Enunciado

Ache as assíntotas horizontal e vertical do gráfico de f , determinando o seguinte:

Os extremos relativos de f ;

Os pontos de inflexão do gráfico de f ;

Os intervalos em que f é crescente

Os intervalos em que f é decrescente;

Onde o gráfico é côncavo para cima;

Onde o gráfico é côncavo para baixo;

A inclinação de qualquer tangente de inflexão;

As assíntotas horizontal, vertical e oblíqua, se existirem

f x = 3 x 4 3 - 4 x

Passo 1

Vamos para as assíntotas:

Vamos começar pela assíntota horizontal.

Assíntota horizontal: fazer o limite no infinito. Ou seja,

lim x → + ∞ ⁡ f x

lim x → - ∞ ⁡ f x

Passo 2

Agora vamos aos limites.

lim x → - ∞ ⁡ f x

Vai ficar:

lim x → - ∞ ⁡ 3 x 4 3 - 4 x

Colocando x 4 3 em evidência:

lim x → - ∞ ⁡ 3 x 4 3 - 4 x = lim x → - ∞ ⁡ x 4 3 3 - 2 x 1 3 = ∞ 3 - 0 = + ∞

Então não temos assíntota horizontal desse lado.

Passo 3

Agora vamos aos limites.

lim x → + ∞ ⁡ f x

Vai ficar:

lim x → + ∞ ⁡ 3 x 4 3 - 4 x

Colocando x 4 3 em evidência:

lim x → + ∞ ⁡ 3 x 4 3 - 4 x = lim x → + ∞ ⁡ x 4 3 3 - 2 x 1 3 = ∞ 3 - 0 = + ∞

Então não temos assíntota horizontal desse lado.

Passo 4

Agora vamos para as assíntotas oblíquas. Só vamos fazer essas assíntotas se não existirem as horizontais. Elas substituem as horizontais por cada lado.

Se as assíntotas horizontais não existirem, talvez existir a oblíqua. Para isso, devemos achar os coeficientes a e b de y = a x + b que é a equação da assíntota obliqua.

De novo, por contas domínio, só vamos olhar para o x → - ∞

Para isso, devemos fazer

a = lim x → - ∞ ⁡ f ' x

Se esse valor existir, aí fazemos

b = lim x → - ∞ ⁡ f x - a x

Passo 5

Fazendo a derivada:

f ' x = 3 4 3 x 1 3 - 4 = 4 x 1 3 - 4

Agora vamos aos limites.

lim x → - ∞ ⁡ f ' x

Vai ficar:

lim x → - ∞ ⁡ 4 x 1 3 - 4 = - ∞ - 4 = - ∞

Então Não temos assíntota oblíqua desse lado.

Passo 6

Agora pelo outro lado

lim x → + ∞ ⁡ f ' x

Vai ficar:

lim x → + ∞ ⁡ 4 x 1 3 - 4 = + ∞ - 4 = + ∞

Então Não temos assíntota oblíqua desse lado.

Passo 7

Vamos para as verticais. Para isso, temos que procurar algum valor de x que faça o limite ir para . Normalmente procuramos quando o denominador da fração for 0 . Aqui, temos uma potencia racional, que é uma fração na potência. Nesses casos não teremos assíntotas verticais.

Passo 8

Vamos aos extremos e os intervalos de crescimento e decrescimento. Para isso temos que analisar o sinal de f ' x .

f ' x = 4 x 1 3 - 4

Vamos arrumar isso

f ' x = 4 x 1 3 - 1

Vamos ter:

x 1 3 - 1 > 0 → x 1 3 > 1 → x > 1

x 1 3 - 1 < 0 → x 1 3 < 1 → x < 1

Então, vamos ter:

f ' x > 0 ⟷ x ∈ 1 , + ∞

f ' x < 0 ⟷ x ∈ - ∞ , 1

Lembrando que o domínio limita a função em 0

A função é crescente se f ' x > 0 e decrescente se f ' x < 0 , então:

c r e s c e n t e ⟷ x ∈ 1 , + ∞

d e c r e s c e n t e ⟷ x ∈ - ∞ , 1

Passo 9

Agora vamos ver os extremos. Pelo teste da primeira derivada, teremos máximo quando a função vai de crescente para decrescente, e mínimo quando a função for de decrescente para crescente.

x = 1 → m í n i m o

Passo 10

Vamos agora para a concavidade e os pontos de inflexão. A função é côncava para cima se f ' ' x > 0 e côncava para baixo se f ' ' x < 0 .

O ponto vai ser de inflexão quando muda a concavidade.

Vamos pegar

f ' x = 4 x 1 3 - 4

Derivando

f ' ' x = 4 1 3 x - 2 3

Essa expressão é sempre positiva, isso porque temos um expoente par no x , fazendo ele ser sempre positivo.

Vamos ter

f ' ' x > 0 ⟺ x ∈ R

Então:

c o n c a v a   p a r a   c i m a ⟺ x ∈ R

Isso também nos diz que não temos ponto de inflexão.

Passo 11

Para terminar vamos ao esboço. Para isso, precisamos juntar todas as informações.

Não possui assíntota

c r e s c e n t e ⟷ x ∈ 1 , + ∞

d e c r e s c e n t e ⟷ x ∈ - ∞ , 1

x = 1 → m í n i m o

c o n c a v a   p a r a   c i m a ⟺ x ∈ R

O gráfico vai ficar:

Resposta

Não possui assíntota

c r e s c e n t e ⟷ x ∈ 1 , + ∞

d e c r e s c e n t e ⟷ x ∈ - ∞ , 1

x = 1 → m í n i m o

c o n c a v a   p a r a   c i m a ⟺ x ∈ R

O gráfico vai ficar:

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Esboce o gráfico de uma função que satisfaça todas as condições dadas.
Suponha que f é uma função contínua onde f x0 para qualquer valor de x , f 0 = 4 , f ' x0 se x0 ou x2 , f ' x0 se 0x2 , f ' ' - 1 = f ' ' 1 = 0 , f ' ' x0 se x- 1 ou x1 , f ' ' x0 se - 1x1 .a) f pode
(a) Encontre os intervalos em que a função é crescente ou decrescente.(b) Encontre os valores máximos ou mínimos locais.(c) Encontre os intervalos de concavidade e os pontos de inflexão.(d) Use as inf
Esboce o gráfico de uma função que satisfaça todas as condições dadas.
f x = 1 2 x 4 - 4 x 2 + 3 (a) Encontre os intervalos crescentes e decrescentes.(b) Encontre os valores do máximo e mínimo.(c) Encontre os intervalos de concavidade e os pontos de inflexão.(d) Use a in