Enunciado

Encontre a equação da reta tangente à curva y = 2 x + 1 3 x - 4 no ponto de abscissa x = - 1 . Usando uma ferramenta gráfica, esboçar o gráfico da função e da reta tangente.

Passo 1

Podemos calcular o coeficiente angular de uma reta tangente usando a definição da derivada de uma função, em que o coeficiente da reta tangente é a derivada da função no ponto desejado. Ou seja:

c o e f i c i e n t e   a n g u l a = f ' a

Onde a representa o ponto desejado, nesse caso especifico a = - 1 .

Passo 2

Temos que calcular então a derivada da curva y x . Para calcular a derivada de y ( x ) podemos usar a regra do cociente. Assim temos:

y x = 2 x + 1 3 x - 4

y ' x = 2 x + 1 ' × 3 x - 4 - 2 x + 1 × 3 x - 4 ' 3 x - 4 2

y ' x = 2 × 3 x - 4 - 2 x + 1 × 3 3 x - 4 2

y ' x = 6 x - 8 - 6 x - 3 3 x - 4 2

y ' x = - 11 3 x - 4 2

A derivada de y x é y ' x = - 11 3 x - 4 2

Passo 3

Para encontra o coeficiente angular da reta, é só calcularmos y ' - 1 . Assim temos:

y ' - 1 = - 11 3 × - 1 - 4 2

y ' - 1 = - 11 - 3 - 4 2

y ' - 1 = - 11 - 7 2

y ' - 1 = - 11 49

O coeficiente da angular a reta tangente é - 11 49 .

Passo 4

Para encontrarmos a equação de uma reta, precisamos do coeficiente angular e um ponto que onde passa a reta. Podemos encontrar esse ponto calculando y - 1 .

y - 1 = 2 × ( - 1 ) + 1 3 × - 1 - 4

y - 1 = - 2 + 1 - 3 - 4

y - 1 = - 1 - 7

y - 1 = 1 7

Um ponto por onde a reta tangente passa é - 1   ,     1 7 .

Passo 5

Toda reta pode ser escrita da seguinte forma:

y = m x + c

Onde m é o coeficiente angular e c é o coeficiente linear. Temos que m = - 11 49 e temos que a reta passa pelo ponto - 1   ,     1 7 , assim podemos substituir na equação da reta e encontrar c .

1 7 = - 11 49 ( - 1 ) + c

1 7 = 11 49 + c

c = 1 7 - 11 49

c = 7 - 11 49

c = - 4 49

O coeficiente linear da reta é c = - 4 49 , assim a equação da reta é:

y = - 11 49 x - 4 49

Passo 6

O gráfico da função e da reta tangente é o seguinte:

Resposta

y = - 11 49 x - 4 49

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