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FUNÇÃO QUADRÁTICA PONTO MÁXIMO E MÍNIMO Problema A trajetória da bola, num chute a gol, descreve uma parábola. Supondo que sua altura ℎ, em metros, 𝑡 segundos após o chute, seja dada por ℎ = −𝑡2 + 6𝑡, determine: a) Em que instante a bola atinge a altura máxima? b)Qual é a altura máxima atingida pela bola? Solução do Problema Bom, para resolver o problema devemos ter conhecimento sobre o valor máximo de uma função quadrática. As coordenadas do vértice da parábola são dadas por: Revisão 𝒚𝒗= −∆ 𝟒𝒂 𝒙𝒗 = −𝒃 𝟐𝒂 Solução: Passo 1: Vamos calcular o ∆: Os Coeficientes são: a= 1, b= -4 e c=0 ∆= b²-4.a.c ∆= (-4)² - 4.1.0 ∆= 16 - 0 ∆= 16 Passo 2: Calcular o vértice da função: Exemplo 1: Determine o vértice, os zeros e o valor máximo (ou mínimo) da parábola dada pela função 𝑓 𝑥 = 𝑥2 − 4𝑥 e construa seu gráfico. − −𝟒 𝟐 𝟏 = 𝟒 𝟐 =2 𝒚𝒗 = −∆ 𝟒𝒂 = −𝟏𝟔 𝟒 𝟏 = −𝟏𝟔 𝟒 =−𝟒 𝒙𝒗 = −𝒃 𝟐𝒂 = x=0 ou x=4 O valor mínimo da função: -4 𝒙 𝒙 − 𝟒 = 𝟎 𝐱𝟐 − 𝟒𝒙 = 𝟎 Como temos um produto resultando em zero, significa que: Passo 3:Calcular as raízes x=0 ou x - 4=0 Passo 4: Desenhe o gráfico: E daí, temos que essa função assume valor mínimo, visto que a parábola tem concavidade voltada para cima. Vamos colocar o x em evidência Definição: Dada a função quadrática 𝒇 𝒙 = 𝒂𝒙𝟐 + 𝒃𝒙 + 𝒄 Definição de Máximo e Mínimo Quando 𝒂 < 𝟎, a parábola tem concavidade volta para baixo e, o 𝑉 = 𝑥𝑣 , 𝑦𝑣 é ponto máximo de f; o 𝒚𝒗= −∆ 𝟒𝒂 corresponde ao valor máximo de f; o O conjunto imagem é 𝐼𝑚 𝑓 = [ −∆ 𝟒𝒂 , +∞). Quando a 𝒂 > 𝟎 , a parábola tem concavidade voltada para cima e, o 𝑉 = 𝑥𝑣 , 𝑦𝑣 é ponto mínimo de f; o 𝒚𝒗= −∆ 𝟒𝒂 corresponde ao valor mínimo de f; o O conjunto imagem é 𝐼𝑚 𝑓 = −∞, −∆ 𝟒𝒂 . Voltando ao exemplo anterior, temos que, 𝑰𝒎 𝒇 = −∞, −∆ 𝟒𝒂 Observe no gráfico: 𝑰𝒎 𝒇 = −∞,−𝟒 A trajetória da bola, num chute a gol, descreve uma parábola. Supondo que sua altura 𝒉, em metros, 𝒕 segundos após o chute, seja dada por 𝒉 = −𝒕𝟐 + 𝟔𝒕 , determine: a) Em que instante a bola atinge a altura máxima? b) Qual é a altura máxima atingida pela bola? t’ t’’ ---------𝒚𝒗 | | | Retomando o problema inicial: 𝒙𝒗 Informações retiradas do enunciado da questão: 𝒙𝒗 = −𝒃 𝟐𝒂 = Solução do Problema inicial 𝒚𝒗 = −∆ 𝟒𝒂 = (−𝟔) 𝟐 −𝟏 = 3s Logo a bola atinge altura máxima de 3 segundos após o chute. Passo 1: Calcular o ∆. 