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Métodos Quantitativos DOCENTE Unidade de Ensino: 1 Competência da Unidade: Identificar e representar a função quadrática de várias maneiras e aplicar o estudo da função quadrática na descrição de fenômenos e situações. Resumo: Nesta aula será identificado a representação da função quadrática de várias maneiras - tabelas, gráficos, fórmulas. Ainda, será visto a aplicação em desse conceito em fenômenos e situações diversas. Palavras-chave: Função; equação; gráfico Título da aula: Função quadrática, Máximo e Mínimo. Aula nº: 4 Conceitos FUNÇÃO QUADRÁTICA Exemplos: f x = x� + 4x − 3 f � = −2t� + 5t h x = x� + 7 C n = 5�� Função do 2º grau Uma função f de ℝ → ℝ recebe o nome de função quadrática ou do 2º grau quando tem a lei de formação do tipo f x = ax� + bx + � ��� � ≠ 0. Equação do 2º grau Uma equação do segundo grau é da forma: ax2 +bx +c = 0 onde os números reais a, b e c são os coeficientes da equação, sendo que a deve ser diferente de zero. Essa equação é também chamada de equação quadrática, pois o termo de maior grau está elevado ao quadrado. Para resolvermos uma equação do 2º grau podemos utilizar a seguinte fórmula: � = −� ± ∆ 2� ∆= �� − 4�� Ou � = −� ± �� − 4�� 2� Resolução de uma equação do 2º grau Raízes da função Os zeros ou raízes da função quadrática f x = ax� + bx + c são os valores de x reais tais que f x = 0 e, portanto, a solução da equação do 2º grau ax� + bx + � = 0. A existência de raízes de uma equação do segundo grau está condicionada ao valor do ∆: Raízes da função ∆> 0 → � ����çã� ����������á ���� ��í��� ����� ��������� ∆= 0 → � ����çã� ����������á ���� ��í��� ����� iguais ∆< 0 → � ����çã� �ã� ����������á ��í��� ����� Exemplo 9 Função Quadrática � � = �� � � � = �� (�, �) −2 4 (−2,4) −1 1 (−1,1) 0 0 (0,0) 1 1 (1,1) 2 4 (2,4)� > 0 ∆= 0 Função Quadrática ∆> 0 � � = −�� − 2� + 2 � < 0 Função Quadrática � > 0 � � = �� + 1 ∆< 0 Exemplo 13 Para construirmos a representação gráfica da função � � = �� − 4� + 3 podemos construir um quadro com alguns pontos. Representação gráfica da função do 2º grau � � � = � �, � -1 8 (1,8) 0 3 (0,3) 1 0 (1,0) 2 -1 (2,-1) 3 0 (3,0) 4 3 (4,3) 5 8 (5,8) Conceitos VÉRTICE Exemplo Qual a concavidade da função f e da g? � o vértice A e o ponto mais alto da parábola � o vértice B e o ponto mais baixo da parábola Vértice � � = �� − � − 2 Vértice Vértice �� = − � 2� �� = − ∆ 4� Vértice � � = −�� + � + 2 Vértice Vértice �� = − � 2� �� = − ∆ 4� Situação- problema ALTURA DE UM PROJÉTIL Suponha que você é um estagiário de uma empresa de desenvolvimento de jogos e um desses jogos envolve o lançamento de objetos em alvos. Como parte do seu trabalho você deverá fazer um estudo de um desses lançamentos, cuja curva é dada por ℎ � = −5�� + 120� Em que � é o tempo (s) e ℎ(�) a altura em metros. Determine qual o alcance que esse projétil atinge. https://bit.ly/2FXuXka (Acesso 05 jul. 2019) ℎ � = −5�� + 120� A altura máxima é dada por: ℎ = − Δ 4� = − 120 � − 4 ⋅ −5 ⋅ 0 4 ⋅ −5 = 720 m https://bit.ly/2FXuXka (Acesso 05 jul. 2019) A altura máxima é de 720 metros. Conceitos MÁXIMO E MÍNIMO � � = −�� + � + 2 Ponto de Máximo Ponto de Mínimo � � = �� − � − 2 Dada a função �(�) = �� + 6� + 5, determine se � possui um valor máximo ou um mínimo e especifique esse valor. Situação- problema PRODUÇÃO DE SOJA O custo para a produção de soja de uma determinada fazenda é dado pela seguinte função � � = 3�� − 60� + 1.300 , em que � refere-se as toneladas de soja produzida. Com base nessas informações, qual a quantidade de soja (em toneladas) a ser produzida para que o custo seja mínimo? Produção de soja Fonte: https://goo.gl/XjPTpZ Acesso em: 03 dez. 2018 � � = 3�� − 60� + 1.300 Determinando o � vértice: �� = − � 2� = − −60 2 � 3 = 10 Produção de soja Para o custo ser mínimo devem ser produzidas 10 toneladas. 31 32Atividade 1 Dada a função f(x) = x2 +5x + 12 = 0 encontre o valor de f(3) e f(0). 33 f(3) = 32 + 5. 3 + 12 = 0 f(3) = 9 + 15 + 12 f(3)= 36 f(0) = 02 + 5. 0 + 12 = 0 f(0) = 0 + 0 + 12 f(0)= 12 34Atividade 2 Uma empresa produz um determinado produto com o custo definido pela seguinte função C(x) = x² – 80x + 3000. Considerando o custo C em reais e x a quantidade de unidades produzidas, determine a quantidade de unidades para que o custo seja mínimo e o valor desse custo mínimo. 35 Temos uma parábola com a concavidade voltada para cima. Nessa função os coeficientes são � = 1, � = −80, � = 3000 A quantidade de unidades vendidas para que o custo seja mínimo será dada pelo x do vértice. �� = − � 2� = − −80 2 = 40 36 Para que o custo seja mínimo, a empresa deverá produzir somente 40 unidades do produto. O valor do custo mínimo será dado pelo y do vértice. �� = − Δ 4� = − �� − 4�� 4� = − −80 � − 4 1 3000 4 1 = − −5600 4 = 1400 Situação- problema LUCRO MÁXIMO 38 Em determinada empresa foi solicitado aos analistas de produção que fizessem um estudo a respeito do lucro obtido com a produção de um dos seus principais produtos. Ao analisarem os custos e o faturamento (receita) chegaram as seguintes funções: R(x) = 1.500x – x² e C(x) = x2 – 500x. Diante dessas informações, qual o lucro máximo dessa empresa? 39Determinando inicialmente a função lucro: L(x) = R(x) – C(x) = 1.500x – x² - (x² - 500x) L(x) = -2x² + 2.000x. Como quer saber o lucro máximo, calcula-se o y vértice, assim: �� = −∆ 4� �� = −[2.000� − 4. −2 . 0] 4(−2) = 500.000 40 Dúvidas?! RECAPITULANDO 41 Recapitulando Função Quadrática � � = ��� + �� + � � = −� ± ∆ 2� ∆= �� − 4�� Recapitulando Gráfico é uma parábola � > 0 concavidade voltada para cima � < 0 concavidade voltada para baixo ∆> 0 ∆= 0 ∆< 0 � − � 2� , − ∆ 4