top of page

A reta tangente

Suposições para a reta tangente:


​​

  • Definir a inclinação de uma curva y = f(x) para, em seguida, encontrar a equação da reta tangente à curva num ponto dado;

  • ​y = f(x) é uma curva definida no intervalo (a,b);

  • Seja P(x,y₁) e Q(x₂,y₂) dois pontos distintos da curva y = f(x);

  • Seja s a reta secante que passa pelos pontos P e Q;

  • Considerando o triângulo PMQ, tem-se que a inclinação da reta s é :   tgα=y-y₁/x₂-x

  • Suponhamos agora que, mantendo P fixo, Q se mova sobre a curva em direção a P;

  • A inclinação da reta secante s variará: à medida que Q se aproxima de P, a inclinação da secante varia

  • cada vez menos , tendendo para um valor limite constante;

  • Esse valor limite é chamado de inclinação da reta tangente à curva no ponto P , ou também inclinação da curva em P.

                ​

​​

Definição

A inclinação da reta tangente à curva no ponto P é dada por:

m ( x) = lim ∆y/∆x = lim f ( x₂) - f ( x)/ x₂-x ,     (1)

quando o limite existe.

Fazendo x₂ = x₁+∆x , podemos escrever o limite (1) na forma de:

               m (x) = lim f (x +∆x )- f  ( x∆x        (2)

 Q→P

 x₂ x

  ∆x →0

Conhecendo a inclinação da reta tangente à curva no ponto P , encontra-se a equação da reta tangente à curva no mesmo ponto.

Equação da reta tangente

Se a função f(x) é contínua em x₁, então a reta tangente à curva y=f(x) em P (x₁,f(x₁)) é:

 

(i) A reta que passa por P tendo inclinação: 

m (x₁) = lim f (x₁+∆x )- f (x₁) / ∆x , se esse limite existe. Neste caso, temos a equação:

                                                            y - f(x)= m(x-x).             (3)

(ii) A reta x=x , se lim f (x₁ +∆x )- f (x₁) / ∆x for infinito.

  ∆x →0

  ∆x →0

Exemplos

(i) Encontre a inclinação da reta tangente à curva y = x² - 2x + 1 no ponto (x₁,y₁).

1.jpg

(ii) Encontre a equação da reta tangente à curva y = 2x² + 3 no ponto cuja abscissa é 2.

Velocidade e aceleração

Velocidade

Supõe-se que um corpo se move em linha reta e que s = s(t) representa o espaço percorrido pelo corpo até o instante t. Então, no intervalo de tempo t e t+∆t o corpo sofre um deslocamento:   

  ∆s = s(t+∆t) - s(t) .

Definimos a velocidade média nesse mesmo intervalo de tempo como:

Vms(t+∆t) - s(t)

∆t

Para obtermos a velocidade instantânea do corpo no instante , calculamos sua velocidade média em instantes de tempo ∆t cada vez menores. A velocidade instantânea é o limite das velocidades médias quando ∆t se aproxima de zero, isto é,

v (t) = lim ∆s = lim s(t+∆t) - s(t)

∆t

  ∆t→0

∆t 

  ∆t→0

Aceleração

A aceleração média no intervalo de tempo entre t e t+∆t é dada por:

 aₘ = v(t+∆t) - v(t) 

Para obtermos a aceleração instantânea do corpo no instante , calculamos sua aceleração média em instantes de tempo ∆t cada vez menores. A aceleração instantânea é o limite das acelerações médias quando ∆t se aproxima de zero, isto é,

a(t) = lim v(t+∆t) - v(t) = v'(t)

∆t

∆t

  ∆t→0

Exemplos

(i) No instante = 0 um corpo inicia o movimento em linha reta. Sua posição no instante é dada por 

s(t)= 16t - t² .

Determine:

(a) a velocidade média do corpo no intervalo de tempo [2,4];

R = 10 unidades de velocidade.

(b) a velocidade do corpo no instante =2;

R = 12 unidades de velocidade.

(c) a aceleração média no intervalo [0,4];

R = -2 unidades de aceleração.

