Enunciado
Cálculo - Um curso de Cálculo Volume 1 - 5ª Edição - Hamilton Luiz Guidorizzi- Ed: 5º - Capítulo 9.5 - Ex. 20
Esboce o gráfico.
Passo 1
Vamos primeiros olhar o domínio dessa função. Não podemos ter o denominador nulo e como o denominador da nossa função nunca irá se anular, então o nosso domínio é o conjunto dos números reais.
Passo 2
Vamos determinar agora os intervalos onde essa função é crescente e onde ela é decrescente. Para isso precisamos calcular a derivada desse carinha
Lembrando que nessa continha usamos a regra da divisão!
O denominador sempre será positivo, então basta olhar o sinal do numerador. Como é uma equação do segundo grau temos que resolver que nem lá no ensino médio
Ou ou .
Podemos usar a seguinte fatoração
Então finalmente a nossa derivada fica
Agora podemos olhar os sinais!
Quando , temos que e . Como a expressão tem um sinal de menos na frente vamos ter que para , , ou seja, a função é decrescente nesse intervalo.
Quando , temos que e . Como a expressão tem um sinal de menos na frente vamos ter que para , ou seja, a função é crescente nesse intervalo.
Quando , temos que e . Como a expressão tem um sinal de menos na frente vamos ter que para , ou seja, a função é decrescente nesse intervalo.
Passo 3
Agora vamos olhar a concavidade da curva. Pra isso precisamos da derivada segunda da função!
De novo vamos usar a regra da divisão! As derivadas separadas do numerador e do denominador são
Juntando isso tudo
E se igualarmos o numerador a chegamos numa equação que não conseguimos resolver! ☹
Mas jogando na calculadora vemos que a derivada segunda se anula para
Nesses dois valores, o nosso gráfico terá uma inflexão! Chutando alguns valores pra esse numerador também podemos afirmar que:
para convexa
para côncava
para convexa
Passo 4
Agora vamos olhar os limites de
Passo 5
E por últimos vamos olhar as raízes da nossa função. Isso acontece quando o denominador é nulo, ou seja,
Ou
E essas são as raízes da nossa função!
Passo 6
Juntando todas essas informações podemos fazer o seguinte esboço:
Prontinho!!!