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Encontro 3- Funções Exponenciais A função exponencial é toda função de ℝ em ℝ*+ , definida por f(x) = a x, onde a é um número real, maior que zero e diferente de 1. Função Exponencial é aquela que a variável está no expoente e cuja base é sempre maior que zero e diferente de um. Essas restrições são necessárias, pois 1 elevado a qualquer número resulta em 1. Assim, em vez de exponencial, estaríamos diante de uma função constante. Além disso, a base não pode ser negativa, nem igual a zero, pois para alguns expoentes a função não estaria definida. Por exemplo, a base igual a - 3 e o expoente igual a 1/2. Como no conjunto dos números reais não existe raiz quadrada de número negativo, não existiria imagem da função para esse valor. Exemplos: f(x) = 4 x f(x) = (0,1) x f(x) = (⅔) x Nos exemplos acima 4, 0,1 e ⅔ são as bases, enquanto x é o expoente. Gráfico da função exponencial O gráfico desta função passa pelo ponto (0,1), pois todo número elevado a zero é igual a 1. Além disso, a curva exponencial não toca no eixo x. Na função exponencial a base é sempre maior que zero, portanto a função terá sempre imagem positiva. Assim sendo, não apresenta pontos nos quadrantes III e IV (imagem negativa). Abaixo representamos o gráfico da função exponencial. Função Crescente ou Decrescente A função exponencial pode ser crescente ou decrescente. Será crescente quando a base for maior que 1. Por exemplo, a função y = 2 x é uma função crescente. Para constatar que essa função é crescente, atribuímos valores para x no expoente da função e encontramos a sua imagem. Os valores encontrados estão na tabela abaixo. Observando a tabela, notamos que quando aumentamos o valor de x, a sua imagem também aumenta. Abaixo, representamos o gráfico desta função. Por sua vez, as funções cujas bases são valores maiores que zero e menores que 1, são decrescentes. Por exemplo, f(x) = (1/2) x é uma função decrescente. Calculamos a imagem de alguns valores de x e o resultado encontra-se na tabela abaixo. Notamos que para esta função, enquanto os valores de x aumentam, os valores das respectivas imagens diminuem. Desta forma, constatamos que a função f(x) = (1/2) x é uma função decrescente. Com os valores encontrados na tabela, traçamos o gráfico dessa função. Note que quanto maior o x, mais perto do zero a curva exponencial fica. Atividades 1- Unit-SE) Uma determinada máquina industrial se deprecia de tal forma que seu valor, t anos após a sua compra, é dado por v(t) = v0 . 2 -0,2t , em que v0 é uma constante real. Se, após 10 anos, a máquina estiver valendo R$ 12 000,00, determine o valor que ela foi comprada. 2- (PUCC-SP) Numa certa cidade, o número de habitantes, num raio de r km a partir do seu centro é dado por P(r) = k . 2 3r , em que k é constante e r > 0. Se há 98 304 habitantes num raio de 5 km do centro, quantos habitantes há num raio de 3 km do centro? 3- Um grupo de biólogos está estudando o desenvolvimento de uma determinada colônia de bactérias e descobriu que sob condições ideais, o número de bactérias pode ser encontrado através da expressão N(t) = 2000 . 2 0,5t , sendo t em horas. Considerando essas condições, quanto tempo após o início da observação, o número de bactérias será igual a 8192000? 4- Os materiais radioativos possuem uma tendência natural, ao longo do tempo, de desintegrar sua massa radioativa. O tempo necessário para que metade da sua massa radioativa se desintegre é chamado de meia-vida. A quantidade de material radioativo de um determinado elemento é dado por: N(t) = 𝑁0 . ( 1 2 ) 𝑡 𝑇 Sendo, N(t): a quantidade de material radioativo (em gramas), em um determinado tempo. N0: a quantidade inicial de material (em gramas) T: o tempo da meia vida (em anos) t: tempo (em anos) Considerando que a meia-vida deste elemento é igual a 28 anos, determine o tempo necessário para que o material radioativo se reduza a 25% da sua quantidade inicial. 5- Em meio a essa pandemia do COVID 19 é feita uma estimativa, por especialista, que para cada pessoa que se contamina pelo Corona Vírus ela contaminará 3 outras pessoas. Para cada uma dessas novas pessoas contaminadas repassará o vírus para outras 3 novas pessoas. Considerando esse quadro e que a primeira pessoa se contaminou no primeiro dia do mês, as outras 3 pessoas se contaminaram no segundo dia, e assim por diante, responda: a) Escreva a sequência numérica de pessoas contaminadas a partir da primeira pessoa contaminada no primeiro dia (supostamente). Qual será a quantidade de pessoas contaminadas em 1 mês e em 2 meses ? b) Por meio dessa sequência, escreva a função exponencial associada. c) Esboce o gráfico dessa função.
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