(d) a aceleração no instante t = 4.

R = -2 unidades de aceleração.

(ii) A equação do movimento de um corpo em queda livre é = ½ g.t² , sendo g um valor constante. Determine a velocidade e a aceleração do corpo em um instante qualquer t.

R=

A velocidade num instante t = g.t m⁄s

A aceleração num instante t = g unid. acel. 

Para um melhor entendimento das resoluções do exemplo (i) assista o vídeo abaixo

Derivada de um função num ponto

A derivada de uma função f(x) no ponto x₁ , denotada por f'(x₁) , é definida pelo limite

f'(x₁) = lim f (x₁ +∆x )- f (x₁) , quando esse limite existe.

∆x

  ∆x 0

Como já vimos anteriormente, esse limite nos dá a inclinação da reta tangente à curva. Portanto, geometricamente, a derivada da função y = f(x) no ponto x₁ representa a inclinação da curva neste ponto.

Derivada de uma função

A derivada de uma função y = f(x) é a função denotada por f'(x), tal que seu valor em qualquer x ∈ D() é dado por: 

f'(x) = lim f (x +∆x )- f (x) , quando esse limite existe.

∆x

∆x 0

IMPORTANTE!!

Dizemos que uma função é derivável quando existe a derivada em todos os pontos de seu domínio.

Outras notações podem ser usadas no lugar de y' = f' (x):

(i) Dₓf (x) - leitura: derivada f(x) em relação a x.

(ii) Dₓy - leitura: derivada de y em relação a x.

(iii) dy/dx - leitura: derivada de em relação a x.

Exemplos

(i) Dada f(x) = 5x² + 6x - 1, encontre f'(2).

(ii) Dada f(x) = x - 2 , encontre f'(x).

 

(iii) Encontre a equação da reta tangente à curva y = √x , que seja paralela à reta 8x - 4y +1 = 0.

Lembre-se: Duas retas são paralelas quando os seus coeficientes angulares são iguais.

(iv) Encontre a equação para a reta normal à curva y = x² no ponto P(2,4).

Lembre-se: A reta normal a uma curva num ponto dado é a reta perpendicular à reta tangente neste ponto. Duas retas t e n são perpendiculares se: mₜ · mₙ = -1; Onde mₜ e mₙ são as inclinações das retas t e , respectivamente, num dado ponto P.

(v) Dada f(x) = √x , encontre f'(4).

(vi) Dada f(x) = ∛x , encontre f'(x).

x + 3

Derivadas laterais

Definição 1: se a função y = f(x) está definida em x₁, então a derivada à direita de f em x₁, denotada por     f'  (x₁) é definida por:

                 f'  (x₁) = lim f (x +∆x )- f (x₁)

                             = lim f(x)-f (x₁) , caso este limite exista.

Definição 2: se a função y = f(x) está definida em x₁, então a derivada à direita de f em x₁, denotada por     f'  (x₁) é definida por:

                   f'  (x₁) = lim f (x +∆x )- f (x₁)

                              = lim f(x)-f (x₁) , caso este limite exista.

+

∆x

+

  ∆x 0

x - x

  xx

-

-

x

 ∆x 0⁻

x - x

  xx

Uma função é derivável em um ponto, quando: as derivadas à direita e à esquerda nesse ponto existem e são iguais.

Quando as derivadas laterais (esquerda e direita) existem e são diferentes em um ponto, dizemos que este é um ponto anguloso do gráfico da função.

Exemplos

(i) Seja f a função definida por:

f (x) =                  

3x - 1,  se x < 2

7 - x,    se x ≥ 2.

{

(a) Mostre que f é contínua em 2.

(b) Encontre as derivadas laterais em x = 2.

(ii) Seja a função (x) = (x - 2)⋅|x| .Encontre as derivadas laterais quando x = 0.

.

Regras de derivação

Nesta seção aprenderemos regras para derivar funções sem o uso da definição.

