sexta-feira, 18 de novembro de 2022

Um pouco sobre a matemática.


Aluno: Clédison Alves da Silva Júnior                        Turma: 20221.1.18.1v


Blog realizado como forma de avaliação da matéria de matemática da III unidade, pelo professor Matheus de Souza Oliveira.


FUNÇÃO AFIM.

Uma função f:RR é uma função afim quando existem dois números reais a e b tais que satisfaçam a seguinte condição, xR e b0 temos:

y=f(x)=ax+b

Onde:

  • a é o coeficiente angular do gráfico de f
  • b é o coeficiente linear, ou o ponto de intersecção com o eixo y
  • x é a variável independente.

Podemos determinar o valor de a pela tangente do ângulo α formado pela interseção do gráfico da função com o eixo x, ou seja:

tgα=a

Basicamente, o gráfico de uma função afim será sempre uma reta. Os fatores que vão determinar a sua posição no plano são os coeficientes linear e angular, particulares de cada função. Vamos apresentar alguns problemas que envolvem funções afim:

Exemplo, Supondo que você é um vendedor, cujo salário mensal é de R$ 2.000,00. Porém, a cada produto vendido você ganha uma comissão de 5%, ou 0,05 vezes o valor do produto. A função que descreverá, em função do valor vendido durante o mês é do tipo afim, e será descrita pela lei:

f(x) = 0,05x + 2000



FUNÇÃO INDENTIDADE.

Seja uma função f:RR definida por f(x) = x. Então, neste caso se a = 1 e b = 0, o gráfico de uma função identidade é chamada de bissetriz dos quadrantes impares, que passam pelo 1º e 3º quadrante e na origem do eixo cartesiano (0, 0).


FUNÇÃO CONSTANTE.


Uma função f:RR é dita constante quando f(x) = b, logo a = 0. Seu gráfico será sempre uma reta paralela ao eixo x e que intercepta o eixo y num ponto b.

Por exemplo, seja a função f(x) = 2, o seu gráfico será:


FUNÇÃO LINEAR. 

Uma função f:RR é dita constante quando f(x) = ax, logo b = 0. Seu gráfico será sempre uma reta paralela que intercepta a origem do eixo cartesiano. Por exemplo, a função f(x) = 2x terá a sua representação gráfica dada por:



Uma função  quando f(x) = ax, logo b = 0. Seu gráfico será sempre uma reta paralela que intercepta a origem do eixo cartesiano. Por exemplo, a função f(x) = 2x terá a sua representação gráfica dada por:


EXEMPLO DE FUNÇÃO LINEAR.

f(x) = – 2x

Essa também é uma função linear, pois seus coeficientes são a = – 2 b = 0. Podemos ainda dizer que essa função é decrescente, uma vez que a < 0.


TRANSLAÇÃO DA FUNÇÃO INDENTIDADE.

Se tomarmos a função identidade e acrescentarmos à ela um coeficiente linear e mantendo o seu coeficiente angular igual a 1, ocorrerá a translação da reta. A função será definida por f(x) = x+b sendo a = 1 e b0. Por exemplo, f(x)= x-3:


FUNÇAO POLINOMINAL DO 1º GRAU.

Chama-se função polinomial do 1º grau, ou função afim, a qualquer função de IR em IR dada por uma lei da forma f(x) = ax + b, onde a e b são números reais dados e a0.

Na função f(x) = ax + b, o número a é chamado de coeficiente de x e o número b é chamado termo constante.

Veja alguns exemplos de funções polinomiais do 1º grau:

 f(x) = 5x - 3, onde a = 5 e b = - 3
 f(x) = -2x - 7, onde a = -2 e b = - 7
 f(x) = 11x, onde a = 11 e b = 0


GRÁFICO.

O gráfico de uma função polinomial do 1º grau,  y = ax + b, com a0, é uma reta oblíqua aos eixos Ox e Oy. Por exemplo, vamos construir o gráfico da função y = 3x - 1:

Como o gráfico é uma reta, basta obter dois de seus pontos e ligá-los com o auxílio de uma régua:

a)    Para x = 0, temos y = 3 · 0 - 1 = -1; portanto, um ponto é (0, -1)..
b)    Para y = 0, temos 0 = 3x - 1; portanto,  e outro ponto é 

Marcamos os pontos (0, -1) e  no plano cartesiano e ligamos os dois com uma reta.

                                     

xy
0-1
0

Já vimos que o gráfico da função afim y = ax + b é uma reta.

O coeficiente de xa, é chamado coeficiente angular da reta e, como veremos adiante, está ligado à inclinação da reta em relação ao eixo Ox.

