Enunciado

Vimos, no exemplo 9, que a equação cos ⁡ x = x tem exatamente uma solução.

a) Use um gráfico para mostrar que a equação cos ⁡ x = 0,3 x tem três soluções e encontre-as com duas casas decimais de precisão.

b) Encontre um valor aproximado m tal que a equação cos ⁡ x = m x tenha exatamente duas soluções.

Passo 1

Oie, tudo bem? Vamos resolver essa atividade aqui.

Queremos achar as soluções da equação cos ⁡ x = 0,3 x graficamente.

Para isso, plotamos as funções f x = cos ⁡ x e g x = 0,3 x e olhamos para seus pontos de encontro, iremos utilizar o GeoGebra, mas veja que você pode plotar esse gráfico utilizando o desmos ou outro software que você goste.

Passo 2

Assim, as soluções são:

x = - 3,29 ,             x = - 2,36             e             x = 1,20

Passo 3

Plotando os gráficos de f x = cos ⁡ x , g x = 0.3 x e h x = x em uma mesma tela,

Precisamos encontrar a inclinação m de c o s   x   =   m x para que haja apenas dois pontos de interseção.

No gráfico, podemos ver que, para ter apenas dois pontos de interseção, a nova linha deve ser mais íngreme que o gráfico de g ( x ) mas menos íngreme que o gráfico de h ( x ) 0.3   <   m   <   1 .

No gráfico, podemos ver que a única maneira de ter apenas dois pontos de interseção é que a linha azul seja tangente à curva f ( x )   = c o s   x no lado esquerdo e a cruze no lado direito. Portanto, precisamos tentar com diferentes valores de m no intervalo dado, com valores mais próximos de 0.3 do que de 1 .

Usando a ferramenta de programa do CAS ou da calculadora, você pode encontrar a linha tangente que vai do ponto A até a origem ( 0,0 ) , intersectando a curva no ponto B, e encontrar a inclinação correspondente m   =   0.3367 .

Os dois pontos de interseção são:

- 2.7982 ,   - 0.9416

( 1.1677 ,   0.3923 )

Resposta

x = - 3,29 ,             x = - 2,36             e             x = 1,20

m = 0,336

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Faça o gráfico da função y = 1 2 x 2 + 1 sem traçar pontos, mas iniciando com o gráfico de uma das funções padrão apresentadas nas figuras (1), (2) e (3) e aplicando uma transformação apropriada.Figur