o que se pede: a) O preço a ser pago está em função da quanti- dade de pães comprados? b) O que depende do quê? c) Qual é a variável dependente? d) Qual é a variável independente? e) Qual é a regra (fórmula) que associa a quanti- dade de pães e o preço a pagar? f) Qual é preço de 6 pães? g) Qual é preço de 12 pães? h) Se tenho R$ 4,00. Qual é a quantidade de pães que dá para eu comprar? 4 . DEFINIÇÃO DE FUNÇÃO Dados os conjuntos A e B, não vazios, e uma relação R de A em B, quando para todo ele- mento x ∈A, existe um único f(x) ∈ B, dizemos que R é uma função f de A em B. Notação: f: A B. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 11) Quais das seguintes relações são funções? a) c) b) 3 12) Marque os diagramas representam função: (a)( ) (b)( ) (c)( ) (d)( ) (e)( ) (f)( ) (g)( ) (h)( ) EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 13) Uma companhia telefônica tem um plano para seus clientes, a tabela abaixo mostra o valor a ser pago pelos seus clientes em função do tem- po de ligação: Faça o que se pede: a) Represente a tabela em diagramas; b) Sendo o conjunto A, a variável “Tempo de liga- ções”; e o conjunto B, a variável “Valor em reais”, a tabela representa uma função de A em B? 14)(UEPA-2003) Dentre os romeiros, há aque- les que acompanham o círio carregando miniatu- ras de casa, barcos, parte do corpo humano em cera, velas, etc. Por considerarem atendidas por nossa senhora de Nazaré as suas súplicas. Estes objetos são tantos que existem carros especiais para recolhê-los. Considerando a existência de um conjunto A, formado pelos romeiros do círio, e um conjunto B formado pelos objetos ofer- tados/recolhidos durante a procissão, é correto afirmar que: (a) Todos os elementos de A estão associados a elementos de B, o que caracteriza uma função de A em B. (b) Alguns elementos de A estão associados a elementos de B, que caracteriza uma relação de A em B. (c) Nenhum elemento de A está associado a ele- mentos de B. (d) Existem elementos de B que não estão asso- ciados a elementos de A. (e) Todas as alternativas acima estão corretas. 5 . DOMÍNIO, IMAGEME CONTRADOMÍ- NIO DE FUNÇÃO O conjunto A cha- ma-se Domínio da função (Df), o conjunto B contra- domínio da função (CDf) e o elemento f(x) ∈ B chama- se imagem de x pela fun- ção. O conjunto imagem da função é Imf = {f(x) ∈ B/ x ∈ A}. Os diagramas ao lado serão simbolizados, a partir de agora, simplesmente, assim f: A → B. Exemplo: Sejam A = {0, 1, 2} e B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, f: A → B, definida por f(x) = x + 1. Df = {0, 1, 2} Imf = {1, 2, 3} CDf = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} EXERCÍCIOS PROPOSTOS 15) Dados A = {0, 1, 2, 3} e B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} e a relação R tal que y = 2x + 1: a) Construa a relação R em diagramas; b) Verifique se essa relação é uma função. Em caso afirmativo determine o Df, Imf e CDf. 16) O diagrama de flechas re- presenta uma função f de A em B. Determine: a) D(f) = b) CD(f) = c) lm(f) = d) f(3) = e) f(5) = f) x tal que f(x) = 4 -10 01 12 2 A B -1 0 1 1 2 A B -1 0 1 1 2 A B - 1 -1 00 1 1 2 2 -2 3 A B -10 0 1 1 2 2 A B -1 -1 0 0 1 1 2 2 A B - 1 -1 0 0 1 1 2 A B x f(x) A B f 1 A B 0 2 1 2 3 0 4 5 6 4 6 . FUNÇÃO POLINOMIAL DO 1º GRAU Chama-se função polinomial do 1º grau, ou função afim, a qualquer função f: ℝ → ℝ dada por uma lei da forma f(x) = ax + b, onde a e b são números reais fixos, com a ≠ 0; x e f(x) são va- riáveis. O número a é chamado de coeficiente de x e o número b é chamado termo constante. Exemplos: a) f(x) = 5x – 3, no qual a = 5 e b = -3 b) f(x) = -2x + 7, no qual a = -2 e b = 7 c) f(x) = 11x, onde a = 11 e b = 0 6.1) O gráfico Exemplo: Construir o gráfico da função f(x) = 2x - 1. x f(x) 1 1 2 3 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 17) Construa, no plano cartesiano, o gráfico das seguintes funções, definidas de ℝ em ℝ: a) 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 1 d) 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1 b) 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 2 e) 𝑓(𝑥) = −2𝑥 + 1 c) 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 4 18) Um corpo se movimenta em velocidade constante de acordo com a fórmula matemática s = 2t – 3, em que s indica a posição do corpo (em metros) no instante t (em segundos). Cons- trua o gráfico de s em função de t. 19) Uma máquina, ao sair da fábrica, sofre uma desvalorização constante pelo seu uso, represen- tada pela função P(t) = 50 – 5t, em que P é o preço da máquina (em reais) e t é o tempo de uso (em anos). Determine: a) o gráfico dessa função; b) o custo da máquina ao sair da fábrica; c) o custo da máquina após 5 anos de uso; d) o tempo para que a máquina se desvalorize totalmente. 