1. Derivada de uma constante: se é uma constante e f (x) = para todo x, então f' (x) = 0.

Prova: (vídeo)                                                    

 

 

 

 

                                                                                      

Exemplos

(i) f (x) = 4                                                (ii) y = -10

   f' (x) = 0                                                    f' (x) = 0

2. Regra da Potência: se n é um número inteiro positivo e f (x) = x, então f' (x) = ⋅ xⁿ ⁻¹.

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Se f (x) = x⁵, então f' (x) = 5x⁴.

(ii) Se g (x) = x, então g' (x) = 1.

(iii) Se h (x) = x⁻³, então h' (x) = -3x⁻⁴.

3. Derivada do produto de uma constante por uma função: sejam f uma função, c uma constante e a função definida por g (x) = c ⋅f (x). Se f' (x) existe, então g' (x) = c ⋅f' (x).

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Se f (x) = 8x², então f' (x) = 8(2x) = 16x.

(ii) Se f (x) = -2x⁷, então f' (x) = -2(7x⁶) = -14x⁶.

(iii) Se f (x) = 10x³, então f' (x) = 10(3x²) = 30x².

4. Derivada de uma soma: sejam f e duas funções e h a função definida por h (x) = f (x) + g (x). Se f' (x) e g' (x) existem, então h' (x) = f' (x) + g' (x).

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Se f (x) = 3x⁴ + 8x + 5, então f' (x) = 12x³ + 8.

(ii) Se (y) = 9y⁵ - 4y² + 2y + 7, então g' (x) = 45y⁴ - 8y + 2.

5. Derivada de um produto: sejam f e funções e h a função definida por h (x) = f (x) ⋅ g (x). Se f' (x) e g' (x) existem, então h' (x) = (x) ⋅ g' (x) + f' (x) ⋅ g (x).

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Seja (x) = (2x³ - 1) ⋅ (x⁴ + x²)

f' (x) = (2x³ - 1) (4x³ + 2x) + (x⁴ + x²) (6x²).

(ii) Seja f (t) = ½ (t² + 5) ⋅ (t⁶ + 4t)

f' (x) = ½[(t² + 5) (6t⁵ + 4) + (t⁶ + 4t) (2t)].

6. Derivada de um quociente: sejam f e funções e h a função definida por h (x) = f (x) ∕g (x), onde g (x) ≠ 0.

Se f' (x) e g' (x) existem, então h' (x) = g (x) ⋅ f' (x) - f (x) ⋅ g' (x) .

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Encontre f' (x) sendo f (x) = (2x⁴ - 3) ∕ (x² - 5x + 3)

(ii) Encontre g' (x) sendo g (x) = 1 x .

g' (x) = -1  x² .

[g (x)]²

7. Proposição: se f (x) = x⁻ onde n é um número inteiro positivo e x ≠ 0, então f' (x) = -n · x⁻ⁿ⁻¹ .

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Se f (x) = 3 ⁄ x⁴ , determine f' (x).

f' (x) = -12 ⁄ x⁵.

(ii) Se f (x) = 4 ⁄ x⁵ + 6 ⁄ x⁷ , determine f' (x).

f' (x) = -20 ⁄ x⁶ - 42 ⁄ x⁸.

Derivada da função composta

1. Regra da cadeia: se y = g(u) u = f (x) e as derivadas dy/du du/dx existem, então a função composta 

y = g[f (x)] tem derivada que é dada por:

dy = dy   du

dx

du

·

dx

ou y''(x) = g' (u) · f' (x) .

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Dada a função f (x) = (x² + 5x + 2)⁷ , determine dy/dx .

(ii) Dada a função f (x) =  3x + 2    , encontre y' .

2x + 1

(

) 

(iii) Dada a função = (3x² + 1)³ · (x - x²)² , determine dy/dx .

Derivada da função inversa 

Teorema: seja y = f (x) uma função definida em um intervalo (a,b). Suponhamos que f (x) admita uma função inversa x = g (y) contínua. Se f' (x) existe e é diferente de zero para qualquer x ∈ (a,b), então g = f ⁻¹ é derivável e vale:

g' (y) = 1/f'(x) = 1/f' [g (y)] .

