Enunciado
Cálculo - Diva Flemming - Cálculo A- Ed: 6º - Capítulo 5.10 - Ex. 15c
Seguindo as etapas apresentadas em fazer um esboço do gráfico da seguinte função:
Passo 1
O primeiro passo é determinar o domínio da função, ou seja, .
A nossa função não possui nenhuma indeterminação, ou seja, nenhum ponto na qual ela não existe. Logo:
Passo 2
Podemos agora determinar os pontos de intersecção com os eixos.
A intersecção em é mais simples de se determinar pois ocorre em . Temos que:
Como não é uma função tão trivial não precisamos necessariamente determinara intersecção em .
Passo 3
Agora vamos determinar os pontos críticos da função. Para isso basta calcular a primeira derivada da função, iguala-la a zero e isolar a variável .
Temos então que:
Encontramos então que são pontos críticos.
Passo 4
O próximo passo é determinar os intervalos de crescimento e decrescimento de .
Fazendo , obtemos:
Portanto, é crescente em .
Fazendo obtemos:
Portanto, é decrescente em .
Passo 5
Vamos determinar os pontos de máximos e mínimos relativos. Podemos aplicar o teste da segunda derivada.
O teste da segunda derivada diz que:
- Se , tem um valor máximo relativo em .
- Se , tem um valor mínimo relativo em.
Calculando a segunda derivada, temos:
Aplicando os pontos críticos na função, temos:
Passo 6
Determinando agora a concavidade e os pontos de inflexão, ainda pelo teste da segunda derivada.
Por definição a concavidade de uma função pode ser analisada de acordo com a sua segunda derivada. Se é uma função contínua em um certo intervalo e derivável até 2ª ordem no intervalo , temos que:
- Se
- Se
Fazendo temos:
Fazendo temos:
Como a função muda sua concavidade em , este são pontos de inflexão.
Passo 7
Devemos analisar se a função possui assíntotas. Como nossa função não possui pontos de indeterminação, precisamos apenas calcular o limite da função com . Se o resultado do limite for infinito, ela não possui assíntota. No caso do limite tendendo a um número de indeterminação da função, se o limite resultar em infinito, a função tem uma assíntota naquele ponto. Assim:
Logo a função não possui assíntotas.
Passo 8
Por fim, esboçamos o gráfico da função:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)