Enunciado
Cálculo - Anton - Cálculo - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 4.3 - Ex. 20
Esboce um gráfico da função racional dada e identifique as coordenadas dos pontos estacionários e de inflexão. Mostre as assíntotas horizontais, verticais, oblíquas e curvilíneas e dê suas equações. Identifique (se houver) os pontos em que o gráfico cruza uma assíntota. Confira seu trabalho com um recurso gráfico.
Passo 1
Primeiro vamos ver se a função possui alguma simetria em relação ao eixo , vamos substituir por e vamos ver se a equação muda:
A equação mudou, então não temos uma simetria no eixo .
Passo 2
Agora vamos encontrar os cortes com os eixos coordenados fazendo e :
Pronto, agora sabemos onde a função corta o eixo e não corta o eixo .
Passo 3
Próximo passo é encontrar os valores de com os quais o denominador é igual a zero, nesses lugares o gráfico tem uma assíntota vertical, ou seja, vai aumentando, sempre se aproximando desse valor, mas nunca toca nesse ponto:
Temos então que possui assíntota vertical em .
Passo 4
Próximo passo é analisar o sinal de , vamos analisar os lugares em que pode trocar de sinal, vamos ver os pontos de corte com o eixo e nas assíntotas verticais achando intervalos e analisando se é positivo ou negativo nesses intervalos:
Temos então que a função é positiva nos intervalos e e negativa nos intervalos e .
Passo 5
Agora vamos determinar o comportamento no infinito do gráfico calculando os limites de quando e quando , e se algum desses limites tiverem um valor finito , então a reta é uma assíntota horizontal:
Pronto, temos então que não possui assíntota horizontal.
Passo 6
Vamos analisar a função, como o numerador tem grau maior do que o denominador podemos analisar a função:
Agora vamos determinar o comportamento no infinito do gráfico, temos que a parcela tende a quando ou , assim:
Quando ou .
Geometricamente isso significa que o gráfico de vai ficando cada vez mais próximo da reta quando ou , e essa reta é denominada assíntota oblíqua ou inclinada de .
Passo 7
Vamos encontrar e :
Fazendo vamos ver se possui algum ponto crítico, onde a derivada é zero, ou onde ela não existe:
Temos então que não tem ponto crítico, pois um valor al quadrado não dá um valor negativo.
Passo 8
E por último vamos calcular :
Vamos então achar se possui algum ponto de inflexão e analisar os sinais:
Não temos um ponto de inflexão.
Passo 9
Pronto, agora com todas essas informações fica mais simples de esboçar o gráfico, vamos lá: