Enunciado

  1. Mostre que f x = sec ⁡ x + c o s s e c   x tem um valor mínimo, mas nenhum valor máximo no intervalo 0 , π 2 .
  2. Encontre o valor mínimo da parte (a).

Passo 1

E aí?! tudo joia?

  1. Função de máximo e mínimo a gente sempre começa derivando a função, ok?
  2. Vamos derivar essa f ( x ) aí então:

    f ' x = t g   x sec ⁡ x - c o t g   x   c o s s e c   x

    Ok, tá derivada! Mas a gente pode facilitar isso pra gente!

    Vamos colocar isso tudo em seno e cosseno (lembra das definições de cada um né?). Fica assim:

    f ' x = s e n   x cos ⁡ x 1 cos ⁡ x - cos ⁡ x s e n   x   1 s e n   x

    f ' x = s e n   x cos 2 ⁡ x - cos ⁡ x s e n 2 x

    f ' x =   s e n 3 x - cos 3 ⁡ x cos 2 ⁡ x ( s e n 2 x )

    (você vai ver pra que que a gente fez isso...)

    Passo 2

    Pra ter máximo e mínimo, a gente precisa de pontos onde a derivada é zero. Aí que entra essa última expressão que a gente calculou: embaixo não pode zerar, então a gente só vai zerar em cima! Vamos ver...

    s e n 3 x - cos 3 ⁡ x = 0

    s e n 3 x = cos 3 ⁡ x

    s e n   x = cos ⁡ x

    Se você manja das tabelas trigonométricas, você sabe que isso acontece no ângulo de π 4 (   45 ° ) somente (pelo menos dentro do nosso intervalo). Então esse é o nosso único ponto crítico do intervalo!

    x = π 4

    Passo 3

    Mas aí a gente tem que saber se é ponto de máximo ou mínimo. Vamos fazer o teste da segunda derivada pra isso:

    f ' ' x = 1 + s e n 2 x cos 3 ⁡ x - s e n 2 x - 2 cos 2 ⁡ x s e n 3 x

    Vamos testar o valor dessa expressão em x = π 4 agora:

    f ' ' x = 1 + 2 4 2 2 8 - 2 4 - 4 4 2 2 8

    f ' ' x = 6 2 - - 2 2

    = 8 2 > 0

    Como a derivada segunda deu um valor maior que zero, o ponto em x = π 4 é ponto de mínimo, e é o único que temos😉

    Passo 4

  3. Vamos descobrir qual é esse valor mínimo agora! Molezinha, só substituir na função:

f π 4 = sec ⁡ π 4 + c o s s e c π 4

= 2 2 + 2 2

= 4 2 = 2 2

Prontinho! O valor mínimo da função então é 2 2 😊

Resposta

  1. Demonstração.
  2. 2 2 .
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Determine os valores mínimo e máximo absolutos de cada função nos intervalos dados. Em seguida, esboce o gráfico da função. Identifique os pontos no gráfico em que os extremos absolutos ocorrem e incl
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