Enunciado

Use o roteiro desta seção para esboçar a curva

y = x e - x

Passo 1

Oiee, bora resolver mais uma comigo

Primeiro, determinamos o domínio da função

y = x e - x

- A função y = x e - x é definida para todos os valores reais de x .

- Portanto, o domínio da função é todos os números reais R .

Vamos verificar a simetria da função pode simplificar o esboço da curva.

- Para verificar a simetria:

- Uma função é par se f ( - x )   =   f ( x )   .

- Uma função é ímpar se   f ( - x )   =   - f ( x ) .

Verificamos y ( - x ) :

  y ( - x )   =   - x   e x

Isso não é igual a y ( x ) nem a - y ( x ) , então a função não é par nem ímpar.

Passo 2

Analisamos o comportamento da função para valores extremos de x (quando x → ∞ e x → - ∞ ) .

- Para x → ∞

y = x e - x

À medida que x → ∞ , e - x → 0 muito rapidamente, então   y →   0 .

- Para x → - ∞

y = x e - x

À medida que

x → - ∞ , e - x → ∞

e

x → - ∞ ,

o produto

x e - x → 0 .

Passo 3

Calculamos a derivada para entender o comportamento monótono da função.

y = x e - x

Usamos a regra do produto para derivar:

d y d x = e - x + x - e - x

= e - x - x e - x

= e - x ( 1 - x )

Analisamos os pontos críticos onde d y d x = 0 :

e - x ( 1 - x )

Como e - x nunca é zero, temos:

[   1   -   x   =   0   ]

[   x   =   1   ]

Analisamos o sinal da derivada em torno deste ponto crítico:

- Para x < 1 :

d y d x = e - x 1 - x > 0

A função é crescente.

- Para \( x > 1 \):

d y d x = e - x 1 - x < 0

A função é decrescente.

Portanto, x = 1 é um ponto de máximo local.

Passo 4

Calculamos y quando x = 0 :

  y 0 =   0   ⋅ e 0 =   0  

- A função tem um domínio em todos os números reais.

- A função não é simétrica.

- A função é crescente para x   <   1 e decrescente para   x > 1 .

- Interseção com o eixo y em ( 0,0 )

- A função tem um máximo local em x = 1 .

Calculamos o valor da função no ponto de máximo local:

y 1 = 1 ⋅ e - 1 ≈ 1 e ≈ 0.3679

Com base nas análises acima, podemos esboçar a curva da função y = x e - x

1. A função começa em ( 0,0 )

2. Cresce até atingir o máximo local em 1 , 1 e

3. Decresce para     (   x   >   1   ) e se aproxima de 0 para x → ∞

4. Decresce para   (   x   <   0   ) e se aproxima de 0 para x → - ∞

- ( 0,0 )

- 1 , 1 e ≈ ( 1 ,   0.3679 )

- Para x = 2 :

  y 2 =   2   e - 2 = 2 e 2 ≈   0.2707  

- Para x = - 1 :

y - 1 =   - 1 e - 1 = - e ≈ - 2.7183  

Passo 5

O esboço da curva é aproximadamente assim:

O gráfico é uma curva que começa em (0,0), cresce até 1 , 1 e   e depois decresce, aproximando-se de 0 para grandes valores positivos e negativos de x .

Resposta

Vide o passo a passo

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