Enunciado

66. Seja F x = ∫ 1 x f ( t ) d t , onde f é a função cujo gráfico é mostrado. Onde F é côncava para baixo?

Passo 1

Fala aí! tudo certinho?

Nesse caso foi dada a função:

F x = ∫ 1 x f t d t

Onde f t é dada pela curva:

A partir daí, queremos estimar o intervalo onde F tem concavidade para baixo.

Tem ideia de como fazemos isso?

Lembra que a concavidade de uma função é interpretada como a derivada de segunda ordem dessa função? Então... para responder essa questão vamos usar esse teorema.

A concavidade da função F está diretamente ligada ao sinal de F ' ' , então se F ' ' > 0 a concavidade é para cima e quando F ' ' < 0 a concavidade de F é para cima.

No caso a nossa função é F x = ∫ 1 x f ( t ) d t , aplicando o TFC, descobrimos que a primeira deriva é:

F ' x = f ( x )

Onde seu gráfico é dado pelo gráfico do enunciado. Com isso, a segunda derivada de F pode ser interpretada como a primeira derivada de f .

Ou seja, a inclinação de f está diretamente relacionada à concavidade de F .

Veja só!

Passo 2

Saca só, a gente sabe que a derivada vai ser positiva se caso a inclinação da reta for positiva, e ela será negativa se caso a inclinação da reta também for negativa.

Podemos separar dentro do gráfico desse jeito

Portanto, podemos definir os intervalos de concavidade para cima como:

- ∞ ,   - 1 ∪ 1 ,   ∞

E o intervalo de concavidade para baixo é:

- 1 ,   1

É isso! Entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

Os intervalos de concavidade para cima são:

- ∞ ,   - 1 ∪ 1 ,   ∞

E o intervalo de concavidade para baixo é:

- 1 ,   1

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