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) Seja y = f (x) = 4x - 3, determine g' (y).

(ii) Seja y = 8x³, determine g' (y).

Derivadas das funções elementares

Nesta seção aprenderemos as derivadas das funções elementares, sendo elas: exponencial, logarítmica, trigonométricas, trigonométricas  inversas, hiperbólicas e hiperbólicas inversas.

1. Derivada da função exponencial: se y = aˣ , (a>0 e a≠1) então y'  = aˣ · ln (a) .

Prova: (vídeo)

Caso particular:

Se y = eˣ , então y' = eˣ · ln e = eˣ , onde e é o número neperiano.

2. Derivada da função logarítmica: se y = logₐ x (a>0 , a≠1) , então: y' = 1/x · logₐ (a>0 , a≠1).

Prova: (vídeo)  

3. Derivada da função exponencial composta: se y = uᵛ , onde u = u(x) e v = v(x) são funções de x, deriváveis

num intervalo I e u(x) > 0, ∀ x ∈ I então y' = v · uᵛ⁻¹ · u' + uᵛ · ln (u) · v'

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) y = 3²⁽ˣ⁾²⁺³ˣ⁻¹ . (3 elevado à 2x²+3x+1) , y' =?

(ii) = (1/2)     , y' = ?

(iii) eˣ⁻¹  , y' = ?

(iv) y = eˣ·ˡⁿ⁽ˣ⁾ , y= ?

(v) y = log₂ (3x² + 7x - 1) , y' = ?

(vi) y = ln (eˣ / x+1) , y' = ?

(vii) y = (x² + 1)²ˣ ⁻ ¹ , y' = ?

√x

ˣ⁺¹

4. Derivada da função seno: se y = sen x, então y’ = cos x.

Prova: (vídeo)

5. Derivada da função cosseno: se y = cos x, então y’ = -sen x.

Prova: (vídeo)

6. Derivada das demais funções trigonométricas: como as demais funções trigonométricas são definidas à partir do seno e do cosseno, podemos usar as regras de derivação para encontrar suas derivadas.

 

6.1 - Função tangente: 

y = tg x = sen x /cos x , então y'  = sec² x .

Prova: (vídeo)
 

 

6.2 - Função cotangente: 

y = cotg x = cos x / sen x , então y'  = - cosec² x .

Prova: (vídeo)

6.3 - Função secante:

y = sec x = 1 / cos x , então y'  = sec x · tg x .

Prova: (vídeo)

6.4 - Função cossecante: 

y = cosec x = 1 / sen x , então y' = - cosec x · cotg x .

Prova: (vídeo)

Exemplos

(i) y = sen (x²) , y' = ?                                                                                     (ii) y = cos (1/x) , y' = ?

(iii) y = 3 tg√x + cotg 3x , y' = ?                                                                   (iv) y = cos x / (1 + cotg x) , y' = ?

(v) y = sec (x² + 3x + 7) , y' = ?                                                                     (vi) y = cosec ((x +1) / (x-1)) , y' = ?

7. Derivada das funções trigonométricas inversas: 

7.1 - Função arco seno: seja f : [-1,1] → [-π/2,π/2] definida por f (x) = arc sen x . Então y = f (x) é derivável em (-1,1) e y'  = 1 / 1-x² .

Prova: (vídeo)

7.2 - Função arco cosseno: seja f : [-1,1] → [0,π] definida por f (x) = arc cos x . Então y = f (x) é derivável em (-1,1) e y' = -1√1-x² .

Prova: (vídeo)

7.3 - Função arco tangente: seja f : ℝ → [-π/2 , π/2] definida por f (x) = arc tg x . Então y = f (x) é derivável em ℝ y'  = 1 / (1+x²) .

Prova: (vídeo)

7.4 - Função arco cotangente: y'  = -1 / (1+x²) .

7.5 - Função arco secante: y' = 1 / ( |x| · √x² -1 ) , |x| > 1 .

7.6 - Função arco cossecante: y' = -1 / ( |x| · √x² -1 ) , |x| > 1 .

