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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERALDO PARÁ CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUI CURSO: ENGENHARIA MECANICA 2015 DISCIPLINA: CÁLCULO 1 PROFESSOR: Manoel Santos CAPÍTULO 2 FUNÇÕES Resumo teórico e lista de exercícios RELAÇÕES E FUNÇÕES Introdução: Em nosso dia a dia é cada vez mais crescente a utilização de gráficos devido a facilidade de compreensão de dados. Hora estão nas revistas, hora estão nos telejornais, nas pesquisas eleitorais e muito mais. Foi o matemático suíço Jean Bernoulli (1667 – 1748) o primeiro a denominar função as relações entre conjuntos de grandezas diferentes. Geometricamente, o par ordenado representa um ponto do sistema de eixos cartesianos. Este sistema é composto por um par de retas perpendiculares. A reta horizontal é chamada de eixo x, eixo das abscissas ou Ox. A reta vertical é o eixo y, eixo das ordenadas ou eixo Ou. A origem do sistema cartesiano é o ponto 0 (zero), que tem abscissa e ordenada zero. Os eixos x e y dividem o plano em quadrantes numerados de I a IV, como mostra a figura: No exemplo , o ponto P é representado pelo par ordenado (m ,n), portanto, as coordenadas de P são (m , n), ou ainda, a abscissa de P é m e sua ordenada é n. Da mesma forma, qualquer ponto do plano cartesiano está associado a um único par ordenado. Existe uma relação biunívoca entre os pontos do plano e os números da reta real. O método usado em ℝ2 deve-se ao matemático francês René Descartes (1596 – 1650) a quem é atribuída a criação da geometria analítica em 1637. FUNÇÃO DE UMA VARIÁVEL REAL A VALORES REAIS Entende-se por função f uma terna (𝐴, 𝐵, 𝑎 → 𝑏) Onde A e B são dois conjuntos e 𝑎 → 𝑏, uma regra que nos permite associar a cada elemento a de A um único b de B. o conjunto A é o domínio de f e indica-se por 𝐷𝑓 , assim, 𝐴 = 𝐷𝑓 . O conjunto B é o contradomínio de f. o único b de B associado ao elemento a de A é indicado por f(a) leia-se: f de a; diremos que f(a) é o valor que f assume em a ou que f(a) é o valor que f associa a a. Uma função f de domínio A e contradomínio B é usualmente indicado por 𝑓: 𝐴 → 𝐵. Leia-se f de A em B. Uma função de variável real a valores reais é uma função 𝑓: 𝐴 → 𝐵, onde A e B são subconjuntos de IR. Até menção em contrário, só trataremos com funções de uma variável real a valores reais. DOMÍNIO, CONTRADOMÍNIO E IMAGEM DE FUNÇÃO Domínio de uma função é o valor que atribuímos a x. No diagrama, o domínio é o conjunto A e representa-se: Domínio; 𝐴 = (𝑥1, 𝑥2, 𝑥3) Contradomínio: 𝐵 = (𝑦1, 𝑦2, 𝑦3 , 𝑦4, 𝑦5) Imagem 𝐼 = (𝑦1, 𝑦2, 𝑦3) GRÁFICO: Seja 𝑓: 𝐴 → 𝐵 uma função. O