Enunciado

Coeficientes angulares no gráfico da função tangente: Esboce em apenas um gráfico y = t g   ( x ) e sua derivada em ( - π / 2 ,   π / 2 ) . O gráfico da função tangente parece ter um coeficiente angular mínimo? E máximo? Em algum momento o coeficiente angular é negativo? Justifique suas respostas.

Passo 1

Esta é uma questão que necessita de recursos tecnológicos. Precisamos obter os gráficos da função tangente e da sua derivada no intervalo de x variando entre ( - π / 2 ,   π / 2 ) . A partir destes gráficos, precisamos fazer múltiplas interpretações. Para a análise da nossa questão fluir bem, precisamos entender muito bem um ponto: como obtemos numericamente o coeficiente angular de uma reta?

O valor do coeficiente angular de uma função nada mais é do que a imagem da derivada dessa função. Isto é, se temos uma função y = f ( x ) , os valores y ' = f ' ( x ) são os coeficientes angulares da função f ( x ) no ponto x .

Agora que relembramos este conceito, vamos direto as contas!

Passo 2

Primeiramente, vamos obter a derivada da função y = t g   ( x ) . Sendo assim, temos:

y ' = t g   x ' = sec 2 ⁡ ( x )

Passo 3

Vamos agora obter a curva das funções y = t g ( x ) e y ' = sec 2 ⁡ ( x ) no intervalo ( - π / 2 ,   π / 2 ) . Sendo assim, temos:

Passo 4

Agora que obtemos os gráficos, vamos extrair todas as informações possíveis. Para isto, estudaremos a imagem da função sec 2 ⁡ x . Como podemos observar pelo gráfico, a imagem é o conjunto [ 1 , ∞ ) . Logo, possui um ponto de mínimo e não possui máximo. Sendo assim, temos:

  • A função tangente possui um coeficiente angular mínimo igual a 1;
  • Ela não possui coeficiente angular máximo, visto que tende ao infinito;
  • Em nenhum momento o valor de sec 2 ⁡ x é negativo. Portanto, a função tangente não possui coeficiente angular negativo (ela é estritamente crescente).

Resposta

A função tangente possui coeficiente angular mínimo igual a 1 e não possui valor máximo. Além disto, o coeficiente nunca é negativo.

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