𝒉 = −𝒕𝟐 + 𝟔𝒕 ∆= b²-4.a.c ∆= (6)² - 4.(-1).0 ∆= 36 - 0 ∆= 36 Os Coeficientes são: a= -1, b= 6 e c=0 Passo 2: Calcular as coordenadas do vértice. −𝟑𝟔 𝟒 −𝟏 = 𝒉 = 𝟗𝒎 Outra maneira de achar a altura: 𝒉 = −𝟗 + 𝟏𝟖 Logo altura máxima é atingida pela bola é de 9 metros. 𝟗𝐦 𝒉 𝟑 = − 𝟑 𝟐 + 𝟔 𝟑 𝒉 = −𝒕𝟐 + 𝟔𝒕 Vamos para os exercícios Exercício 1 Solução Determine o valor máximo ou mínimo da função y= 𝑥2 − 3𝑥 + 2. ‘ Passo 1: Calcular o Δ Os Coeficientes são: a= 1, b= - 3 e c=2 ∆= b² − 4.a.c ∆= (− 3)² − 4.(1).2 ∆= 9 − 8 ∆= 1 Passo 2: Calcular o valor do vértice 𝒚𝒗= −∆ 𝟒𝒂 = −(𝟏) 𝟒. 𝟏 = −𝟏 𝟒 Informações que podemos tirar do enunciado da questão: • 𝒂 > 𝟎 a parábola tem concavidade voltada para cima; • 𝒚𝒗= −∆ 𝟒𝒂 corresponde ao valor mínimo de f. Logo nosso valor mínimo é −𝟏 𝟒 . Exercício 2 Solução Encontre o ponto máximo ou mínimo da função f ሶ𝒙 = 𝒙𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟖 a) Máximo (3,-1) b) Mínimo (-3,1) c) Máximo (3,1) d) Mínimo (3,1) e) Mínimo (3,-1) Passo 1: Calcular o Δ Os Coeficientes são: a= 1, b= - 6 e c=8 ∆= b² − 4.a.c ∆= (−𝟔)² − 4.(1).8 ∆= 36 −𝟑𝟐 ∆= 4 Passo 2: Calcular o vértice da função: 𝒙𝒗 = −𝐛 𝟐𝒂 = −(−𝟔) 𝟐.𝟏 = 𝟔 𝟐 =3 𝒚𝒗= −∆ 𝟒𝒂 = −𝟒 𝟒. 𝟏 = −𝟒 𝟒 =− 1 Logo o V= (3, -1). Informações que podemos tirar do enunciado da questão: • 𝒂 > 𝟎 a parábola tem concavidade voltada para cima; • 𝑉 = 𝑥𝑣, 𝑦𝑣 é ponto mínimo de f. Exercício 3 Solução (UFPE) A área máxima de um retângulo de 12m de perímetro é: x y O que é perímetro? Soma das medidas de todos os lados da figura. Revisão Formula para calcular a área de um retângulo: A= b. h Utilizando as informações que temos: x + y + x + y = 12 2x +2y = 12 (Simplificando por 2) x + y = 6 y= 6 – x Agora vamos utilizar a formula da área do retângulo A= b . h A= y. x A= (6 - x) . x A= 6x – x² y x Solução Passo 1: Calcular o ∆ Os Coeficientes são: a= - 1, b= 6 e c=0 ∆= b² − 4.a.c ∆= (𝟔)² − 4.(1).0 ∆= 36 −𝟎 ∆= 36 −𝟑𝟔 𝟒. (−𝟏) = −𝟑𝟔 −𝟒 = 9 Logo o valor da área máxima é 9 m. Passo 2: Calcular o valor do vértice da função. 𝒚𝒗= −∆ 𝟒𝒂 = IEZZI, Gelson e MURAKAMI, Carlos. Fundamentos de Matemática Elementar. Volume 1. São Paulo: Editora Atual, 2006 Referência Bibliográfica
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