conjunto 𝑮𝒇 = {𝒙, 𝒇(𝒙)/𝒙 ∈ 𝑨} Denomina-se gráfico de 𝑓. Assim, o gráfico de 𝑓 é um subconjunto do conjunto de todos os pares ordenados (x,y) de números reais. Munindo-se o plano de um sistema ortogonal de coordenadas cartesianas, o gráfico de 𝑓 pode então ser pensado como o lugar geométrico descrito pelo ponto (𝑥, 𝑓(𝑥)) quando x percorre o domínio de 𝑓. FUNÇÃO CRESCENTE E FUNÇÃO DECRESCENTE FUNÇÃO CRESCENTE: )()(,, 121221 xfxfxxIRxx FUNÇÃO DECRESCENTE: )()(,, 121221 xfxfxxIRxx FUNÇÃO INJETORA, SOBREJETORA E BIJETORA FUNÇÃO INJETORA: uma função é injetora se para cada dois elementos distintos do domínio temos duas imagens diferentes no contradomínio: )()( 2121 xfxfxx FUNÇÃO SOBREJETORA: uma função é sobrejetora quando seu conjunto imagem é o próprio contradomínio. (não sobram elementos no contradomínio) FUNÇÃO BIJETORA: Funções bijetoras são funções que são simultaneamente injetora e sobrejetora. FUNÇÃO INVERSA: Toda função bijetora possui a sua inversa, ou seja, se f é uma aplicação de A em B, sua inversa será a aplicação de B em A, conforme mostra o diagrama: Conforme mostra o diagrama, concluímos que f(x1) = y1; f(x2) = y2; f(x3) = y3 . Assim, a função inversa de f será ABf :1 . Daí temos: f(y1) = x1; f(y2) = x2; f(y3) = x3 Representação: f -1 FUNÇÃO COMPOSTA: Considere duas funções f e g tal que BAf : e CBg : , conforme mostra o diagrama: Queremos determinar uma única função CAh : que realize as mesmas operações que f e g. Esta função deve levar um elemento do conjunto A diretamente para C, sem passar por B. A função h, assim determinada, será chamada de função composta Notação: h(x) = gof(x) = g(f(x)). Tecnicamente, para determinar a função composta g(f(x)), devemos, na função g, substituir x pela função f(x) e resolver as operações necessárias. Exemplo: Seja a função f(x) = x + 1 e g(x) = 2x, ambas funções de IRIR , determinar h(x) = gof(x) Solução: 22))(()1(2)(2))((.2)( xxfgxxfxfgxxg Exercícios 1. Nos gráficos a seguir, indique se a função dada é injetora, sobrejetora ou bijetora. Considere IRIRf : 2. Determinar a função inversa nos casos abaixo, sendo . IRIRf : a) f(x) = 6x + 2 b) f(x) = x3 – 1 c) x x y 2 1 d) f(x) = 5x – 1 e) f(x) = x3 – 4 f) 3 12 )( x xf g) f(x) = 1/x h) x x xf 1 2 )( i) 3 1 )( x xf 3. Dadas as funções definidas de 1)(,1 3 )(,5)(: 2 xxh x xgxxfIRIR . Determine: a) fog(x) b) foh(x) c) goh(x) d) gof(x) e) hof(x) f) hog(x) FUNÇÃO LINEAR: Uma função 𝑓: 𝐼𝑅 → 𝐼𝑅 dada por 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥, a constante, denomina-se função linear, seu gráfico é a reta que passa pelos pontos (0,0) e (1,a) FUNÇÃO AFIM ou FUNÇÃO DO 1º GRAU Definição: Chama-se função do 1° grau a função 𝑓: 𝐼𝑅 → 𝐼𝑅 definida por 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 , com a e b constantes e 𝑎 ≠ 0. O é uma reta que passa pelo ponto (o,b) e é paralela à reta gráfico de f , onde : a - é o coeficiente angular da reta e determina a sua inclinação b – é o coeficiente linear da reta e determina a interseção da reta com o eixo 0y (ponto onde a reta corta o eixo y) Gráfico: a representação geométrica da função do 1° grau é uma reta, portanto, para determinar o gráfico é necessário obter dois pontos desta reta. Em particular, procuraremos os pontos em que a reta corta os eixos 0x e 0y Função Crescente: se a é um número positivo (a > 0) Função Decrescente: se a é um número positivo (a < 0) FUNÇÃO CONSTANTE: Seja 𝑓: 𝐼𝑅 → 𝐼𝑅uma função tal que f(x) = h, onde ℎ ∈ 𝐼𝑅. Dizemos que f é uma função constante. O gráfico de uma função constante é uma reta horizontal passando pelo ponto (0,h). O conjunto imagem é {h} Em resumo, teremos: a :Coeficiente angular (responsável pela declividade da reta a > 0 – função crescente a < 0 – função decrescente b : ponto onde a reta intercepta o eixo Y FUNÇÃO POLINOMIAL: Uma função 𝑓: 𝐼𝑅 → 𝐼𝑅 dada por 𝑓(𝑥) = 𝑎0𝑥 𝑛 + 𝑎1𝑥 𝑛 −1 + 𝑎2𝑥 𝑛−2 + ⋯ + 𝑎𝑛−1 𝑥 + 𝑎𝑛 Onde 𝑎0 ≠ 0 𝑎1, 𝑎2, … 𝑎𝑛 são numero reais fixos FUNÇÃO RACIONAL Uma função racional f é dada por 𝑓(𝑥) = 𝑝(𝑥) 𝑞(𝑥) Onde p e q são duas funções polinomiais. O domínio de f é o conjunto: 𝑥 ∈ 𝐼𝑅 / 𝑞(𝑥) ≠ 0 UM POUCO DE ANALÍTICA PONTO MÉDIO PONTO MÉDIO: M = (xm , ym), 2 2 ba m ba m yy y xx x DISTÂNCIA ENTRE DOIS PONTOS: Relembrando: Teorema de Pitágoras CONDIÇÃO DE ALINHAMENTO ENTRE TRÊS PONTOS: Dados três pontos A(x1,y1), B(x2,y2), C(x3,y3), A, B e C estão alinhados, se somente se: Ou 0 ABA ABA yyyy xxxx D Caso contrário, tais pontos formam um triângulo EQUAÇÃO GERAL DA RETA: Equação da Reta que passa por dois pontos A=(xa, ya) e B=(xb, yb): 0 1 1 1 bb aa yx yx yx ou 0 aba aba yyyyxxxx 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 + 𝑐 = 0 00 boua EQUAÇÃO REDUZIDA DA RETA: Da equação geral temos que ax + by + c = 0, daí by = – ax – c b c b ax ycaxby , chamando m b a e n b c , teremos a equação reduzida da reta: m – coeficiente angular n – coeficiente linear COEFICIENTE ANGULAR: Chamando mtg , temos: 22 )()( ABAB yyxxd 0 1 1 1 33 22 11 yx yx yx D nmxy b a m x y xx yy mmtg ab ab Equação da reta dado o seu coeficiente angular: Dado o ponto 𝑷(𝒙𝟎, 𝒚𝟎) e o coeficiente angular m, temos 𝑦 − 𝑦0 = 𝑚(𝑥 − 𝑥0) Exemplo: encontre a equação da reta que passa pelo ponto (2,5) e tem como coeficiente angular m = 1/2 Solução: 𝑦 − 𝑦0 = 𝑚(𝑥 − 𝑥0) 𝑦 − 5 = 1 2 (𝑥 − 2) ⟹ 𝑦 − 5 = 𝑥 2 − 1 ∴ 𝑦 = 𝑥 2 + 4 POSIÇÕES RELATIVAS ENTRE DUAS RETAS: Dadas as retas 𝑟 → 𝑦 = 𝑚𝑟𝑥 + 𝑏 𝑒 𝑠 → 𝑦 = 𝑚𝑠𝑥 + 𝑐 Temos: PARALELAS 𝑟//𝑠 ⟺ { 𝑚𝑟 = 𝑚𝑠 𝑏 ≠ 𝑐 PERPENDICULARES 𝑟 ⊥ 𝑠 ⟺ 𝑚𝑟 . 