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AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 1 de 13 DISCIPLINA PRÉ-CÁLCULO 2020-1 Profa. Maria Lúcia Campos Profa. Marlene Dieguez Parte 2 da Segunda Avaliação a Distância (AD2-Parte 2) GABARITO IMPORTANTE!!! TODAS AS RESPOSTAS DEVEM VIR ACOMPANHADAS DAS JUSTIFICATIVAS Os gráficos devem ser feitos à mão, não será aceito gráfico feito com aplicativo ou com programa computacional Questão 1 [1,5 ponto] Considere as funções 𝑓(𝑥) = −𝑥− 4 5; 𝑔(𝑥) = 𝑥 5 7. (1.a) Determine o domínio de cada função, justificando-os. Determine o(s) ponto(s) dos gráficos em que 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥). Determine os intervalos em que 𝑓(𝑥) > 𝑔(𝑥). (1.b) Dê a paridade de cada função. Para justificar a paridade, use as duas condições da definição de função PAR e de função ÍMPAR. (1.c) Esboce os gráficos das funções 𝑓, 𝑔 , 𝑦 = 𝑥 , 𝑦 = −𝑥 , em um único sistema de coordenadas. Indique em cada gráfico os pontos encontrados no item (1.a). O gráfico da função 𝑓 tem simetria? Em caso afirmativo, em relação a que reta ou ponto? E o gráfico da função 𝑔 tem simetria? Em caso afirmativo, em relação a que reta ou ponto? (1.d) Dada a lista de números abaixo, escreva-a na ordem crescente dos números. Cite a(s) propriedade(s) usada(s), que justifica(m) a ordenação da lista. ( √5 3 ) − 4 5 ; ( √5 3 ) 3 ; ( √5 3 ) 5 3 ; ( √5 3 ) 1 ; ( √5 3 ) − 6 7 ; ( √5 3 ) 2 ; ( √5 3 ) 0 ; ( √5 3 ) −1 ; ( √5 3 ) 7 5 RESOLUÇÃO: (1.a) Domínios. 𝑓(𝑥) = −𝑥− 4 5 = − 1 √𝑥4 5 . Como o índice da raiz é ímpar, não há restrição para o radicando 𝑥 4. Como o expoente – 4 5 é negativo, o denominador √𝑥4 5 não pode se anular, ou seja √𝑥4 5 ≠ 0 e √𝑥4 5 ≠ 0 ⟺ 𝑥 ≠ 0 Portanto, 𝑫𝒐𝒎(𝒇) = (−∞, 0) ∪ (0 , +∞) . 𝑔(𝑥) = 𝑥 5 7 = √𝑥5 7 . Como o índice da raiz é ímpar, não há restrição para o radicando 𝑥5. Portanto, 𝑫𝒐𝒎(𝒈) = (−∞ , +∞) = ℝ . AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 2 de 13 Interseções dos gráficos. 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⟺ −𝑥− 4 5 = 𝑥 5 7 ⟺ − 1 𝑥 4 5 = 𝑥 5 7 ⟺ 𝑥 4 5 ∙ 𝑥 5 7 = −1 ⟺ 𝑥 4 5 + 5 7 = −1 ⟺ 𝑥 53 35 = −1 ⟺ (𝑥 53 35) 35 = (−1)35 ⟺ 𝑥 53 35 ×35 = −1 ⟺ 𝑥53 = −1 ⟺ 𝑥 = −1. Para 𝑥 = −1, 𝑦 = 𝑔(−1) = (−1) 5 7 = −1 = −(−1)− 4 5. Portanto (−𝟏,−𝟏) é o único ponto em que 𝒇(𝒙) = 𝒈(𝒙). Determinando os intervalos em que 𝒇(𝒙) > 𝒈(𝒙) : −𝑥− 4 5 > 𝑥 5 7 ⟺ − 1 𝑥 4 5 > 𝑥 5 7 𝑥 4 5>0 ⇔ 𝑥 4 5 ∙ 𝑥 5 7 < −1 ⟺ 𝑥 4 5 + 5 7 < −1 ⟺ 𝑥 53 35 < −1 ⟺ (𝑥 53 35) 35 < (−1)35 ⟺ 𝑥53 < −1 ⟺ 𝑥 < −1 Portanto, 𝒇(𝒙) > 𝒈(𝒙) , no intervalo (−∞ ,−𝟏). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (1.b) Analisando a paridade da função 𝒇 : 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) = (−∞, 0) ∪ (0 , +∞) ⟺ −𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑓) = (−∞, 0) ∪ (0 , +∞) . Logo, 𝐷𝑜𝑚(𝑓) é simétrico em relação à origem 0 da reta numérica. Portanto, a função 𝑓 satisfaz a primeira condição da definição de função par ou de função ímpar. 