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Seja f uma função definida por f(x) = 2x3 − √(x2 + 3x).
Determine o domı́nio de f.
Verifique que f é cont́ınua em [0,+∞).
Mostre que 1 a única raiz de f em (0,+∞), que f(2) > 0 e que f(1/2) < 0.
Conclua que f(x) > 0 em (1,+∞) e que f(x) < 0 em (0, 1).

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Exercícios Para o Conhecimento

há 2 anos

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ano passado

Vamos resolver a questão passo a passo. 1. Domínio de f: A função \( f(x) = 2x^3 - \sqrt{x^2 + 3x} \) é definida quando a expressão dentro da raiz é não negativa. Portanto, precisamos resolver a inequação: \[ x^2 + 3x \geq 0 \] Fatorando, temos: \[ x(x + 3) \geq 0 \] As raízes são \( x = 0 \) e \( x = -3 \). Analisando os sinais, o domínio de \( f \) é \( (-\infty, -3] \cup [0, +\infty) \). 2. Continuidade em [0, +∞): A função \( f(x) \) é um polinômio (que é contínuo) menos uma raiz quadrada (que é contínua onde está definida). Como a raiz quadrada está definida e contínua em \( [0, +\infty) \), podemos concluir que \( f \) é contínua em \( [0, +\infty) \). 3. Raízes da função: Para mostrar que \( 1 \) é a única raiz de \( f \) em \( (0, +\infty) \), precisamos verificar \( f(1) \): \[ f(1) = 2(1)^3 - \sqrt{(1)^2 + 3(1)} = 2 - \sqrt{4} = 2 - 2 = 0 \] Agora, verificamos \( f(2) \) e \( f(1/2) \): \[ f(2) = 2(2)^3 - \sqrt{(2)^2 + 3(2)} = 16 - \sqrt{10} > 0 \] \[ f(1/2) = 2(1/2)^3 - \sqrt{(1/2)^2 + 3(1/2)} = \frac{1}{4} - \sqrt{\frac{1}{4} + \frac{3}{2}} < 0 \] Como \( f(1/2) < 0 \) e \( f(2) > 0 \), e \( f \) é contínua, pelo Teorema do Valor Intermediário, existe pelo menos uma raiz em \( (1/2, 2) \), que é \( x = 1 \). 4. Sinais da função: Para \( x > 1 \), \( f(1) = 0 \) e \( f(2) > 0 \), então \( f(x) > 0 \) para \( x > 1 \). Para \( 0 < x < 1 \), como \( f(1/2) < 0 \) e \( f(1) = 0 \), temos que \( f(x) < 0 \) em \( (0, 1) \). Conclusão: O domínio de \( f \) é \( (-\infty, -3] \cup [0, +\infty) \), \( f \) é contínua em \( [0, +\infty) \), \( 1 \) é a única raiz em \( (0, +\infty) \), \( f(x) > 0 \) em \( (1, +\infty) \) e \( f(x) < 0 \) em \( (0, 1) \).

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há 2 anos

O domínio da função f é o conjunto de todos os valores de x para os quais a função está definida. No caso da função f(x) = 2x³ - √(x² + 3x), o radicando da raiz quadrada deve ser maior ou igual a zero, pois não existe raiz quadrada de número negativo. Portanto, temos: x² + 3x ≥ 0 x(x + 3) ≥ 0 Assim, o domínio de f é o conjunto de todos os valores de x que satisfazem a desigualdade acima, ou seja, x ∈ (-∞, -3] ∪ [0, +∞). Para verificar que f é contínua em [0, +∞), é necessário mostrar que ela é contínua em todo ponto do intervalo e que não possui descontinuidades nesse intervalo. A função f é uma combinação de funções contínuas, portanto, ela é contínua em todo o seu domínio, incluindo o intervalo [0, +∞). Para mostrar que 1 é a única raiz de f em (0, +∞), é necessário mostrar que f(1) = 0 e que f(x) ≠ 0 para todo x ≠ 1 em (0, +∞). Temos: f(1) = 2(1)³ - √(1² + 3(1)) = 2 - 2 = 0 Para x ≠ 1 em (0, +∞), temos: f(x) = 2x³ - √(x² + 3x) ≠ 0 Portanto, 1 é a única raiz de f em (0, +∞). Para mostrar que f(2) > 0 e f(1/2) < 0, basta substituir os valores na função: f(2) = 2(2)³ - √(2² + 3(2)) = 16 - √16 = 16 - 4 = 12 > 0 f(1/2) = 2(1/2)³ - √((1/2)² + 3(1/2)) = 1/4 - √(1/4 + 3/2) = 1/4 - √7/4 < 0 Portanto, f(x) > 0 em (1, +∞) e f(x) < 0 em (0, 1).

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