20) Um móvel em movimento retilíneo uniforme obedece à função s = 5t + 15, em que s é o es- paço percorrido pelo móvel (em metros) e t é o tempo gasto em percorrê-lo (em segundos). De- termine: a) a posição do móvel no instante t = 0 s; b) a posição do móvel no instante t = 5 s; c) construa o gráfico s(t) da função. 6.2 Parte variável e parte fixa A função do 1º grau f(x) = ax + b tem uma parte variável (ax) e uma parte fixa (b). f(x) = parte variável + parte fixa f(x) = ax + b Observação: Lucro = venda - custo Exemplo: Uma revendedora de cosméticos vende um perfume por R$ 100,00, que custou 70,00. Qual é o lucro da vendedora? Resolução: L = 100 – 70 L = 30 Resposta: O lucro da vendedora é de R$ 30,00. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 21) Na produção de peças, uma indústria tem um custo fixo de R$ 8,00 mais um custo variá- vel de R$ 0,50 por unidade produzida. Sendo x o número de unidades produzidas: a) Escreva a lei da função que fornece o custo total de x peças; b) Calcule o preço de 100 peças. 22) Um comerciante comprou uma caixa de um determinado produto, teve um custo fixo com transporte de R$ 230,00. Venderá cada unidade por R$ 5,00, o lucro final será dado em função das x unidades vendidas. Responda: a) Qual é a lei dessa função f? b) Se o comerciante vender 1 unidade desse produto terá lucro ou prejuízo? c) Se o comerciante vender 10 unidades desse produto terá lucro ou prejuízo? d) Se o comerciante vender 40 unidades desse produto terá lucro ou prejuízo? e) Se o comerciante vender 50 unidades desse produto terá lucro ou prejuízo? EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 23)(Unicamp-SP, modificada) O preço a ser pago por uma corrida de táxi inclui uma parcela fixa, denominada bandeirada, e uma parcela que depende da distância percorrida. Se a bandeirada custa R$ 3,50 e cada quilômetro ro- dado custa R$ 1,20. a) Escreva a lei da função que fornece o preço a ser pago pela corrida em função da distância x percorrida; b) o preço de uma corrida de 10 km; c) a distância percorrida por um passageiro que pagou R$ 21,50 pela corrida. 24)(UEPA-2002) Um pequeno comerciante in- vestiu R$ 300,00 na produção de bandeiras do seu time favorito, para venda em um estádio de x y 1 1 3 2 5 x y -1 2 -4 1 futebol. Foram vendidas x bandeiras ao preço de R$ 8,00 cada uma. Então o lucro L(x) obtido na venda de x bandeiras é dado por: (a) L(x) = 300 - 8x (d) L(x) = 8x (b) L(x) = 8x + 300 (e) L(x) = - 8x - 300 (c) L(x) = 8x - 300 6.3) Crescimento e decrescimento Consideremos a função f(x) = 3x - 1, x aumenta x -1 0 1 2 3 4 5 f(x) -4 -1 2 5 8 11 14 f(x) aumenta quando aumentamos o valor de x, os correspon- dentes valores de f(x) também aumentam. Di- zemos que a função f(x) = 3x - 1 é crescente. Observamos o seu gráfico: Agora, consideremos f(x) = -3x - 1, x aumenta x -2 -1 0 1 2 3 4 f(x) 5 2 -1 -4 -7 -10 -13 f(x) diminui quando aumentamos o valor de x, os correspon- dentes valores de f(x) diminuem. Dizemos que a função f(x) = -3x - 1 é decrescente. Observamos o seu gráfico: Regra Geral: A função do 1º grau f(x) = ax + b é crescente quando a > 0 e decrescente quando a < 0. O a é também chamado de coeficiente angular e o b de coeficiente linear. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 25) Construa o gráfico de cada uma das seguin- tes funções e diga se é função é crescente, de- crescente ou constante: a) f(x) = 2x c) f(x) = x e) f(x) = -2 b) f(x) = -3x d) f(x) = 5 26) a) De que trata o gráfico? Identifique as variáveis envolvidas. b) Qual o período em que a taxa de fecundidade se manteve praticamente constante? c) A partir de que data a função é decrescente? d) Entre que período a taxa de fecundidade redu- ziu em 50%? EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 27)(Enem-2017) Os congestionamentos de trânsito constituem um problema que aflige, to- dos os dias, milhares de motoristas brasileiros. O gráfico ilustra a situação, representando, ao longo de um intervalo definido de tempo, a variação da velocidade de um veículo durante um congestio- namento. Quantos minutos o veículo permaneceu imóvel ao longo do intervalo total analisado? (a) 4 (b) 3 (c) 2 (d) 1 (e) 0 28)(Enem-2016) Um reservatório com água por uma torneira e um ralo faz a drenagem da água desse reservatório. Os gráficos representam as vazões Q, em litros por minuto, do volume de água que entra no reservatório