Exemplos

(i) y = arc sen (x+1)

(ii) y = arc tg ((1-x²) / (1+x²))

8. Derivada das funções hiperbólicas: como as funções hiperbólicas são definidas em termos da função exponencial, podemos determinar facilmente suas derivadas, usando regras de derivação já estabelecidas.

8.1 - Seno hiperbólico (senh u): y ' = cosh u · u'

8.2 - Cosseno hiperbólico (cosh u): y' = senh u · u'

8.3 - Tangente hiperbólica (tgh u): y'  = sech² u · u'

8.4 - Cotangente hiperbólica (cotgh u): y' = -cosech² u · u'

8.5 - Secante hiperbólica (sech u): y' = -sech u · tgh u · u'

8.6 - Cossecante hiperbólica (cosech u): y' = -cosech u · cotgh u · u'

Exemplos

(i) y = sech (x³ + 3) , y' = ?

(ii) y = sech (2x) , y '= ?

(iii) y = ln [tgh (3x)] , y '= ?

(iv) y = cotgh (1-x³) , y '= ?

Tabela Geral das Derivadas

Tabela de derivada - part.1.png
Tabela de derivada - part.2.png
Tabela de derivada - part.3.png

Derivadas sucessivas

Seja f uma função derivável definida num certo intervalo. A sua derivada f’ é também uma função, definida no mesmo intervalo, então também derivável.

Definição: Seja f uma função derivável. Se f’ também for derivável, então a sua derivada é chamada derivada segunda de f e é represen-tada por f’’(x) (lê-se f-duas linhas de x) ou d²f /dx² ( lê-se derivada segunda de f em relação a x).

Se f” é uma função derivável, sua derivada, f”’(x) é chamada derivada terceira de f(x).

A derivada de ordem n ou n-ésima derivada de f, representada por f⁽ⁿ⁾(x), é obtida derivando-se a derivada de ordem n - 1de f.
 

Exemplos

(i) y =3x²+8x+1, y”= ?                                                                                         (ii) y = tg x , y'' = ? 

y' = 6x+8

y'' = 6

(iii) = √1+x², y”= ?                                                                                             (iv) y = 3x⁵ + 8x², responda até

                                                                                                                              a derivada sexta.

(v) y = eˣ/² , responda até a derivada sexta.                            (vi) = sen x ,responda até a  derivada sexta.   

                                                                                                                                                                                                                                                                              

                                                                                                                      

Derivação implícita

1. Função na forma implícita:

F(,y) = c 

                                                                                                             

Exemplo 

y⁴ + 3xy + 2ln(y) = 0                                                                

2. Derivada de uma função na forma implícita:

F(x,y) = c , aplicar a derivada nos dois membros da igualdade, logo:

dF/dx = dc/dx , quando c = constante.                                               

dF/dx = 0

Exemplos

(i) x² + y² = 4 , y' = ?

(ii) xy² + 2y³ = x - 2y ,  y' = ?

(iii) x²y² + x sen y = 0 ,  y' = ?

Diferencial

1. Acréscimos: seja y = f (x) uma função. Podemos sempre considerar uma variação da variável independente x. Se x varia x₁ a x₂, definimos o acréscimo de x, denotado por Δx, como:

 Δx₂ - x₁ .

A variação de origina uma correspondente variação de y, denotada por Δy, dada por:

Δy = f (x₂) - f (x) ou,

Δy = f (x₁x) - f (x)

Gráfico diferencial.png

2. Diferencial: sejam y = f (x) uma função derivável e Δx um acréscimo de x. Definimos:

(a) a diferencial da variável independente x, denotada por dx, como dx = Δx;

(b) a diferencial da variável dependente y, denotada por dy, como dy = f' (x) ∙ dx .

Assim, a notação dy/dx, já usada para f' (x), pode agora ser considerada um quociente entre duas diferenciais.

 

Exemplos

(i) Se y = 2x² - 6x + 5, calcule o acréscimo Δy para x = 3 e Δx = 0,01.

(ii) Se y = 6x² - 4, calcule Δy e dy para x = 2 e Δx = 0,001.