𝑚𝑠 = −1 COINCIDENTES 𝑟 = 𝑠 ⟺ { 𝑚𝑟 = 𝑚𝑠 𝑏 = 𝑐 CONCORRENTES { 𝑚𝑟 ≠ 𝑚𝑠 𝑏 ≠ 𝑐 Exercícios de aplicação: 1. Construa o gráfico das funções abaixo: a) y = 3x –1 b) y = - 4x +3 c) 4 3 2 xy d) f(x) = 5x e) 4 1 2 3 )( xxf f) f(x) = -x 2. Obter a equação da reta que passa pelos pontos Q(4,3) e R(0,7); 3. Esboce o gráfico de 𝑓(𝑥) = |𝑥 − 1| + 2 4. Simplifique 𝑓(𝑥) = 𝑓(𝑥)− 𝑓(𝑝) 𝑥−𝑝 ( 𝑥 ≠ 𝑝), sendo dados: a) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 𝑒 𝑝 = 1 R: x + 1 b) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 𝑒 𝑝 = −1 R: x – 1 c) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 𝑒 𝑝 𝑞𝑢𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒𝑟 R: x + p d) 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1 𝑒 𝑝 = 2 R: 2 e) 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1 𝑒 𝑝 = −1 R: 2 f) 𝑓(𝑥) = 5 𝑒 𝑝 = 2 R: 0 g) 𝑓(𝑥) = 𝑥3 𝑒 𝑝 = 2 R: 𝑥2 + 2𝑥 + 4 h) 𝑓(𝑥) = 𝑥3 𝑒 𝑝 = −2 R: 𝑥2 − 2𝑥 + 4 i) 𝑓(𝑥) = 𝑥3 𝑒 𝑝 𝑞𝑢𝑎𝑙𝑞𝑢𝑒𝑟 R: 𝑥2 + 𝑝𝑥 + 𝑝2 j) 𝑓(𝑥) = 1 𝑥 𝑒 𝑝 = 1 R: − 1 𝑥 5. Simplifique 𝑓(𝑥) = 𝑓(𝑥+ℎ)− 𝑓(𝑥) ℎ ( ℎ ≠ 0), sendo f(x) igual a: a) 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1 R: 2 b) 𝑓(𝑥) = 3𝑥 − 8 R: 3 c) 𝑓(𝑥) = −2𝑥 + 4 R: - 2 d) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 R:2x + h e) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 3𝑥 R: 2x + 3 + h f) 𝑓(𝑥) = −𝑥2 + 5 R: - 2x – h g) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 2𝑥 R:2x -2 + h h) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 2𝑥 + 3 R: 2x -2 + h i) 𝑓(𝑥) = −2𝑥2 + 3 R: -4x -2h j) 𝑓(𝑥) = 2𝑥2 + 𝑥 + 1 R: 4x + 1 + 2h k) 𝑓(𝑥) = 𝑥3 R:3𝑥3 + 3𝑥ℎ + ℎ2 6. Determine o domínio das funções abaixo: a) 𝑓(𝑥) = −2 b) 𝑓(𝑥) = 3𝑥 c) 𝑓(𝑥) = 1 𝑥−1 d) 𝑓(𝑥) = 𝑥 𝑥+2 e) 𝑓(𝑥) = 𝑥+1 2𝑥−6 f) 𝑓(𝑥) = 𝑥 𝑥2−1 g) 𝑓(𝑥) = 2𝑥 𝑥2+1 h) 𝑓(𝑥) = √𝑥 + 2 i) 𝑓(𝑥) = √2𝑥 + 1 j) 𝑓(𝑥) = 𝑥+1 𝑥2+𝑥 k) 9 )( x x xf l) 𝑓(𝑥) = 1 𝑥+3 + 1 𝑥2−9 m) 3 1 4 1 )( xx xf n) 𝑓(𝑥) = |𝑥 − 1| o) 𝑓(𝑥) = { 𝑥 𝑠𝑒 𝑥 ≤ 2 3 𝑠𝑒 𝑥 > 2 p) 𝑓(𝑥) = |𝑥| 𝑥 q) 𝑓(𝑥) = √ 𝑥−1 𝑥+1 r) 𝑓(𝑥) = √ 2𝑥−1 1−3𝑥 7. (FMJ-SP) Sabe-se que os pontos (-1,3) e (2,0) pertencem ao gráfico da função f, afim, dada por f(x) = ax + b, com a e b constantes reais, é correto afirmar que: a) O gráfico de f passa pela origem; b) f é crescente c) f(-2) = 0 d) a + b = - 1 e) f(0) > 0 8. Se os pontos de coordenadas (-3,5) e (1,1) pertencem ao gráfico da função afim f(x) = ax + b, então: R: a a) f(x) > 0 para x < 2 b) f(x) < 0 para x < 2 c) f(x) > 0 para x > 3 d) f(x) = 0 para x = - 2 e) f(x) = 0 para x = 3 9. O preço a pagar por uma corrida de táxi depende da distância