Enunciado

Encontre: (a) os intervalos nos quais f é crescente, (b) os intervalos nos quais f é decrescente, (c) os intervalos abertos nos quais f é côncava para cima, (d) os intervalos abertos nos quais f é côncava para baixo, (e) as coordenadas x de todos os pontos de inflexão.

22. f x = x x 2 + 2

Passo 1

Podemos responder sem grandes dificuldades todos os itens apenas analisando o gráfico:

Passo 2

(a)Aqui, pra determinarmos o ponto em que f começa a ser crescente, precisamos encontrar os pontos em que a derivada da função se anula (pontos de mínimo e de máximo).

A partir disso, visualizando o gáfico, determinamos os pontos iniciais dos intervalos em que a função cresce. Teremos:

f ' x = - x 2 + 2 x 2 + 2 2 ≡ 0

= - x 2 + 2 = 0

x 1 = - 2

x 2 = 2

Ao observar pelo gráfico então, a função passa a crescer em x 1 = - 2   , ponto de mínimo, até x 2 = 2 , ponto de máximo, quando volta a decrescer até (+) infinito. É o intervalo:

- 2 ,   2

Passo 3

(b) f é decrescente desde (-) infinito até x = - 2 , e volta a decrescer a partir de x = 2 , até (+) infinito. O intervalo será:

- ∞ ,   - 2 ∪ ( 2 ,   + ∞ )

Passo 4

(c) f tem concavidade voltada pra cima a partir do primeiro ponto de inflexão em x = - 6 , até o segundo ponto de inflexão em x = 0 . Daí, volta a ter concavidade voltada pra cima a partir do terceiro ponto de inflexão em x = 6 até (+) infinito. Logo, o intervalo será:

- 6 ,   0 ∪ ( 6 ,   + ∞ )

Passo 5

(d) f é côncava pra baixo desde (-) infinito até o primeiro ponto de inflexão em x = - 6 . Volta a ter concavidade voltada pra baixo no segundo ponto de inflexão em x = 0 , até o terceiro, em x = 6 . Logo, o intervalo é

- ∞ ,   - 6 ∪ ( 0 ,   6 )

Passo 6

(e)Os pontos de inflexão se calculam igualando a derivada segunda da função a zero. Teremos:

f ' ' x = - 2 x - x 2 + 6 x 2 + 2 3 = 0

2 x - x 2 + 6 = 0

x 1 = 0

x 2 = - 6

x 3 = 6

São esses os pontos em que a função muda de concavidade.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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Use um gráfico de f para estimar os valores máximo e mínimos. Então, encontre os valores exatos.Estime o valor de x em que f cresce mais rapidamente. Então, encontre o valor exato. f x = x 2 e - x