(iii) Calcule um valor aproximado para ∛65,5 usando diferenciais.

(iv) Obtenha um valor aproximado para o volume de uma fina coroa cilíndrica de altura 12 m, raio interior 7 m e espessura 0,05m. Qual o erro decorrente se resolvermos usando diferenciais?

Captura de tela 2023-02-23 201320.png

Aplicações da derivada

1. Máximos e mínimos

x₁, x₂, x₃, x₄ → pontos extremos da função y = f (x).

f (x₁) e f (x₃) → máximos relativos.

f (x₂) e f (x₄) → mínimos relativos.

1.1 - Definição: uma função f  tem um máximo relativo em c, se existir um intervalo aberto I, contendo c, tal que f (c) ≥ f (x) para todo x ∈ I ∩ D ().

1.2 - Definição: uma função f  tem um mínimo relativo em c, se existir um intervalo aberto I, contendo c, tal que f (c) ≤ f (x) para todo x ∈ I ∩ D ().

1.3 - Exemplos:

(i) f (x) = 3x⁴ - 12x² tem extremos no intervalo (-2,2) ?

(ii) (x) = x⁴ - 4x³ - 13x² + 28x + 60 tem extremos no intervalo (-5,6) ?

1.4 - Proposição: suponhamos que f (x) existe para todos os valores de x ∈ (a,b) e que f tem um extremo relativo em c, onde a < c < b. Se f' (c) existe, então f' (c) = 0.

Prova: (importante assistir o vídeo)

1.5 - Exemplos:

(i) f (x) = 3x , há extremos absolutos em [1,3) ?

(ii) f (x) = -x² + 2 , há extremos absolutos em (-3,2) ?

1.6 - Proposição: seja : [a,b] →  ℝ uma função contínua, definida em um intervalo fechado [a,b]. Então f   assume máximo e mínimo absoluto em [a,b].

1.7 - Definição: dizemos que f (c) é o máximo absoluto da função f , se c ∈ D(), e f (c) ≥ f (x) para todos os valores de x no domínios de f .

1.8 - Definição: dizemos que f (c) é o mínimo absoluto da função f , se c ∈ D(), e f (c) ≤ f (x) para todos os valores de x no domínios de f .

1.9 - Exemplos:

(i) f (x) = x² + 6x - 3 , têm extremos no intervalo [-7,1] ?

(ii) f (x) = -x² + 6x - 3 , têm extremos no intervalo [-1,7] ?

2. Funções crescentes e decrescentes

2.1 - Definição: dizemos que uma função f, definida num intervalo I, é crescente neste intervalo se para quaisquer x₁,x₂ ∈ I, x₁ x₂, temos f (x₁) ≤ f (x).

2.2 - Definição: dizemos que uma função f, definida num intervalo I, é decrescente neste intervalo se para quaisquer x₁,x₂ ∈ I, x₁ x₂, temos f (x₁) ≥ f (x).

2.3 - Proposição: seja f uma função contínua no intervalo [a,b] e derivável no intervalo (a,b).

  • Se f' (x) > 0 para todo x ∈ (a,b), então f é crescente em [a,b];

  • Se f' (x) < 0 para todo x ∈ (a,b), então f é decrescente em [a,b].

2.4 - Exemplos: determine os intervalos nos quais as funções seguintes são crescentes ou decrescentes.

(i) f (x) = x³ + 1.

(ii) f (x) = x² - x + 5.

(iii) f (x) = 

Captura de tela 2023-02-24 152956.png
Captura de tela 2023-02-24 153701.png

{

2x² - 4, se x ≤ 1

-x - 1, se x ≥ 1.

3. Critérios para determinar os extremos de uma função

3.1 - Teorema (critério da derivada primeira para determinação de extremos): seja uma função contínua num intervalo fechado [a,b] que possui derivada em todo o ponto do intervalo (a,b), exceto possivelmente num ponto c.

  • Se f' (x) > 0 para todo x < c  e f' (x) < 0 para todo x > , então f tem um máximo relativo em c ;

  • Se f' (x) < 0 para todo x < c  e f' (x) > 0 para todo x > , então f tem um mínimo relativo em c.