percorrida. A tarifa y é composta de duas partes: uma parte fixa denominada bandeirada e uma variável que depende do número de x de quilômetros rodados. Suponha que a bandeirada esteja custando R$ 2,80 e o quilômetro rodado R$ 0,80: a) Exprima y em função de x; b) Quanto se pagará por uma corrida em que o táxi rodou 15 km? 10. Calcule em cada caso a distância entre os pontos A e B: a) A(-2,3) e B(3,2) b) A(0,1) e B(-10,8) c) A(0,0) e B(5,5) ] 11. Obter a equação da reta dada pelos pontos: a) A(-2,3) e B(3,2) b) A(0,1) e B(-10,8) c) A(0,0) e B(5,5) 12. Determine o coeficiente angular das retas que passam pelos pontos A e B, nos seguinte casos abaixo; a) A((-1,4) e B(3,2) b) A(3,4) e B(-2,3) c) A(2,4) e B( -2,5) 13. Você aprendeu em geometria analítica que 𝑦 − 𝑦0 = 𝑚(𝑥 − 𝑥0) é a equação da reta que passa pelo ponto (𝑥0, 𝑦0) e que tem coeficiente angular m. Determine a equação da reta que passa pelo ponto dado e tem coeficiente angular m dado: a) (1,2) e m = 1 b) (0,3) e m = 2 c) (-1, - 2) e m = -3 d) (2, - 1) e m = - 1/2 14. Determine a para que a reta dada seja paralela: a) 𝑦 = 𝑎𝑥 𝑒 𝑦 = 3𝑥 − 1 b) 𝑦 = (𝑎 + 1)𝑥 + 1 𝑒 𝑦 = 𝑥 c) 𝑦 = 2𝑥+1 3 𝑒 𝑦 = 2𝑎𝑥 + 1 d) 𝑦 = −𝑥 𝑒 𝑦 = 3𝑎𝑥 + 4 e) 𝑦 = 2𝑥 + 𝑦 𝑒 𝑦 = 2𝑥 + 2 15. Determine a equação da reta que passa pelo ponto dado e que seja paralela à reta dada. a) 𝑦 = 2𝑥 + 3 𝑒 (1,3) b) 𝑦 = 2𝑥 + 3𝑦 𝑒 (0,1) c) 𝑥 − 𝑦 = 2 𝑒 (−1,2) d) 2𝑥 + 3𝑦 = 1 𝑒 (0,1) 16. Determine a equação da reta que passa pelo ponto dado e que seja perpendicular à reta dada: a) 𝑦 = 𝑥 𝑒 (1,2) b) 𝑦 = 3𝑥 + 2 𝑒 (0,0) c) 𝑦 = −3𝑥 + 1 𝑒 (−1,1) d) 2𝑥 + 3𝑦 = 1 𝑒 (1,1) 17. Um móvel desloca-se (em movimento retilíneo) de (0,0) a (x,10)m com uma velocidade constante de 1m/s; em seguida, de (x,10) a (30,10) (em movimento retilíneo) com velocidade constante de 2m/s. Expresse o tempo total T(x), gasto no percurso, em função de x. (suponha que a unidade adotada no sistema seja o metro) 18. Na fabricação de uma caixa, de forma cilíndrica, e volume 1m3, utilizam-se, nas laterais e no fundo, um material que custa $ 1000 o metro quadrado e na tampa um outro que custa $ 2000 o metro quadrado. Expresse o custo C do material utilizado, em função do raio r da base. ESTUDO DA CIRCUNFERÊNCIA EQUAÇÃO DA CIRCUNFERÊNCIA (I) Equação reduzida da circunferência de centro C=(xc, yc) e raio r: (𝑥 − 𝑎)2 + (𝑦 − 𝑏)2 = 𝑟2 (II) Equação geral da circunferência de centro C = (a,b) e raio r: 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑎𝑥 − 2𝑏𝑦 + 𝑎2 + 𝑥2 − 𝑟2 = 0 19. Determine a equação de uma circunferência com centro no ponto (-3; 1) e raio 3; R: 𝒙𝟐 + 𝒚𝟐 − 𝟔𝒙 − 𝟐𝒚 + 𝟏 = 𝟎 20. Dê as coordenadas do centro e a raio das circunferências