Enunciado

Encontre os valores de máximo e mínimo absoluto de f no intervalo dado

f x = 18 x + 15 x 2 - 4 x 3 ,     [ - 3,4 ]

Passo 1

Oieeee, bora resolver mais uma?

Para encontrar os valores de máximo e mínimo absoluto da função f x = 18 x + 15 x 2 - 4 x 3 , no intervalo [ - 3,4 ] , seguimos os seguintes passos:

A derivada de f ( x ) , que chamamos de f ' x , nos ajuda a encontrar os pontos críticos onde a função pode ter máximos ou mínimos locais.

      f x =   18 x   +   15 x 2 -   4 x 3

Usando as regras de derivação (derivada de uma soma e derivada de uma potência):

f ' x = d d x 18 x + d d x 15 x 2 - d d x 4 x 3

Calculando cada termo:

d d x 18 x = 18

d d x 15 x 2 = 15 ⋅ 2 x = 30 x

d d x 4 x 3 = 4 ⋅ 3 x 2 = 12 x 2

Portanto, a derivada é:

f ' x = 18 + 30 x - 12 x 2

Passo 2

Para encontrar os pontos críticos, resolvemos f ' x = 0 :

      18   +   30 x   -   12 x 2 =   0

Esta é uma equação quadrática. Rearranjamos os termos:

      - 12 x 2 +   30 x   +   18   =   0

Para facilitar, podemos dividir todos os termos por - 6 :

      2 x 2 -   5 x   -   3   =   0

Passo 3

Agora resolvemos a equação quadrática usando a fórmula de Bhaskara:

x = - b ± b 2 - 4 a c 2 a

Onde (   a   =   2   ) ,   (   b   =   - 5   ) ,   e   (   c   =   - 3   ) :

x = - - 5 ± - 5 2 - 4 ⋅ 2 ⋅ - 3 2 ⋅ 2

x = 5 ± 25 + 24 4

x = 5 ± 49 4

x = 5 ± 7 4

Isso nos dá dois valores:

x = 12 4 = 3       e       x = - 2 4 = - 0.5

Passo 4

Os pontos críticos dentro do intervalo ( - 3 ,   4 )   s ã o   (   x   =   3   )   e   (   x   =   - 0.5   ) . Também avaliamos a função nos extremos do intervalo, (   x   =   - 3   )   e   (   x   =   4   ) .

Calculamos f ( x ) nesses pontos:

      f - 3 =   18 - 3 +   15 - 3 2 -   4 - 3 3

=   - 54   +   135   +   108  

=   189

      f 4 =   18 4 +   15 4 2 -   4 4 3

=   72   +   240   -   256  

=   56

      f 3 =   18 3 +   15 3 2 -   4 3 3

=   54   +   135   -   108  

=   81

      f - 0.5 =   18 - 0.5 +   15 - 0.5 2 -   4 - 0.5 3

=   - 9   +   3.75   +   0.5  

=   - 4.75

Passo 5

Compare os valores:

      f ( - 3 )   =   189

      f ( 4 )   =   56

      f ( 3 )   =   81

      f ( - 0.5 )   =   - 4.75

O valor máximo absoluto da função no intervalo [ - 3,4 ] é 189 e o valor mínimo absoluto é - 4.75 .

- Máximo absoluto: f 3 = 189

- Mínimo absoluto: f ( - 0.50 = - 4.75

Resposta

f - 3 = 189 é um ponto de máximo absoluto e f - 0,5 = - 4,75 é um ponto de mínimo absoluto.

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