Enunciado

Encontre os valores máximo e mínimo absolutos de f no intervalo dado.

f x = ln ⁡ x x                           ;       [ 1,3 ]

Passo 1

Fala meus querubins!Nessa questão temos que encontrar qual é o valor máximo e mínimo absoluto da função

f x = ln ⁡ x x

No intervalo 1,3 .

Primeiro, precisamos entender o que é um valor de máximo e mínimo absolutos.

É o seguinte: um valor máximo absoluto é quando um número f ( c ) é maior que f ( x ) para qualquer x dentro do intervalo. Da mesma forma, um valor mínimo absoluto é quando f ( c ) é menor que f ( x ) . Belezinha??

E para isso, nós vamos encontrar os pontos de máximo e mínimo locais, que são aqueles onde a derivada da função é 0.

f ' x = 0

Depois que encontrarmos esses pontos, vamos verificar qual é o maior e qual é o menor jogando o ponto na função.

Por fim, vamos verificar os valores da função nas extremidades do intervalo, pois pode ser que o valor máximo ou mínimo esteja na extremidade do intervalo.

Vamos lá resolver!!

Passo 2

Vamos começar derivando a nossa função.

f x = ln ⁡ x x

Como temos uma divisão de funções, vamos usar a regra do quociente.

Lembrando que a regra é essa aqui hein:

f g ' x = f ' g - g ' f g 2

Aplicando a nossa função, temos:

f ' ( x ) = x ( 1 x ) - 1 ln ⁡ x x 2

f ' x = 1 - ln ⁡ x x 2

Queremos encontrar o valor de x , onde f ' x = 0 , logo:

f ' x = 1 - ln ⁡ x x 2 = 0

Logo,

1 - ln ⁡ x = 0

ln ⁡ x = 1

Elevando ambos os lados pela exponencial, temos:

e ln ⁡ x = e 1

Portanto,

x = e

Passo 3

Vimos no passo 2, que derivando e igualando a zero, encontramos o ponto x = e , que está dentro do intervalo [ 1,3 ] , afinal o número de Euler é aproximadamente e ≈ 2,7

Agora, vamos aplicar os valores dos intervalos e também o valor que encontramos com a derivada igual a zero e ver dentre esses valores qual o máximo e o mínimo, esses serão os nossos mínimos e máximos absolutos dentro do intervalo dado.

f 1 = ln ⁡ 1 1 = 0

f e = ln ⁡ e e = 1 e

Usando uma calculadora temos:

f e = 0,368

E por fim, temos:

f 3 = ln ⁡ 3 3

Usando uma calculadora, temos:

f 3 = 0,366

Com isso, temos que o nosso valor máximo absoluto é f e = 1 e e o nosso mínimo absoluto é f 1 = 0 .

Showw né?

Resposta

Valor máximo absoluto: f e = 1 e , valor mínimo absoluto: f 0 = 0 .

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