representadas pelas equações: a) (𝒙 + 𝟐)𝟐 + (𝒚 + 𝟔)𝟐 = 𝟓 R: C(-2; -6) e r = √𝟓 b) 𝒙𝟐 + (𝒚 − 𝟒)𝟐 = 𝟏 R: C(0;4) e r = 1 21. As seguintes equações representam circunferências; determine as coordenadas do centro e o raio em cada caso: a) 𝒙𝟐 + 𝒚𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟖𝒚 + 𝟓 = 𝟎 R: C(3; -4) e r = √𝟐𝟎 b) 𝒙𝟐 + 𝒚𝟐 − 𝟒𝒚 = 𝟎 R: (0;2) e r = 2 FUNÇÕES EXPONECIAIS E LOGARITMOS Resumo teórico e lista de exercícios Definição: São equações que apresentam a variável no expoente. Exemplos:93 x 833 23 x As equações exponenciais podem ser classificadas em dois tipos: Simples: apresentam somente dois termos: 93 x Composta: apresentam mais de dois termos: 833 2 xx Equações Compostas : Neste caso, devemos tomar iguais todas as potencias que tiverem a variável no expoente e em seguida trocaremos de variável. Exemplo: 32x –10.3x + 9 = 0, chamaremos 3x = y, o que implica y2 – 10y + 9 = 0, chegamos então em uma equação do segundo grau, com y` = 9 e y`` = 1. Como y = 3x, encontramos x = 0 e x = 2 FUNCOES EXPONENCIAIS: É toda função da forma: xaxf )( com 0a 1a , IRx Classificação: Crescente: a > 1 Decrescente 0 < a < 1 Gráfico: é uma curva PROPRIEDADE DAS POTENCIAS 1. 10 a 2. aa 1 3. nmnm aaa . 4. nm n m a a a 5. nmnm aa . 6. mmm baba .. 7. m mm b a b a 8. m m a a 1 9. mm a b b a PROPRIEDADES DE RADICIAÇÃO I - n m n m aa II - nnn baba .. III - n n n b a b a IV - n ppn aa Equações exponenciais (exercícios de aplicação) 1. 82 x 2. 813 x R: 4 3. 12 32 x R: 3/2 4. 8 27 3 2 5 x R: - 3/5 5. 12 65 2 xx R: 2 ; 3 6. 202.5 13 x R: 1 7. 06255 2 x R: -2 ; 2 8. 124 816 xx R: 13/2 9. x273 R: 1/6 10. A solucão da equacão 122 1 16 x é: a) 1/6 b) 6 c) –6 d) –3/2 11. 52 2 10 10 10 x x R: 3 12. 5 11 512128.2 xxx R:14/31 13. 0164 21 x R: -3 14. 4 4 33 4 648 x R: 1 15. xxx aaa 233 2 . R: 5/7 16. 22 2. xaxa xbxa xb ccc R: 1/a+b 17. 0255 3 12 x R: 5/6 Composta 18. 2422 1 xx R: 3 19. 5622 14 xx R: 2 20. 854444 321 xxxx R: 3 FUNÇÕES EXPONÊNCIAIS (EXERCÍCIOS) 1. As pesquisas de um antropólogo revelaram que as populações indígenas das reservas Parakanã e Assurini variam de acordo com as funções f(t)=2t+2+75 e g(t)=2t+1+139, respectivamente, em que t é o tempo, em anos, e f(t) e g(t) representam o número de indivíduos dessas reservas, respectivamente. Assim podemos afirmar que as duas reservas terão op mesmo número de habitantes daqui a: a) 2 décadas b) 25 anos c) 3 décadas d) 32 anos e) 45 anos 2. (UEPA) A temperatura interna de uma geladeira ( se ela não for aberta) segue a lei T(t) = 25.