Enunciado

Determine uma janela de visualização apropriada para a função dada e a utilize para exibir o gráfico da função:

y = x 2 - 1

Passo 1

Esta é uma questão que necessita de recursos tecnológicos para ser resolvida. Sendo assim, utilizaremos de softwares para obtermos o gráfico da função. Entretanto, antes de colocarmos a “mão na massa”, é necessário discutir o que é uma janela de visualização apropriada. Com estas palavras, a questão pede que, dentro de uma janela, todas as propriedades de uma função estejam nelas, isto é: mudanças de concavidade ou de crescimento/decrescimento; se existe algum máximo/mínimo local; comportamento quando ela vai para o valor de x vai para o infinito; etc.

Vamos exemplificar essa teoria, e para isto tome a função periódica f x = s e n ( x ) . Basta obtermos uma janela com o eixo x variando entre [ - 2 π ; 4 π ]   e o eixo y variando entre [ - 1 ; 1 ] que conseguimos esboçar todo o comportamento da nossa função.

Sendo assim, a nossa análise inicial consistirá em obter duas janelas de visualização: uma grande (amplitude da variação de x alta) e uma pequena. A partir destas duas janelas, será discutido as propriedades da função e ajustes serão feitos na janela para assim obtermos uma janela apropriada e o gráfico final da função.

Passo 2

Vejamos então duas janelas iniciais:

O gráfico da esquerda (a) e o da direita (b) são as de janela grande e pequena respectivamente. Como a função é modular, é esperado que haja uma simetria em torno de x = k , para um valor de k ∈ R . Observando a de janela grande é possível observar a simetria da função, sendo que, à medida que | x | aumenta, f x também aumenta. Além disto, confirmamos visualmente que f x ≥ 0   ∀   x ∈ R .

Já ao observarmos o gráfico (b), pode-se visualizar a simetria em torno de x = 0 . Além disto, visualizamos um ponto de máximo local em x = 0 (antes dele a função cresce e depois ela decresce) e pontos de mínimo local em x = ± 1 (antes dele a função decresce e depois dele ela cresce).

Sendo assim, a janela final deve conter as propriedades discutidas no gráfico (a) e (b).

Passo 3

Vamos agora obter um novo gráfico e observar se é possível visualizar tudo que foi discutido anteriormente. Portanto, temos:

O gráfico assim, cuja janela é [ - 3 ; 3 ] por [ 0 ; 10 ] apresenta todas as propriedades discutidas no passo 2. Logo, é uma janela de visualização apropriada para a nossa função.

Resposta

Janela de [ - 3 ; 3 ] por [ 0 ; 10 ]

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

As funções f eg são definidas. Defina as seguintes funções e determine o domínio da função resultante f / g f x = x; g x = x 2 - 1
As funções f eg são definidas. Defina as seguintes funções e determine o domínio da função resultante f - g f x = 1 x + 1; g x = x x - 2
A função f está definida. Defina a seguinte função e determine o domínio da função resultante: f x 2 f x = 2 x - 3
A função f está definida. Defina a seguinte função e determine o domínio da função resultante: f ( x 2 ) f x = 2 x - 3
A função f está definida. Defina a seguinte função e determine o domínio da função resultante: f ( x 2 ) f x = 2 x - 1