pela torneira e do volume que sai pelo ralo, em função do tempo t, em minutos. Em qual intervalo de tempo, em minuto,o reser- vatório tem vazão constante de enchimento? (a) De 0 a 10. (c) De 5 a 15. (e) De 0 a 25. (b) De 5 a 10. (d) De 15 a 25. x y 1 2 5 2 6 29)(Enem-2012) O dono de uma farmácia resolveu colocar à vista do público o gráfico mostrado a seguir, que apresenta a evolução do total de vendas (em Reais) de certo medicamento ao longo do ano de 2011. De acordo com o gráfico, os meses em que ocorreram, respectivamente, a maior e a menor venda absolutas em 2011 foram (a) março e abril (d) junho e setembro (b) março e agosto (e) junho e agosto (c) agosto e setembro 30)(Enem-MEC) Um estudo sobre o problema do desemprego na Grande São Paulo, no período 1985-1996, realizado pelo SEADE-DIEESE, apre- sentou o seguinte gráfico sobre taxa de desem- prego. Pela análise do gráfico, é correto afirmar que, no período considerado, (a) a maior taxa de desemprego foi de 14%. (b) a taxa de desemprego no ano de 1995 foi a menor do período. (c) a partir de 1992, a taxa de desemprego foi decrescente. (d) no período 1985-1996, a taxa de desemprego esteve entre 8% e 16%. (e) a taxa de desemprego foi crescente no perío- do compreendido entre 1988 e 1991. 31)(Enem-MEC) Para convencer a população local da ineficiência da Companhia Telefônica Vila- tel na expansão da oferta de linhas, um político publicou no jornal local o gráfico I, representado a seguir. A Companhia Vilatel respondeu publi- cando dias depois o gráfico II, através do qual pretende justificar um grande aumento na oferta de linhas. O fato é que, no período considerado, foram instaladas, efetivamente, 2OO novas linhas telefônicas. Analisando os gráficos, pode-se con- cluir que: (a) o gráfico II representa um crescimento real maior do que o do gráfico I. (b) o gráfico I apresenta o crescimento real, sen- do o II Incorreto. (c) o gráfico II apresenta o crescimento real, sendo o I incorreto. (d) a aparente diferença de crescimento nos dois gráficos decorre da escolha das diferentes esca- las. (e) os dois gráficos são incomparáveis, pois usam escalas diferentes. 32)(UEPA-2010) O gráfico abaixo representa o número de notificações relacionadas a fraudes, invasões e tentativas de invasão sofridas por usuários de computador. Analisando o gráfico, observa-se que: (a) as notificações foram decrescentes entre 2006 e 2008. (b) em 2006 aconteceu o maior número de notificações. (c) a razão de notificações entre 2004 e 2005 é 37863/34000. (d) em 2008 houve o maior número de notificações. (e) em 2006 as notificações duplicaram em relação às notificações de 2005. 7 33)(UEPA-2009) O gráfico abaixo mostra a va- riação do consumo de gasolina em função da ci- lindrada do motor. Fonte: Veja, 20/08/08 Sobre o gráfico acima, é correto afirmar que: (a) é gráfico de uma função linear crescente. (b) é gráfico de uma função linear decrescente. (c) quanto maior a cilindrada maior o consumo de gasolina. (d) é gráfico de uma função quadrática com con- cavidade voltada para cima. (e) quanto maior a cilindrada menor o consumo de gasolina. 34)(UFPA–2007) Em um jornal de circulação nacional foi publicada uma pesquisa, realizada no Brasil, com os percentuais, em função do ano, de famílias compostas por pai, mãe e filhos, chama- das famílias nucleares, e de famílias resultantes de processos de separação ou divórcio, chamadas novas famílias. Sabendo-se que os gráficos abaixo representam, a partir de 1987, a variação percen- tual desses dois tipos de família, com suas res- pectivas projeções para anos futuros, é correto afirmar: (a) No ano 2030, o número de novas famílias será igual ao de famílias nucleares. (b) No ano 2030, o número de novas famílias será menor do que o de famílias nucleares. (c) No ano 2030, o número de novas famílias será maior do que o de famílias nucleares. (d) No ano 2015, o número de novas famílias será igual ao de famílias nucleares. (e) No ano 2012, o número de famílias nucleares será menor do que a de novas famílias. “Você constrói a sua vitória.” “A perseverança alimenta a esperança.” Nunca deixe que lhe digam: Que não vale a pena Acreditar no sonho que se tem Ou que seus planos Nunca vão dar certo Ou que você nunca Vai ser alguém... Renato Russo Atualizada em 13/02/2018 Gostou da Apostila? Você a encontra no site: http://gilsilva10.wixsite.com/inicio/apostilas- de-matematica Link! Dê uma olhada. Referências DANTE, L.R. Matemática: Contexto & Aplicações. 1. Ed. São Paulo: Ática, 2000, v.1.
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