(0,8)t onde t é o tempo, em minutos, em que permanece ligada e T é a temperatura, em graus Celsius. Qual é a média aritmética entre a temperatura interna da geladeira no instante em que foi ligada e dois minutos depois que começou a funcionar? a) 25°C b) 16°C c) 21,5°C d) 20,5°C e) 41,2°C 3. (FMJ-SP) O número de bactérias de uma cultura, t horas após o início de certo experimento, é dado pela expressão N(t) = 1 200.2 0,4t. Nessas condições, quanto tempo após o início do experimento a cultura terá 38 400 bactérias? 4. Um automóvel desvaloriza-se à taxa de 25% ao ano. Qual o percentual de desvalorização sofrido por um automóvel comprado 5 anos atrás? 5. Numa determinada cultura há 200 bactérias em condições ideais. A cada duas horas a quantia dobra. Determine o número de bactérias 12 horas após o início do estudo; 6. Um grupo de estudantes observa uma cultura de bactérias. A cada cinco horas a quantia de bactérias triplica. O número de bactérias 15 horas após a primeira observação era de 8 100. Qual a quantidade inicial de bactérias nesse experimento? LOGARITMO Conceito algébrico: Dados dois números reais a e b com 10 a e 0b . Chamamos de logaritmo de “b” na base “a” ao expoente que se deve elevar “a” para se obter “b”. Assim, teremos: Onde: b : Logaritmando ou antilogaritmo a : Base x : Logaritmo Com 10;0 ab Exemplo: Calcule 16 2log Solução: 4162log162 xx x PROPRIEDADES: 1 - 0log 1 a 2 - 1log a a 3 - c a b a cb a logloglog . 4 - c a b a cb a logloglog / 5 - b a b a m m loglog 6 - a c b cb a log log log 7 - a b b a log 1 log 8 - b ab a m m log. log 9 - ba b a log 10 - a b a b n n log 1 log SISTEMAS DE LOGARITMOS Sistemas de logaritmos é um conjunto formado por todos os logaritmos expressos numa mesma base. Exemplo: todos os logaritmos de base 2, formam o sistema de base 2 SISTEMAS DE LOGARITMOS DECIMAIS: é o sistema de base 10, também chamado de logaritmos comuns, ou Vulgares ou Biggs (*). Quando escrevemos logx, sem identificar a base, entendemos xlo10 (os logaritmos decimais são determinados com o auxílio de Tábuas de logaritmo) Temos três logaritmos decimais muitos importantes, são: 1 - 3010,02loglog 210 2 - 4771,03loglog310 3 - 6990,04loglog 410 SISTEMA DE LOGARITMO NEPERIANO: é o sistema onde a base de logaritmos é o número irracional e = 2,718 ... Esses logaritmos também são chamados de logaritmos naturais. Indica-se em geral, com um dos símbolos abaixo: lxxxxe ,lg,ln,log Obs: lembrar que 𝑙𝑛𝑦 = 𝑘 ⇒ 𝑦 = 𝑒𝑘 Sendo 𝑙𝑛𝑦 = ln 𝑥 + 𝑘 ⇒ 𝑦 = 𝑒𝑙𝑛𝑥+𝑘 = 𝑒𝑙𝑛𝑥. 𝑒𝑘 𝑒𝑙𝑛𝑥 = 𝑒𝑙𝑜𝑔𝑒 𝑥 = 𝑥, 𝑝𝑜𝑖𝑠 𝑎𝑙𝑜𝑔𝑎 𝑥 = 𝑥 FUNÇÃO LOGARITMO x axf log)( GRÁFICO: bax xba log Exercícios Logaritmos: 1. Calcule os logaritmos abaixo: a) 32 2log b) 64 2log c g) 9/1 3log d) 4 8 2 log 2. Determinada grandeza (A) varia em função do tempo (t), em meses, de acordo com a expressão: )1( 2log tA . Pergunta- se: a. Qual é a quantidade inicial da grandeza (A)? b. Qual é a quantidade de (A) após 15 dias? c. Depois de quanto tempo (A) será igual a 100? 