O termo constante, b, é chamado coeficiente linear da reta. Para x = 0, temos y = a · 0 + b = b. Assim, o coeficiente linear é a ordenada do ponto em que a reta corta o eixo Oy.


FUNÇÃO QUADRÁTICA.

Uma função quadrática é uma função da forma f(x) = a x2 + b x + conde a, b e c são números reais a 0.


O GRÁFICO DA FUNÇÃO QUADRÁTICA.

Entre as equações quadráticas a mais simples é f(x) = x2. O seu gráfico servirá como base para construirmos os gráficos de outras equações quadráticas.

Inicialmente, apresenta-se uma simetria. Temos:

f(-2) = f(2) = 4

f(-1) = f(1) = 1

De um modo geral,

f(-x) = (-x)2 = x2 = f(x)

isto é, para todo x temos

f(-x) = f(x)

x

y = x2

(x; y)

-3

9

(-3; 9)

-2

4

(-2; 4)

-1

1

(-1; 1)

0

0

(0; 0)

1

1

(1; 1)

2

4

(2; 4)

3

9

(3; 9)

                                    
                                                              


OBSERVAÇÃO.

A curva obtida se chama parábola e toda equação quadrática y = a x2 + b x + c tem uma parábola como gráfico. O domínio da função é o conjunto dos números reais e seu conjunto imagem depende dos valores de a, b e c. Para a função f(x) = x2 o conjunto imagem é constituído por todos y  0.

Uma propriedade importante dessa parábola é que ela é simétrica em relação a uma reta vertical que se chama eixo de simetria. O gráfico da equação y = x2 é simétrico em relação ao eixo-y. Essa simetria deve-se ao fato de que f(-x) = (-x)2 = x2 = f(x) e que, portanto, a função é par.

A parábola tem um ponto de retorno, que se chama vértice. O vértice é a intersecção da parábola com o eixo de simetria.

No gráfico da equação y = x2 o vértice tem coordenadas (0; 0) e o valor mínimo da função é 0.

Note que, avançando da esquerda para a direita, a curva "desce" até a origem e depois "sobe". Dizemos que f é decrescente e que f é crescente.

f(x) = xé decrescente para x  0
Se x1 < x2, então f(x1) > f(x2)

f(x) = x2 é crescente para x  0
Se x1 < x2 , então f(x1) < f (x2)


FUNÇÃO CRESCENTE E FUNÇÃO DECRESCENTE.

 f é crescente sobre o intervalo I se f(x1) < f(x2) sempre que x1 < x2, em I

f é decrescente sobre o intervalo se f(x1) > f(x2) sempre que x1 < x2, em I



Exemplo.

Para a função f cujo gráfico está na figura, temos:

intervalo

crescimento/decrescimento

 - 2

-2  x  2

 2

f decresce

f cresce

f decresce

Podemos usar o gráfico da equação y = x2 para construirmos os gráficos de outras funções quadráticas. Por exemplo, os gráficos das funções y = x2 + 1 e y = x2 - 1 podem ser obtidos do gráfico da equação y = x2 por translações verticais desse gráfico.

O gráfico de y = x2 + 1 é obtido deslocando o gráfico de y = x2 + 1 unidade para cima.

O gráfico de y = x2 -1 é obtido deslocando o gráfico de y = x2 1 unidade para baixo.

Também, podemos construir os gráficos das funções y = (x - 1)2 e y = (x + 1)2 a partir do gráfico de y = x2, fazendo translações horizontais desse gráfico.

O gráfico de y = (x - 1)2 é obtido deslocando o gráfico de y = x2 1 unidade para direita. O vértice está em (1;0) e o eixo de simetria é a reta x = 1.

O gráfico de y = (x + 1)2 é obtido deslocando o gráfico de y = x2  uma unidade para a esquerda. O vértice está em (-1;0) e o eixo de simetria é a reta x = - 1.

Nos gráficos que construímos até aqui, o coeficiente de x2 é 1. Se o coeficiente é -1, o efeito sobre o gráfico é uma reflexão em relação ao eixo-x.

Então, para a função y = - x2 o domínio continua sendo o conjunto dos números reais, mas o conjunto imagem é o conjunto dos números reais y tais que y  0.

O vértice está em (0; 0) e 0 é valor máximo da função.

x

y = - x2

(x; y)

-3

-9

(-3; -9)

-2

-4

(-2; -4)

-1

-1

(-1; -1)

0

0

(0; 0)

1

-1

(1; -1)

2

-4

(2; -4)

3

-9

(3; -9)

O gráfico de y = - xé obtido por reflexão do gráfico de y = x2 em torno do eixo-x.