𝑓(−𝑥) = −(−𝑥)− 4 5 = − 1 √(−𝑥)4 5 = − 1 √𝑥4 5 = −𝑥 − 4 5 = 𝑓(𝑥) . Logo, a função 𝑓 satisfaz a segunda condição da definição de função par. Portanto a função 𝒇 é PAR. Analisando a paridade da função 𝒈 : 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑔) = (−∞ , +∞) ⟺ −𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑔) = (−∞ ,+∞) . Logo, 𝐷𝑜𝑚(𝑔) é simétrico em relação à origem 0 da reta numérica. Portanto, a função 𝑔 satisfaz a primeira condição da definição de função par ou de função ímpar. 𝑔(−𝑥) = (−𝑥) 5 7 = √(−𝑥)5 7 = √−𝑥5 7 = − √𝑥5 7 = −𝑔(𝑥). Logo, a função 𝑔 satisfaz a segunda condição da definição de função ímpar. Portanto a função 𝒈 é ÍMPAR. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 3 de 13 (1.c) Sobre o gráfico da função 𝒇(𝒙) = −𝒙− 𝟒 𝟓: Quando o expoente racional 𝛼 é negativo, a função do tipo 𝑦 = 𝑥𝛼, no intervalo (0,∞), possuem o mesmo comportamento da hipérbole 𝑦 = 1 𝑥 , para 𝑥 > 0. Sendo 𝑓(𝑥) = −𝑥− 4 5 , temos um sinal negativo, multiplicando 𝑥− 4 5, assim o gráfico da função 𝑓 , possui o comportamento da função 𝑦 = − 1 𝑥 , para 𝑥 > 0. Portanto para 𝑥 > 0, a função f é crescente e o gráfico tem concavidade para baixo. Como 𝒇 é uma função PAR então para obter o gráfico para 𝑥 < 0 basta refletir o gráfico que encontramos para 𝑥 > 0 em torno do eixo 𝑦 . Sobre o gráfico da função 𝒈(𝒙) = 𝒙 𝟓 𝟕 = √𝒙𝟓 𝟕 : Como o expoente racional 𝛼 é tal que, 0 < 𝛼 < 1, então no intervalo [0,∞), o gráfico da função 𝑔 possue o o mesmo comportamento do gráfico da função raiz quadrada, 𝒚 = √𝑥 , isto é, é crescente e com concavidade para baixo. Como 𝒈 é uma função ÍMPAR então para obter o gráfico para 𝑥 < 0 basta refletir o gráfico que encontramos para 𝑥 > 0 com relação a origem . Simetrias: Usamos a paridade das funções para justificar a construção dos gráficos das funções 𝑓 e 𝑔 . Usamos exatamente as seguintes informações: O gráfico da função 𝒇(𝒙) = −𝒙− 𝟒 𝟓 apresenta simetria com relação ao eixo 𝑦 , uma característica das funções pares. O gráfico da função 𝒈(𝒙) = 𝒙 𝟓 𝟕 = √𝒙𝟓 𝟕 apresenta simetria com relação a origem , uma característica das funções ímpares. AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 4 de 13 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (1.d) Considere a lista: ( √5 3 ) − 4 5 ; ( √5 3 ) 3 ; ( √5 3 ) 5 3 ; ( √5 3 ) 1 ; ( √5 3 ) − 6 7 ; ( √5 3 ) 2 ; ( √5 3 ) 0 ; ( √5 3 ) −1 ; ( √5 3 ) 7 5 Os expoentes da base √5 3 são: − 4 5 , 3 , 5 3 , 1 , − 6 7 , 2 , 0 , −1 , 7 5 Escrevendo esses expoentes em ordem crescente: −1 , − 6 7 , − 4 5 , 0 , 1 , 7 5 , 5 3 , 2 , 3 . Portanto, −1 < − 6 7 < − 4 5 < 0 < 1 < 7 5 < 5 3 < 2 < 3 . A base √5 3 é tal que, 0 < √5 3 < 1 e assim a propriedade que devemos usar é: “Para qualquer base 𝑥 tal que 0 < 𝑥 < 1, vale a propriedade: 𝑎1 < 𝑎2 ⟺ 𝑥 𝑎1 > 𝑥𝑎2 ⟺ 𝑥𝑎2 < 𝑥𝑎1”. Portanto, aplicando essa propriedade, temos: ( √5 3 ) 3 < ( √5 3 ) 2 < ( √5 3 ) 5 3 < ( √5 3 ) 7 5 < ( √5 3 ) 1 < ( √5 3 ) 0 < ( √5 3 ) − 4 5 < ( √5 3 ) − 6 7 < ( √5 3 ) −1 . Portanto, a lista em ordem crescente é: ( √5 3 ) 3 ; ( √5 3 ) 2 ; ( √5 3 ) 5 3 ; ( √5 3 ) 7 5 ; ( √5 3 ) 1 ; ( √5 3 ) 0 ; ( √5 3 ) − 4 5 ; ( √5 3 ) − 6 7 ; ( √5 3 ) −1 . _____________________________________________________________________________________ Questão 2 [1,8 pontos] (2.a) Considere a função 𝑗(𝑥) = 𝑒 √𝑥+4 𝑥2−16 . Encontre o domínio da função 𝑗. (2.b) Encontre, quando existirem, os pontos onde a função 𝑗 corta os eixos coordenados. Justifique! (2.c) Resolva, se possível, a equação 𝑒 √𝑥+4 𝑥2−16 = 1. (2.d) Esboce o gráfico da função 𝑦 = 𝑒𝑥. A partir do gráfico de 𝑦 = 𝑒𝑥 , use transformações em gráficos e esboce, em um mesmo sistema de coordenadas, a reta de equação 𝑦 = 2 e o gráfico da função ℎ(𝑥) = |𝑒−𝑥 − 2|. Descreva em palavras as transformações usadas e esboce os gráficos usados até encontrar o gráfico de ℎ(𝑥) = |𝑒−𝑥 − 2|. Encontre os pontos onde o gráfico da função 𝑦 = ℎ(𝑥) cortaou toca os eixos coordenados, quando existirem. Marque esses pontos nos eixos coordenados. RESOLUÇÃO: (2.a) Consideremos a função 𝑗(𝑥) = 𝑒 √𝑥+4 𝑥2−16 AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 5 de 13 As restrições do domínio da função 𝑗(𝑥) = 𝑒 √𝑥+4 𝑥2−16 são: radicando, 𝑥 + 4 ≥ 0 e denominador 𝑥2 − 16 ≠ 𝟎 Temos que: 𝑥 + 4 ≥ 0 ⟺ 𝑥 ≥ −4 e 𝑥2 − 16 ≠ 0 ⟺ 𝑥2 ≠ 16 ⟺ 𝑥 ≠ −4 e 𝑥 ≠ 4 Portanto, o domínio da função 𝑦 = 𝑗(𝑥) é 𝑫𝒐𝒎(𝒋) = (−𝟒, 𝟒) ∪ (𝟒 , + ∞) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (2.b) Encontre, quando existirem, os pontos onde a função 𝑗 corta os eixos coordenados. Justifique! ▪ Interseção com o eixo 𝒚 Fazendo 𝒙 = 𝟎 : 𝑗(0) = 𝑒 √0+4 02−16 = 𝑒 √4 −16 = 𝑒 2 −16 = 𝑒− 1 8 . O gráfico corta o eixo 𝒚 no ponto (0 , 𝑒− 1 8 ). ▪ Interseção com o eixo 𝒙 Como 𝑦 = 𝑒𝑥 > 0 para todo 𝑥 ∈ ℝ , então para todo 𝑥 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒋) = (−𝟒, 𝟒) ∪ (𝟒 , + ∞), 𝑗(𝑥) > 0 e assim, o gráfico da função 𝒋 não corta e nem toca o eixo 𝒙 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (2.c) Resolva, se possível, a equação 𝑒 √𝑥+4 𝑥2−16 = 1. 𝑒 √𝑥+4 𝑥2−16 = 1 = 𝑒0 ⟺ √ 𝑥+4 𝑥2−16 = 0 ⟺ √𝑥 + 4 = 0 ⟺ 𝑥 + 4 = 0 ⟺ 𝑥 = −4 Como −4 ∉ 𝑫𝒐𝒎(𝒋) = (−𝟒, 𝟒) ∪ (𝟒 , + ∞) então, a equação 𝑒 √𝑥+4 𝑥2−16 = 1 não tem solução. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (2.d) Gráfico da função 𝑦 = 𝑒𝑥 𝑦 = 𝑒𝑥 ., 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑦 → 𝑦 = 𝑒−𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → 𝑦 = 𝑒−𝑥 − 2 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → ℎ(𝑥) = |𝑒−𝑥 − 2| AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 6 de 13 ., 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑦 → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → ATENÇÃO: As transformações nos gráficos têm uma outra possibilidade de sequência, que é: 𝑦 = 𝑒𝑥 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → 𝑦 = 𝑒𝑥 − 2 ., 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑦 → 𝑦 = 𝑒−𝑥 − 2 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → ℎ(𝑥) = |𝑒−𝑥 − 2| E a sequência de gráficos ficaria da seguinte forma: ., 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑦 → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 7 de 13 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → Interseção do gráfico da função ℎ(𝑥) = |𝑒−𝑥 − 2| com os eixos coordenados Interseção com o eixo 𝒙 Fazendo 𝑦 = 0 : ℎ(𝑥) = |𝑒−𝑥 − 2| = 0 ⟺ 𝑒−𝑥 − 2 = 0 ⟺ 𝑒−𝑥 = 2 ⟺ 1 𝑒𝑥 = 2 ⟺ 1 2 = 𝑒𝑥 ⟺ ln ( 1 2 ) = ln(𝑒𝑥) ⟺ 𝑥 = − ln(2) Portanto, o ponto de interseção do gráfico da função 𝑦 = ℎ(𝑥) com eixo 𝑥 é (−ln (2) , 0) Interseção com o eixo 𝒚 Fazendo 𝑥 = 0 : 𝑦 = ℎ(0) = |𝑒0 − 2| = |1 − 2| = |−1| = 1. Portanto, o ponto de interseção do gráfico da função 𝑦 = ℎ(𝑥) com eixo 𝑦 é o ponto (0 , 1). ____________________________________________________________________________________ Questão 3 [2,2 pontos] (3.a) Considere a função 𝑟(𝑥) = ln(2 − √𝑥 + 1 ). Encontre o domínio da função 𝒓 . (3.b) Encontre, quando existirem, os pontos onde a função 𝑟 corta os eixos coordenados. Justifique! (3.c) Resolva, se possível, a equação ln(2 − √𝑥 + 1 ) = −1. (3.d) Considere a função 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1 . Encontre o domínio da função 𝒔. Esboce o gráfico de 𝑦 = ln(𝑥). A partir do gráfico de 𝑦 = ln(𝑥) , use transformações em gráficos e esboce, em um mesmo sistema de coordenadas, as retas de equação 𝑥 = −2 e 𝑥 = 2 e o gráfico da função 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1. Descreva em palavras as transformações usadas e esboce os gráficos usados até encontrar o gráfico de 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1. AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 8 de 13 Encontre os pontos onde o gráfico da função 𝑦 = 𝑠(𝑥) corta ou toca os eixos coordenados, quando existirem. Marque esses pontos nos eixos coordenados. Responda, justificando, se a função é PAR, ÍMPAR OU NEM PAR, NEM ÍMPAR. Se o gráfico da função 𝑠 apresentar alguma simetria, conclua qual é essa simetria de acordo com sua resposta sobre a paridade. Observando o gráfico da função 𝑠, dê a sua imagem e responda para quais valores do domínio a função é crescente e para quais valores do domínio