Enunciado

Esboce o gráfico.

f (x) = e^(- x^2)

Passo 1

Primeiro vamos determinar o domínio, temos aqui que é D_f = R .

Agora vamos achar os intervalos de crescimento e decrescimento, vamos usar a regra do polinômio e da função exponencial para achar f^' (x) :

(x^n)^' = n x^(n - 1)

(e^(f (x)))^' = e^(f (x)) * f ( x ) '

Vamos então aplicar:

f^' (x) = (e^(- x^2))^' = e^(- x^2) (- x^2)^' = e^(- x^2) (- 2 x) = - 2 x e^(- x^2)

Passo 2

Agora vamos analisar o sinal de f^' (x) :

Temos que f^' (x) > 0 em:

]- oo , 0[

E f^' (x) < 0 em:

]0 , + oo[

Como f é contínua temos que:

f é estritamente crescente em ]- oo , 0[

f é estritamente decrescente em ]0 , + oo[

Passo 3

Vamos achar os pontos de inflexão e como se comporta a concavidade através de f^(' ') (x) :

f^(' ') (x) = f^' (f^' (x)) = (- 2 x e^(- x^2))^' = (- 2 x)^' (e^(- x^2)) + (- 2 x) (e^(- x^2))^' = (- 2) (e^(- x^2)) + (- 2 x) (- 2 x e^(- x^2)) = 4 x^2 e^(- x^2) - 2 e^(- x^2)

f^(' ') (x) > 0 em x < - (sqrt(2))/(2) e x > (sqrt(2))/(2) , tendo a concavidade voltada para cima, e f^(' ') (x) < 0 em - (sqrt(2))/(2) < x < (sqrt(2))/(2) , tendo a concavidade voltada para baixo.

O ponto de inflexão é em +- (sqrt(2))/(2) .

Passo 4

Para esboçar o gráfico vamos calcular os limites de f para x -> + oo e x -> - oo :

underset(x -> + oo)(lim) e^(- x^2) = 0

underset(x -> - oo)(lim) e^(- x^2) = 0

Passo 5

Pronto, agora podemos esboçar o gráfico, ficando desse jeito:

Resposta

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