Enunciado

Nos Exercícios de 13 a 32, faça um esboço do gráfico da função f dada, determinando primeiro o seguinte: os extremos relativos de f ; os pontos de inflexão do gráfico de f ; os intervalos nos quais f é crescente e aqueles onde f é decrescente; onde o gráfico é côncavo para cima e onde é côncavo para baixo; a inclinação das tangentes inflexionais, as assíntotas horizontal, vertical e oblíqua, se existirem.

f x = x 2 x - 3

Passo 1

É fácil e importante perceber que x = 3 é um ponto que não pertence ao domínio da função, pois esse valor de x anula o denominador.

f 3 = 9 3 - 3 = 9 0

Impossível!

Passo 2

Vamos determinar as raízes reais da função f ( x ) :

f x = 0

x = 0

A função possui apenas uma raiz real.

Passo 3

Calcular f ' ( x ) :

f ' x = 2 x ( x - 3 ) - x 2 1 x 2 - 1 2 = x 2 - 6 x x - 3 2

Calculando as raízes reais de f ' ( x ) :

f ' x = x 2 - 6 x x - 3 2 = 0

x ( x - 6 ) = 0

x = 0 ou x = 6

Passo 4

Calculando f ' ' x ,   teremos:

f ' ' x = 2 x - 6 x - 3 2 - x 2 - 6 x 2 ( x - 3 ) x - 3 4 = ( x - 3 ) ( 18 ) x - 3 4

Calculando as raízes reais de f ' ' ( x ) :

f ' ' x = 18 x - 3 3 = 0

A função f ' ' ( x ) não possui raiz real.

Passo 5

Vamos agora analisar cada um dos intervalos notáveis para estudar o sinal das funções f x , f ' ( x ) e f ' ' ( x ) para determinar pontos de extremo relativo, inflexão, onde a função é crescente e onde o gráfico é côncavo para cima.

Passo 6

Determinando as assíntotas da função:

- Horizontal:

lim x → ± ∞ ⁡ f x = ± k

lim x → ± ∞ ⁡ f ( x ) = ∞

Logo, a função f ( x ) não possui assíntotas horizontais.

- Vertical:

lim x → ± k ⁡ f x = ± ∞

lim x → 3 + ⁡ f x = + ∞

lim x → 3 - ⁡ f x = - ∞

Logo, a função f ( x ) possui uma assíntota vertical em x = 3 .

- Oblíqua:

lim x → ± ∞ ⁡ f x x = ± k

lim x → ± ∞ ⁡ x 2 x - 3 x = 1

A função possui assíntotas oblíquas em relação à reta y = x + b , onde b é dado por:

b = lim x → ± ∞ ⁡ f x - x

b = lim x → ± ∞ ⁡ - 3 x x - 3 = - 3

Ou seja, a função possui assíntotas oblíquas em relação à reta y = x - 3 .

Passo 7

Observação: como a função não possui pontos de inflexão, não é possível calcular a inclinação da tangente inflexional.

Passo 8

Ao verificar os extremos relativos da função, tal com os pontos notáveis já destacados, percebemos que x = 0 é um máximo relativo e x = 6 , um mínimo relativo. Ou seja, a imagem é dada por:

f ∈ R | f ≤ 0   o u   f ≥ 6

Resposta

Gráfico:

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Ache as assíntotas horizontal e vertical do gráfico de f , determinando o seguinte:Os extremos relativos de f ;Os pontos de inflexão do gráfico de f ;Os intervalos em que f é crescenteOs intervalos em
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