Enunciado

Encontrar os intervalos de crescimento, decrescimento, os máximos e os mínimos relativos das seguintes funções:

l) f x = 1 + x ,     x < - 1 1 - x 2 ,     x ≥ - 1

Passo 1

Então pessoal, caso não se lembrem, por definição uma função é crescente se ela for contínua em um intervalo [ a ,   b ] , derivável nesse mesmo intervalo e, por fim, se apresenta f ' x > 0 .

Por definição uma função é decrescente se ela for contínua em um intervlao [ a ,   b ] , derivável nesse mesmo intervalo e ,por fim, se apresenta f ' x < 0 . Essas são as definições para intervalos crescentes e decrescentes de uma função e basta apenas isso e um pouco de intuição para resolvermos o problema, tudo jóia? Então bora lá!

Passo 2

Se derivarmos a função que nos foi dada, teremos:

f ' x = 1 ,     x < - 1 - 2 x ,     x > - 1

Então galera, pelo resultado temos que para x < - 1 a derivada da função é constante e positiva, ou seja, é um intervalo totalmente crescente, não é mesmo? No entanto, para a segunda derivada, que é - 2 x , temos que para a função ser crescente x < 0 . Resumindo o raciocínio, temos que:

Intervalos crescentes: ( - ∞ ,   0 ) ;

Intervalos decrescentes: 0 ,   + ∞ .

Passo 3

Agora que a primeira parte foi resolvida, temos que para descobrirmos quais são os máximos e mínimos de uma função existe um método bastante eficaz que utiliza derivação, assim como abordado no capítulo 5 da Flemming e Gonçalves. Vocês devem concordar que se um ponto é ponto de máximo ou mínimo, então sua derivada é nula nesse mesmo ponto, não é? Tendo isso em vista, devemos inicialmente descobrir os pontos críticos da função pela derivada primeira e, em seguida, analisar esses pontos críticos na função f de fato. Fica tranquilo, vamos passo a passo!

Derivando nossa função, teremos:

f x = 1 + x ,     x < - 1 1 - x 2 ,     x ≥ - 1

f ' x = 1 ,     x < - 1 - 2 x ,     x > - 1

Passo 4

Agora que encontramos nossa derivada, igualando-a a zero, teremos:

1 = 0   e - 2 x = 0

O primeiro caso é um completo absurdo, não é mesmo? Por mais que para o segundo caso ainda exista solução, que é para x = 0 , por não satisfazer a primeira equação, então temos que a função em x = 0 é indefinida! Além disso, a função também é indefinida em x = - 1 . Sendo assim, esses são os pontos críticos que temos. Como a questão não definiu nenhum intervalo para a função em questão, vamos substituir esses pontos na nossa função original para ver do que se trata, se liga:

f - 1 = 1 - - 1 2 = 0

f 0 = 1 - 0 2 = 1

Portanto, pelo resultado:

Máximo da função: 0 ,   1 ;

Mínimo da função: - 1 ,   0 .

E estão aí nossos máximos e mínimos!

Resposta

Intervalos crescentes: ( - ∞ ,   0 ) ;

Intervalos decrescentes: 0 ,   + ∞ .

Máximo da função: 0 ,   1 ;

Mínimo da função: - 1 ,   0 .

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Responda às perguntas seguintes sobre as funções cujas derivadas são dadas:Quais são os pontos críticosEm quais intervalos f é crescente ou decrescente?Em quais pontos, se houver f assume máximos e mí
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