UFMG; Cálculo 1; Prova 2 – 2019.1; Exercício 2
2) Esboce o gráfico de
Considerando: domínio, interseções com os eixos, limites necessários, regiões de crescimento e decrescimento, máximos e mínimos, regiões de concavidade e pontos de inflexão.
Passo 1
Faaaaala, galerinha! Tudo certinho com vocês? Bora lá resolver mais uma questão!!
Nesse exercício criaremos o gráfico da função , certo?
Como o próprio exercício sugere, vamos seguindo as considerações e encontraremos o gráfico sem dificuldade. Ou seja, vamos definir o domínio, interseções, limites e todo o resto seguindo a própria ordem proposta no exercício.
Então bora trabalhar?
Passo 2
Começando pelo domínio.
Como a função possui , precisamos observar o seguinte:
Essa é uma função definida no intervalo , lembrando que zero não está no intervalo. Portanto não há valores negativos possíveis assim como o zero.
Portanto o domínio é:
Passo 3
Nesse passo, falaremos sobre a interseção com o eixo .
Mais uma vez, observaremos a função :
Essa função tem valores negativos no intervalo , lembrando que esse intervalo não engloba , já que .
Levando esse intervalo em conta, vamos pegar dois valores bem próximos dos limites e ver o que acontece com nossa função:
Primeiro, :
Concluímos que o gráfico corta o eixo a primeira vez em uma região bem próxima de e assume valores de negativo.
Agora, :
Concluímos que o gráfico corta o eixo pela segunda vez em uma região onde .
Passo 4
O próximo item é o limite. Olhando para o nosso domínio, vemos o infinito positivo para a direita e intervalo aberto em a esquerda. Esse intervalo aberto em é um ponto possível de assíntota. Vamos verificar?
Esse limite pela direita é uma assíntota vertical no nosso gráfico. Essa informação é importantíssima para a construção do gráfico.
Passo 5
Encontraremos agora o ponto de máxima/mínima.
Para isso, precisamos derivar a função:
Obs.: Derivamos utilizando pela regra da cadeia.
Agora, vamos igualar essa derivada a :
Essa é a coordenada do ponto que estamos procurando.
Aplicando na função original:
Pronto, conhecemos o ponto:
Para sabermos se é de máxima ou de mínimo, vamos avaliar a segunda derivada de :
Como a segunda derivada retornou um valor positivo, esse ponto é de mínimo.
Passo 6
Agora que temos todas essas informações, podemos traçar o gráfico:
Ufa! Terminamos!
Pra essa questão é isso pessoal! Bora pra mais uma?
Resposta
Resposta no desenvolvimento do exercício.