Enunciado
Cálculo - Anton - Cálculo - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 4.3 - Ex. 44
39-44. Obtenha um gráfico da função e identifique a localização de todos os pontos de extremos relativos e de inflexão. Confira seu trabalho com um recurso gráfico.
44.
Passo 1
Então pessoal, esse tipo de questão é bastante característico do conteúdo de máximos e mínimos, então vamos resolver a questão passo a passo e com cuidado para arrasarmos nas próximas questões com facilidade, ok? Show, bora lá!
A função que nos foi dada é a seguinte:
Caso não se lembre, para identificarmos os pontos de extremos relativos de uma função devemos fazer uma análise dos pontos críticos da mesma, isto é, analisar os pontos em que ou os pontos em que não existe! Ademais, para identificarmos os pontos de inflexão devemos fazer a mesma análise dos extremos, mas agora para , ok? Vamo que vamo!
Passo 2
Derivando a nossa função, teremos:
Aqui temos que notar algumas coisas importantíssimas, pessoal! A primeira delas é que o nosso numerador nunca será menor do que zero por conta do quadrado que acompanha a função. A segunda coisa é que o nosso denominador nunca será menor do que zero também, por conta da raíz quadrada que aparece na tangente! Sendo assim, temos que a nossa função SEMPRE será crescente, ou seja:
´
Então podemos ter pontos críticos, mas esses pontos críticos não serão máximos ou mínimos relativos. Sendo assim, podemos dizer que a função não possue extremos relativos! Espero que a análise tenha feito sentido, galera! Let’s go continuar!
Passo 3
Os pontos de inflexão de uma função são os pontos no qual a função muda de concavidade, ou seja, sai de e vira e vice-versa! Derivando a nossa derivada utilizando regra do quociente, teremos:
Simplificando, teremos:
Ufa! Foi complicado, mas conseguimos simplificar nossa expressão! Igualando a zero, teremos:
Essas são as condições necessárias para este produto dar zero, galera! Como a secante não pode ser zero, então só ficamos com a segunda igualdade, ok? Então bora resolvê-la!
Passo 4
Para a segunda igualdade tiramos que:
Como a questão nos indica um intervalo de , teremos que para essa igualdade os valores de serão esses aqui ó:
E esse é o nosso único ponto de inflexão, pessoal!
Esboçando o gráfico da função para conferirmos nosso trabalho, teremos algo assim:
E está aí nossa resolução, guys!
Resposta
Pontos de extremos relativos: Não existem;
Ponto de inflexão: ;
Gráfico da função: