Enunciado

Use o roteiro dessa seção para esboçar a curva:

y = x x 2 - 1      

Passo 1

Oiee, tudo certinho?

Nós temos a função

y = f x = x x 2 - 1

Para iniciar a questão vamos relembrar um pouco da teoria:

Domínio: Conjunto de todos os valores de (   x   ) para os quais a função f x é definida.

Interseções com os Eixos:

- Eixo x : Onde (   f ( x )   =   0   ) .

- Eixo y : Onde (   x   =   0   ) , ou seja, f ( 0 )

Simetria:

- Função Par: (   f - x =   f x ) .

- Função Ímpar:   (   f - x =   - f x ) .

Assíntotas:

- Assíntotas Verticais: Linhas verticais onde a função cresce sem limites.

- Assíntotas Horizontais: Linhas horizontais que a função se aproxima conforme (   x → ± ∞ ) .

Derivadas e Comportamento da Função:

- Primeira Derivada f ' x : Para determinar onde a função é crescente ou decrescente.

- Segunda Derivada f ' ' x : Para determinar a concavidade e pontos de inflexão.

Concavidade e Pontos de Inflex��o:

- Concavidade para cima: (   f ' ' x >   0   ) .

- Concavidade para baixo: (   f ' ' x <   0   ) .

- Pontos de Inflexão: Onde (   f ' ' x =   0   )   e muda de sinal.

Passo 2

Nosso primeiro passo é calcular o domínio. Nossa raiz precisa ser maior que zero, pois além de ser raiz, está na parte de baixo da fração, assim:

x 2 - 1 > 0

x 2 > 1

x > ± 1

D = ( - ∞ , 1 ) ∪ ( 1 , ∞ ) .

Não há interceptos.

f - x = - f ( x ) , então temos uma função ímpar, e a curva é simétrica em relação à origem.

Temos que:

lim x → ∞ ⁡ x x 2 - 1 = 1

Além disso, temos:

lim x → - ∞ ⁡ x x 2 + 1 = - 1

Assim, em y = ± 1 temo uma assíntota horizontal.

lim x → 1 + ⁡ f x = + ∞ e lim x → 1 - ⁡ f x = - ∞

Então, em x = ± 1 há uma assíntota vertical.

Passo 3

Encontrando os intervalos de crescimento e decrescimento:

f x = x x 2 + 1

f ' x = x 2 + 1 - x x x 2 - 1 [ x 2 - 1 1 2 ] ² = x 2 - 1 - x 2 x 2 - 1 3 2 = - 1 x 2 - 1 3 2 < 0

f é menor que zero em ( - ∞ , - 1 ) e ( 1 , ∞ ) .

Como a função apenas decresce, não há valores extremos.

Achando concavidades e pontos de inflexão por meio da derivada segunda:

f ' ' x = ( - 1 ) - 3 2 x 2 - 1 - 5 2   2 x = 3 x x 2 + 1 5 2

Sendo assim, temos que f ' ' x > 0 em 1 , ∞ ,   então f é côncava para cima nesse intervalo, e f ' ' x < 0 em ( - ∞ ,   - 1 ) , então f é côncava para baixo nessa parte.

Passo 4

Análise do Gráfico

- Domínio: A curva está definida para   (   x   <   - 1   )   e   (   x   >   1   ) .

- Interseções com os Eixos: Não há interseções com os eixos   (   x   )   e   (   y   )   dentro do domínio da função.

- Simetria: A função é ímpar, então o gráfico é simétrico em relação à origem.

- Assíntotas Verticais: Existem assíntotas verticais em (   x   =   1   )   e   (   x   =   - 1   ) .

- Assíntotas Horizontais: Existem assíntotas horizontais em (   y   =   1   )   e   (   y   =   - 1   ) .

- Concavidade:

- Para (   x   >   1   ) , a concavidade é para baixo.

- Para (   x   <   - 1   ) , a concavidade é para cima.

O gráfico confirma as propriedades e características analisadas da função \

y = x x 2 - 1      

Mostrando seu comportamento dentro do domínio permitido.

Resposta

Vide o passo a passo.

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