Vimos que o gráfico de y = xtem um ponto de retorno no vértice; ele se dobra "para cima". Dizemos que a curva tem concavidade para cima. O gráfico de y = - x2 se dobra para baixo; dizemos que a curva tem concavidade para baixo.

Quando o coeficiente a em y = a x2 é diferente de 1, o gráfico dessa função pode ser obtido multiplicando a ordenada y, dos pontos de y = x2, pelo número a, como nos exemplos abaixo.

Cada ordenada é a metade da ordenada do gráfico de y = x2.

Cada ordenada é o dobro da ordenada do gráfico de y = x2.

Note que o gráfico de y = 2 x2 está "mais levantado" em relação ao gráfico de y = x2; o gráfico de y = 2 x2 "se afasta" do eixo-x. O gráfico de y =  x2 "se aproxima" do eixo-x.

Exercícios.

1. Desenhar o gráfico da função y = - x2 + 3. Dizer onde a função é crescente ou decrescente. Qual é o conjunto-imagem da função?

Resolução

Partimos do gráfico de y = - x2; deslocando-o de 3 unidades "para cima", obtemos o gráfico de y = - x2 + 3.

A função y = - x2 + 3 é crescente para x ≤ 0 e é decrescente para x ≥ 0. Seu conjunto-imagem é constituído por todos y tais que y  3.

2.  Desenhar o gráfico da função y = f(x) = (x + 2)2 - 2.

Resolução

Partimos do gráfico da função y = x2. Deslocando-o "para a esquerda" de 2 unidades, obtemos o gráfico de y = (x + 2)2; depois, deslocando-o "para baixo" de 2 unidades, obtemos o gráfico de y = f(x) = (x + 2)2 - 2.

Note que o conjunto-imagem da função f é constituído por todos y tais que y  -2.

3. Desenhar o gráfico da parábola y = 2 (x - 2)2 + 1.

Resolução

Começamos com o gráfico de y = 2 x2; deslocando-o 2 unidades "para a direita", obtemos o gráfico de y = 2 (x - 2)2.

Então, deslocando-o 1 unidade "para cima" obtemos o gráfico de y = 2 (x - 2)2 = 1.


RAÍZES.

Para encontrar as raízes da função quadrática, conhecidas também como zero da função, é necessário o domínio das equações do segundo grau. Para resolver uma equação do segundo grau, há vários métodos, como a fórmula de Bhaskara e a soma e produto.

A raízes de uma função quadrática são os valores de x que fazem com que f(x) = 0. Sendo assim, para encontrar as raízes de uma equação do 2º grau, faremos ax² + bx + c = 0.

Exemplo:

f(x) = x² +2x – 3

a = 1

b = 2

c = –3

Δ =b² – 4ac

Δ=2² – 4 ·1·(-3)

Δ=4 +12

Δ = 16

Então, os zeros da função são {1, -3}.

O valor do delta nos permite saber quantos zeros a função quadrática vai ter. Podemos separar em três casos:

  • Δ > 0 → a função possui duas raízes reais distintas;
  • Δ = 0 → a função possui uma única raiz real;
  • Δ < 0 → a função não possui raiz real.


VÉRTICE.

O vértice da parábola corresponde ao ponto em que o gráfico de uma função do 2º grau muda de sentido. A função do segundo grau, também chamada de quadrática, é a função do tipo f(x) = ax2 + bx + c.

Usando um plano cartesiano, podemos traçar o gráfico de uma função quadrática considerando os pontos de coordenadas (x,y) que pertencem a função.

Na imagem abaixo, temos o gráfico da função f(x) = x2 - 2x - 1 e o ponto que representa seu vértice.

Vértice da parábola


GRÁFICO DO GEOGEBRA.

Função Linear: observei que aparece no gráfico é uma função de cor verde, observo um ponto no eixo y, estão localizados na posição (0,1) onde, essa função é crescente pois a medida que o valor de x cresce o valor de y também cresce.

Função Quadrática: Uma parábola, Função Quadrática, Quando a é positivo, a parábola fica para cima. Quando a é negativo, a parábola fica para baixo. O gráfico vira uma reta coincidente ao eixo x, Quando a cresce, ele fecha, e quando a desce, ele abre, 1 (× ^ prime =B), 1 (x^ prime = B = V ). Quando a se aproxima de zero, o gráfico abre, quando a se afasta de zero, o gráfico fecha.





Um pouco sobre a matemática.

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