Enunciado

Use o roteiro desta seção para esboçar a curva.

y = (1 + e^x)^(- 2)

Passo 1

Bom galera, nesse exercício iremos esboçar a curva com base no seguinte roteiro

( A ) Domínio

( B ) Intersecções com os eixos

( C ) Simetria

( D ) Assíntotas

( E ) Intervalos de crescimento e decrescimento

( F ) Valores de máximo e mínimo locais

( G ) Concavidade e ponto de inflexão

( H ) Esboço da curva

Passo 2

( A ) Domínio

Nossa função não possui restrições em nenhum ponto, portanto seu domínio é o conjunto de números reais.

( B ) Intersecções com os eixos

No eixo y , a intersecção ocorre quando f (0) = (1)/(4) . Nossa função não intercepta o eixo x , devido ao fato de ser uma exponencial.

( C ) Simetria

Não há simetria no gráfico.

( D ) Assíntotas

O gráfico não possui assíntotas verticais. Isso ocorre pois em nenhum ponto de x temos o valor de y indo para +- oo . Em compensação, quando calculamos o limite

y = underset(x -> oo)(lim) (1 + e^x)^(- 2) = 0

E o limite

y = underset(x -> - oo)(lim) (1 + e^x)^(- 2) = 1

Vemos que quando x vai para +- oo temos um valor definido. Assim, temos assíntotas horizontais em y = 1 e em y = 0 .

Passo 3

( E ) Intervalos de crescimento e decrescimento

Derivando a função, temos

f^' (x) = - 2 (1 + e^x)^(- 3) (e^x) = (- 2 e^x)/((1 + e^x)^3)

f^' ( x ) é negativa em todos os valores de x . Dessa forma, nossa função está decrescendo de - oo até oo .

( F ) Valores de máximo e mínimo locais

A função não possui pontos críticos, portanto, não possui valores de máximo e mínimo.

( G ) Concavidade e ponto de inflexão

Tirando a segunda derivada da função, temos

f^(' ') (x) = ((1 + e^x)^3 (- 2 e^x) + 2 e^x ( 3 ) (1 + e^x)^2 (e^x))/(((1 + e^x)^3)^2) = (- 2 e^x ( 1 - 2 e^x ))/((1 + e^x)^4)

Para f^(' ') (x) > 0 , temos

1 - 2 e^x < 0

e^x > (1)/(2) o u x > ln (1)/(2)

Concavidade para cima quando x > ln (1)/(2)

Concavidade para baixo quando x < ln (1)/(2) .

Isso ocorre pois todos os outros fatores são positivos.

O ponto de inflexão é (ln (1)/(2) , f ( ln (1)/(2) )) = (ln (1)/(2) , (4)/(9))

( H ) Esboço da curva

Podemos então esboçar graficamente a curva

Resposta

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