Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 1 - 7ª Edição - James Stewart- Ed: 7º - Capítulo 4.6 - Ex. 5
Obtenha gráficos de que revelem todos os aspectos importantes da curva. Em particular você deve usar os gráficos de e para estimar os intervalos de crescimento e decrescimento, valores extremos, intervalos de concavidade e pontos de inflexão.
Passo 1
Bom galera, nesse exercício queremos tirar conclusões e estimar propriedades importantes das funções com base em um gráfico previamente feito. As principais propriedades que queremos estimar são os intervalos de crescimento e decrescimento, valores extremos, intervalos de concavidade e pontos de inflexão. Para isso, iremos primeiramente derivar nossa função duas vezes e com base na análise do gráfico da primeira e da segunda derivada podemos concluir e estimar a respeito da função.
Passo 2
Bom galera, primeiramente iremos encontrar a primeira e a segunda derivada da nossa função para assim fazer o gráfico da função e das suas derivadas. Isso é importante pois ao analisar o gráfico da primeira derivada podemos tirar informações a respeito dos valores de máximo e mínimo local e também podemos estimar os intervalos de crescimento e decrescimento. Ao analisar o gráfico da segunda derivada podemos estimar o intervalo de concavidade e os pontos de inflexão. Derivando , temos
Derivando , temos
Passo 3
Podemos então gerar os seguintes gráficos
Com base no gráfico de , podemos encontrar o intervalo de decrescimento e crescimento. Para isso, devemos ver onde o gráfico de é menor que zero. Assim, o intervalo de decrescimento é e e o intervalo de crescimento é e . Podemos ver ao olhar pro gráfico também os valores de máximo e mínimo, que é em para o mínimo e não há valor de máximo.
Com base no gráfico de , podemos estimar os intervalos de concavidade. Para isso, devemos ver onde o gráfico de é maior que zero, que é onde a concavidade é para cima. Assim, a nossa função possui concavidade para cima em e e concavidade para baixo em e em . Podemos ver também o ponto de inflexão, que é .