a função é decrescente. RESOLUÇÃO: (3.a) Consideremos a função 𝒓(𝒙) = 𝐥𝐧(𝟐 − √𝒙 + 𝟏 ). As restrições do domínio da função 𝒓(𝒙) = 𝐥𝐧(𝟐 − √𝒙 + 𝟏 ) são: ▪ 𝟐 − √𝒙 + 𝟏 > 0 , pois y = ln(𝑥) só está definida para 𝑥 > 0 ▪ radicando 𝒙 + 𝟏 ≥ 0 Resolvendo as restrições: 𝟐 − √𝒙 + 𝟏 > 0 𝑒 𝑥 + 1 ≥ 0 ⟺ 2 > √𝒙 + 𝟏 𝑒 𝑥 + 1 ≥ 0 ⟺ √𝒙 + 𝟏 < 2 𝑒 𝑥 + 1 ≥ 0 ⟺ (√𝒙 + 𝟏 ) 2 < 22 𝑒 𝑥 + 1 ≥ 0 ⟺ 𝑥 + 1 < 4 𝑒 𝑥 + 1 ≥ 0 ⟺ 𝑥 < 3 𝑒 𝑥 ≥ −1 ⟺ −1 ≤ 𝑥 < 3 . Portanto 𝑫𝒐𝒎(𝒓) = [−𝟏, 𝟑) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (3.b) Encontre, quando existirem, os pontos onde a função 𝑟 corta os eixos coordenados. Justifique! ▪ Interseção com o eixo 𝒚 Fazendo 𝒙 = 𝟎 : 𝒓(𝟎) = 𝐥𝐧(𝟐 − √𝟎 + 𝟏 ) = 𝐥𝐧(𝟐 − 𝟏 ) = 𝐥𝐧(𝟏) = 𝟎 O gráfico corta o eixo 𝒚 no ponto (0 ,0 ). ▪ Interseção com o eixo 𝒙 Fazendo 𝒚 = 𝟎 : 𝐥𝐧(𝟐 − √𝒙 + 𝟏 ) = 𝟎 ⟺ 𝟐 − √𝒙 + 𝟏 = 𝟏 ⟺ √𝒙 + 𝟏 = 𝟏 ⟺ 𝑥 + 1 = 1 ⟺ 𝑥 = 0 Assim, o único ponto onde o gráfico da função corta o eixo 𝒙 é o ponto (0 ,0 ). ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (3.c) Resolvendo a equação ln(2 − √𝑥 + 1 ) = −1 para 𝑥 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑟) = [−1, 3) . ln(2 − √𝑥 + 1 ) = −1 ⟺ 𝑒ln(2−√𝑥+1 ) = 𝑒−1 ⟺ 2 − √𝑥 + 1 = 𝑒−1 ⟺ 2 − 𝑒−1 = √𝑥 + 1 ⟺ 2𝑒−1 𝑒 = √𝑥 + 1 ⟺ 𝑥 + 1 = ( 2𝑒−1 𝑒 ) 2 ⟺ 𝑥 = ( 2𝑒−1 𝑒 ) 2 − 1 AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 9 de 13 Como ( 2𝑒−1 𝑒 ) 2 − 1 ≈ 1,66 , ( 2𝑒−1 𝑒 ) 2 − 1 ∈ 𝐷𝑜𝑚(𝑟) = [−1, 3). ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (3.d) Seja 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1 A restrição do domínio da função 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1 é: |𝑥| −2 > 0 , pois y = ln(𝑥) só está definida para 𝑥 > 0 Resolvendo a restrição: |𝑥|−2 > 0 ⟺ |𝑥| > 2 ⟺𝑥 < −2 𝑜𝑢 𝑥 > 2 Portanto 𝑫𝒐𝒎(𝒔) = (−∞ ,−2) ∪ (2 ,∞) Gráfico da função 𝑦 = ln(𝑥) 𝑦 = ln(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = ln(𝑥 − 2) 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥. 𝐼𝑠𝑡𝑜 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎, 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑥>0 𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑒𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 𝑎𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑦 → 𝑦 = ln(|𝑥|−2) 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = |ln (|𝑥| −2)| 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1 AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 10 de 13 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥. 