Enunciado

f x = x 3 - 12 x + 1

  1. Encontre os intervalos nos quais f é crescente ou decrescente.
  2. Encontre os valores máximo e mínimo locais de   f .
  3. Encontre os intervalos de concavidade e os pontos de inflexão.

Passo 1

Faaala meus lindões.

Nessa questão nos é dado a seguinte função:

f x = x 3 - 12 x + 1

E para ela queremos encontrar os intervalos que f é crescente e os intervalos em que f é decrescente.

Para isso, vamos derivar a função

f ' x

e então encontrar os intervalos em que a derivada é positiva (função crescente) e os intervalos em que a derivada é negativa (função decrescente).

Depois, vamos encontrar os pontos de máximo e mínimo locais.Para isso, vamos encontrar os pontos em que a derivada é zero.

f ' x = 0

E fazendo a análise do crescimento e decrescimento podemos avaliar se esses pontos são de máximo ou mínimo.

Por fim, vamos encontrar os intervalos de concavidade e pontos de inflexão.Para isso vamos encontrar a segunda derivada da função

f ' ' x

E os intervalos onde a segunda derivada é positiva, temos concavidade para cima. Os intervalos que a segunda derivada énegativa, temos concavidade para baixo. E por fim, os pontos onde a segunda derivada vale zero são os pontos de inflexão.Bora lá!

Passo 2

Para a letra a) queremos encontrar os intervalos decrescimento e decrescimento

Nossa função é:

f x = x 3 - 12 x + 1

Derivando uma vez, temos:

f ' x = 3 x 2 - 12

Para analisar o sinal da derivada, vamos encontrar onde ela é zero.

f ' x = 0

3 x 2 = 12

x 2 = 4

x = ± 2

Bom, agora vamos ver como essa derivada se comporta para valores menores que - 2 , entre - 2   e 2 e maiores que 2 .

Vou usar aqui os valores - 3 ,   0 e 3 .

f ' - 3 = 3 - 3 2 - 12

f ' - 3 = 27 - 12 = 15 > 0

Portanto a derivada é positiva para valores menores que - 2 .

f ' 0 = 3 0 2 - 12

f ' 0 = - 12 < 0

Ela é negativa para valores entre - 2 e 2 .

f ' 3 = 3 3 2 - 12

f ' 3 = 27 - 12 = 15 > 0

E ela é positiva para valores maiores que 2 .

Portanto, nosso estudo de sinais resultou em:

Portanto, a função é crescente para valores menores que - 2 , é decrescente entre - 2 e 2 e é crescente para valores maiores que 2 .

Passo 3

Na letra b) queremos os máximos e mínimos locais.Vemos pela derivada que ela vale zero em:

x = - 2

x = 2

Portanto, esses são os nossos pontos críticos.

Olhando o estudo de sinais da derivada vemos que:

Como no ponto x = - 2 , a função antes era crescente e depois se tornou decrescente, temos que esse ponto é um ponto de máximo local.

Já no ponto x = 2 ,a função antes era decrescente e depois se tornou crescente, portanto esse ponto é um ponto de mínimo local.

Máximo local:

x = - 2

Mínimo local:

x = 2

Passo 4

Agora para verificar os pontos de inflexão e analisar a concavidade, vamos avaliar a derivada segunda!

f ' = 3 x 2 - 12

f ' ' = 6 x

Essa derivada segunda zera em:

f ' ' = 0

6 x = 0

x = 0

Então temos apenas um ponto de inflexão: x = 0 .

Antes dele vemos que a concavidade da função é negativa (concavidade para baixo)

f ' ' - 1 = 6 - 1 = - 6 < 0

E depois é positiva (concavidade para cima)

f ' ' 1 = 6.1 = 6 > 0

E é isso! Espero ter ajudado!

Resposta

  1. crescente nos intervalos: - ∞ ; - 2 U 2 ; + ∞
  2. E decrescente quando: ( - 2 ; + 2 )

  3. x = - 2 é máximo local e x = 2 é um valor de mínimo local.
  4. sabemos que f é côncava para baixo em ( - ∞ ,   0 ) e côncava para cima em 0 , ∞ , e há um ponto de inflexão em x = 0 .
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Encontre os números críticos da função g y = y - 1 y 2 - y + 1
Encontre os números críticos da função.f (x) = x ³ + 3 x ² - 24 x ³ ²
Encontre os números críticos da funçãog (theta) = 4 theta - tan theta
Encontre os números críticos da função:g (x) = x^((1)/(3)) - x^(- (2)/(3))
Encontre os números cr��ticos da função g x = 1 - x 2