Enunciado

O gráfico da primeira derivada f ' de uma função   f está mostrado.

(a) Em que intervalos   f está crescendo? Explique.

(b) Em que valores de x a função f tem um mínimo ou máximo local? Explique.

(c) Em que intervalos   f é côncava para cima ou para baixo? Explique.

(d) Quais são as coordenadas dos pontos de inflexão de f ? Por quê?

Passo 1

Olá, meu amigo. Yuri aqui e estarei te ajudando a resolver essa atividade.

Nessa questão, temos o gráfico da derivada de uma função.

A derivada é assim ó:

Na letra a), a partir do gráfico temos que encontrar os intervalos em que f está crescendo.

Isso vai ocorrer nos intervalos em que a derivada for positiva, o que indica uma inclinação positiva na função e portanto que a função cresce nesses intervalos.

Na letra b) queremos os pontos de máximo ou mínimo local.

Para isso, basta olharmos para quando a derivada é zero.

Esse é um ponto crítico.Ele será um ponto de máximo, caso a derivada antes dele seja positiva e depois negativa (pois assim a função crescia, chegou no máximo e depois passou a decrescer) e ele será um ponto de mínimo, caso a derivada antes dele seja negativa e depois positiva (pois assim a função diminuía, chegou no mínimo e depois passou a crescer).

na letra c), queremos saber sobre os intervalos de concavidade para cima e para baixo.

Sabemos que a função é côncava para cima quando

f ' ' x > 0

E é côncava para baixo quando

f ' ' x < 0

Para isso, vamos ter que olhar para a derivada da derivada (a segunda derivada).

Aqui nós só temos o gráfico da derivada, portanto, não tem como derivar uma expressão numérica para chegar na segunda derivada.

Mas olhando para o gráfico, sabemos como é a segunda derivada.

Quando o gráfico da derivada cresce, isso indica que a segunda derivada é positiva e, portanto, a concavidade é para cima.

E quando o gráfico da derivada decresce, isso indica que a segunda derivada é negativa e, portanto, a concavidade é para baixo.

Por fim, na letra d), temos que indicar os pontos de inflexão.

Eles ocorrem quando

f ' ' x = 0

Nesse caso, vamos olhar pro gráfico da derivada f ' x e ver quando sua inclinação é zero (a função nem cresce nem decresce), isso indica que a segunda derivada é nula.

Bora lá

Passo 2

Letra a)

f está crescendo nos intervalos onde f ' x > 0 , que são: ( 2,4 ) e ( 6,9 ) .

Passo 3

Letra b)

f tem um máximo onde ela passa de crescimento para decrescimento, que pelo gráfico, é onde f ' muda de positivo para negativo, em x = 4 .

Seguindo o mesmo raciocínio, f tem um ponto de mínimo onde ela passa de decrescimento para crescimento, e onde f ' muda de negativo para positivo, em x = 2 e x = 6 .

Passo 4

Letra c)

Quando f ' está crescendo, f ' ' é positivo, e consequentemente, f é côncava para cima.

Isso acontece em 1,3 ,   ( 5,7 ) e em 8,9 .

Da mesma forma, f é côncava para baixo quando f ' está decrescendo, que é em 0,1 ,   ( 3,5 ) e em ( 7,8 ) .

Passo 5

Letra d)

f tem pontos de inflexão em x = 1,3 , 5,7 e 8 , pois é onde a derivada f ' tem vértices, onde a sua derivada é nula, e portanto a segunda derivada da função f é nula.

Resposta

  1. ( 2,4 ) e ( 6,9 ) .
  2. Mínimo local: x = 2 e x = 6 .
  3. Máximo local: x = 4 .

  4. Para cima:   1,3 ,   ( 5,7 ) e em 8,9 .
  5. Para baixo:   0,1 ,   ( 3,5 ) e em ( 7,8 ) .

  6. x = 1,3 , 5,7 e 8 .
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