𝐼𝑠𝑡𝑜 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎, 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑥>0 𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑒𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 𝑎𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑦 → 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 11 de 13 ATENÇÃO: As transformações nos gráficos têm uma outra possibilidade de sequência, que é: 𝑦 = ln(𝑥) 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑦 = ln(𝑥 − 2) 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑦 = |ln(𝑥 − 2)| 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 𝑥. 𝐼𝑠𝑡𝑜 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎, 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑥>0 𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑒𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 𝑎𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑦 → 𝑦 = |ln (|𝑥| −2)| 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1 E a sequência de gráficos ficaria da seguinte forma: 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 2 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑎 → 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦≥0 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡𝑖𝑟 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑦<0 𝑒𝑚 𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑥 → AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 12 de 13 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑙𝑎çã𝑜 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 1 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑜 → Interseção do gráfico da função 𝑠(𝑥) = |ln (|𝑥| −2)| − 1 com os eixos coordenados Interseção com o eixo 𝒙 Fazendo 𝑦 = 0 : 𝑠(𝑥) = |ln(|𝑥|−2)| − 1 = 0 ⟺ |ln(|𝑥|−2)| − 1 = 0 ⟺ |ln(|𝑥|−2)| = 1 ⟺ ln(|𝑥|−2) = −1 𝑜𝑢 ln(|𝑥|−2) = 1 ⟺ |𝑥|−2 = 𝑒−1 𝑜𝑢 |𝑥| −2 = 𝑒 ⟺ |𝑥| = 𝑒−1 + 2 𝑜𝑢 |𝑥| = 𝑒 + 2 ⟺ 𝑥 = − 𝑒−1 − 2 𝑜𝑢 𝑥 = 𝑒−1 + 2 𝑜𝑢 𝑥 = −𝑒 − 2 𝑜𝑢 𝑥 = 𝑒 + 2 . Portanto, os pontos de interseção do gráfico da função 𝑦 = 𝑠(𝑥) com eixo 𝑥 são: (− 𝑒−1 − 2 , 0) , ( 𝑒−1 + 2 , 0) , (−𝑒 − 2 , 0) , (𝑒 + 2 , 0) Interseção com o eixo 𝒚 Como 𝑫𝒐𝒎(𝒔) = (−∞ , −2) ∪ (2 ,∞) então 𝑥 = 0 ∉ 𝐷𝑜𝑚(𝑠), portanto o gráfico da função 𝑠 não corta e nem toca o eixo 𝒚 . AD2-Parte 2 – 2020-1 – GABARITO Pré-Cálculo Página 13 de 13 Sobre a paridade da função 𝒔 : O intervalo 𝑫𝒐𝒎(𝒔) = (−∞ ,−2) ∪ (2 , ∞), é simétrico com relação à origem, portanto, a função 𝒔 satisfaz a primeira condição de paridade. Seja 𝑥 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒔) = (−∞ , −2) ∪ (2 ,∞) , então −𝑥 ∈ 𝑫𝒐𝒎(𝒔) = (−∞ ,−2) ∪ (2 ,∞) e 𝑠(−𝑥) = |ln (|−𝑥| −2)| − 1 = |ln(|𝑥|−2)| − 1 = 𝑠(𝑥). Logo a função 𝑠 satisfaz a segunda condição de função par. A função 𝒔 é uma função par. Assim, o gráfico da função 𝑠 apresenta simetria com relação ao eixo 𝑦 Observando o gráfico, concluímos que 𝐼𝑚(𝑠) = [−1 , +∞) e que a função 𝑠 é crescente em [−3,−2) ∪ [3, ∞ ) e é decrescente em (−∞,−3] ∪ (2, 3].
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