3. O volume de um líquido volátil diminui de 20 % por hora. Após um tempo t, seu volume se reduz à metade. O valor que mais se aproxima de t é: Dado log2 = 0,30; a) 2h , 30min b) 2h c) 3h d) 3h, 24 min e) 4h 4. Ao aplicar a juro composto um capital C durante t meses à taxa i por unidade de tempo, obtém-se o montante M ao final da aplicação. A fórmula pára o cálculo é M = C . ( 1+i )t. Determine durante quanto tempo o capital R$ 10.000,00 esteve aplicado à taxa de juro composto de 5% ao mês, gerando o montante de R$ 13.400,00. (Dado: log1,34=0,12 e log1,5=0,02). a) 6 meses c) 9 meses e) 12 meses b) 8 meses d) 10 meses 5. A temperatura interna de uma geladeira (se ela não for aberta) segue a Lei T(t ) = 25 . (0,8)t, t é o tempo (em minutos) em que permanece ligada e T é a temperatura (em graus Celsius). Qual a temperatura interna da geladeira no instante em que ela foi ligada? a) 10°C c) 15°C e) 20°C b) 25°C d) 30° 6. Um cartão de crédito cobra juros de 9% a.m. sobre o saldo devedor. Um usuário desse catão tem um saldodevedor de R$ 505,00. Em quanto tempo essa dívida chegará a R$ 600,00 se não for paga? Dados: log2 = 0,3; log3 = 0,48; log1,01 = 0,04; log1,09 = 0,038) R: 2 meses 7. Em quantos anos 500g de uma certa substância radioativa que se desintegra a uma taxa de 3% ao ano, se reduza a 100g? (Use Q = Q0.e – r t , em que Q é a massa da substância, r ´e a taxa e t é o tempo em anos. Dado: ln5 = 1,6094) R: 53,6 8. Na América latina, a população cresce a uma taxa de 3% ao ano, aproximadamente. Em quantos anos sua população vai dobrar se a taxa de crescimento continuar constante? (dado: log2 0,30103; log1,03 = 0,01284) R: 23 FUNÇÃO TRIGONOMÉTRICA 1- Determine o período, a imagem e esboce o gráfico de um período completo das funções abaixo: c) 𝑦 = 𝑠𝑒𝑛𝑥 d) 𝑦 = 2𝑠𝑒𝑛𝑥 e) 𝑓(𝑥) = −𝑠𝑒𝑛𝑥 f) 𝑓(𝑥) = −2 𝑠𝑒𝑛𝑥 g) 𝑓(𝑥) = |− 𝑠𝑒𝑛𝑥| h) 𝑓(𝑥) = 1 + 𝑠𝑒𝑛𝑥 i) 𝑓(𝑥) = −2 + 3𝑠𝑒𝑛𝑥 j) 𝑓(𝑥) = |2 + 3𝑠𝑒𝑛𝑥| k) 𝑓(𝑥) = 5 + 𝑠𝑒𝑛𝑥 l) 𝑓(𝑥) = 3 + 5𝑠𝑒𝑛𝑥 m) 𝑓(𝑥) = 𝑠𝑒𝑛2𝑥 n) 𝑓(𝑥) = −𝑠𝑒𝑛4𝑥 o) 𝑓(𝑥) = 𝑠𝑒𝑛 𝑥 2 p) 𝑓(𝑥) = −𝑠𝑒𝑛 𝑥 4 q) 𝑓(𝑥) = |1 + 3𝑠𝑒𝑛 𝑥 2 | r) 𝑓(𝑥) = 𝑠𝑒𝑛 (𝑥 − 𝜋 2 ) s) 𝑓(𝑥) = 4 + 2𝑠𝑒𝑛 ( 𝑥 2 − 𝜋 2 ) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Cálculo vol 1, UERJ, Mauricio Vilches, Maria Correa Fundamentos da matemática elementar, volume 1, gelson iezzi, carlos \murakami, 3º edição Guidorizzi, Hamilton Luiz; Um curso de Cálculo, Vol. 1; 5ª ed Leithold Louis, O cálculo com Geometria Analítica, vol.1 3º ed.
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