Exercícios Resolvidos de Derivadas de Funções Básicas

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Enunciado

Quais são os valores de x para os quais o gráfico f x = x 3 + 3 x 2 + x + 3 tem tangentes horizontais?

Passo 1

E aí, como estamos indo?

Pra começar essa vamos pegar uma informação super importante: Toda reta horizontal possui coeficiente angular nulo, ou seja, m = 0 .

E você lembra o que é o coeficiente angular da reta tangente? A derivada da função.

Ouuu sejaaaa... o que a gente tá procurando na verdade são os pontos onde a derivada da nossa função é zero!

Então, bora derivar e igualar a zero pra achar esses valores de x   aí que ele tá querendo?

Passo 2

Vamos derivar essa função aqui:

f x = x 3 + 3 x 2 + x + 3

A gente usa a regra do Tombo, tá lembrado? Assim ó:

x n ' = n ⋅ x n - 1

Vamos aplicar isso em cada termo, então:

f ' x = 3 ⋅ x 3 - 1 + 2 ⋅ 3 x 2 - 1 + 1 ⋅ x 1 - 1 + 0

f ' x = 3 x 2 + 6 x 1 + x 0 ⏟ 1

f ' x = 3 x 2 + 6 x + 1

Beleza! Achamos a derivada!

Passo 3

Agora a gente precisa achar os pontos onde essa derivada é zero, ou seja:

3 x 2 + 6 x + 1 = 0

E isso aí virou uma equação de segundo grau.

Vamos resolver essa equação pela famosa fórmula de Bháskara! Que é assim:

x = - b ± Δ 2 a       e         Δ = b 2 - 4 a c

Onde a ,   b   e   c são os coeficientes da nossa equação. No nosso caso: a = 3 ,   b = 6 ,   c = 1 .

Vamos começar achando o pra depois jogar isso ali na formula do x .

Passo 4

Primeiro aqui:

  Δ = b 2 - 4 a c

Δ = 6 2 - 4 ( 3 ) ( 1 )

Δ = 36 - 12

Δ = 24

Substituindo na outra relação:

x = - b ± Δ 2 a

Quando chega nessa fórmula, temos que separar ela em duas partes. Uma usando o + e outra usando o pra ∆ .

Bora fazer a parte da soma:

Ahhh uma coisa importante, podemos escrever a 24 como 2 6 .

x 1 = - 6 + 24 2 ⋅ 3 = - 6 + 2 6 6

Simplificando o 6 :

  - 1 + 6 3

Agora a subtração:

x 2 = - 6 - 24 2 ⋅ 3 = - 1 - 6 3  

Prontinho! Esses são os pontos onde as tangentes são horizontais😊

Resposta

x 1 =   - 1 + 6 3 ou x 2 = - 1 - 6 3