3.2 - Exemplos: encontrar os intervalos de crescimento, decrescimento e os máximos e mínimos relativos da função.

(i) f (x) = 

(ii) f (x) = x³ - 7x + 6.

3.3 - Teorema (critério da derivada segunda para determinação de extremos):  sejam f uma função derivável num intervalo (a,b) e c um ponto crítico de f neste intervalo, isto é, f'(c) = 0, com a < c < b. Se f admite a derivada f'' em (a,b), temos:

  • Se f''(c) < 0, f  tem um valor máximo relativo em c ;

  • Se f''(c) > 0, f  tem um valor mínimo relativo em c ;

{

(x - 2)² - 3, se x ≤ 5

1/2(x + 7), se x > 5.

3.4 - Exemplos: encontre os máximos e os mínimos de f aplicando o critério da derivada segunda.

(i) f (x) = 18x + 3x² - 4x³.

(ii) f (x) = x(x - 1)².

4. Concavidade e pontos de inflexão

4.1 - Definição: uma função f é dita côncava para cima no intervalo (a,b), se f' (x) é crescente neste intervalo.

4.2 - Definição: uma função f é dita côncava para baixo no intervalo (a,b), se f' (x) é decrescente neste intervalo.

4.3 - Proposição: seja uma função contínua no intervalo [a,b] e derivável até segunda ordem no intervalo (a,b).

  • Se f'' (x) > 0 para todo x ∈ (a,b), então f é côncava para cima em (a,b);

  • Se f'' (x) < 0 para todo x ∈ (a,b), então f é côncava para baixo em (a,b).

4.4 - Definição: um ponto P(c,f(c) ) do gráfico de uma função contínua f é chamado de um ponto de inflexão, se existe um intervalo (a,b) contendo c, tal que uma das seguintes situações ocorra:

  • f é côncava para cima em (a,c) e côncava para baixo em (c,b);

  • f é côncava para baixo em (a,c) e côncava para cima em (c,b).

4.5 - Exemplos: determine os pontos de inflexão e reconheça os intervalos onde as funções seguintes tem concavidade voltada para cima ou para baixo.

(i) (x) = (x - 1)³.

(ii) f (x) = x⁴ - x².

(iii) f (x) = 

{

x²,              para x ≤ 1

1 - (x - 1)², para x > 1.

5. Construção de gráficos

Captura de tela 2023-03-04 224222.png

,

Exemplos: esboce os gráficos das funções.

(i) (x) = 3x⁴ - 8x³ + 6x² + 2.

(ii) f (x) = x²/(x - 3).

(iii) f (x) = (x + 1)⅓.

6. Regras de L'Hospital

6.1- Definição: método geral utilizado para tratar limites que apresentam as indeterminações do tipo 0/0 e  

∞/∞.

6.2 - Proposição (regras de l'hospital): sejam f e g funções deriváveis num intervalo aberto I, exceto, possivelmente, em um ponto a ∈ I. Suponhamos que g' (x) ≠ 0 para todo x ≠ a em I.

  • Se lim f (x) = lim g (x) = 0 e lim f' (x)/g' (x) = L, então lim f (x)/g(x) = lim f' (x)/g' (x) = L ;

x → a

x → a

x → a

x → a

x → a

  • Se lim f (x) = lim g (x) = e lim f' (x)/g' (x) = L, então lim f (x)/g(x) = lim f '(x)/g' (x) = L .

x → a

x → a

x → a

x → a

x → a

6.3 - Exemplos: determine o limite das funções.

(i) lim 2x/(eˣ - 1)

(ii) lim (senx - x)/(eˣ + e⁻ˣ - 2)

(iii) lim (eˣ - 1)/(x³ + 4x)

(iv) lim (x² + x - 6)/(x² - 3x + 2)

(v) lim (3x + 9)¹/ˣ

(vi) lim x ⋅ sen 1/x

(vii) lim 1/(x² + x)  -  1/(cos - x)

(viii) lim (2x² + x)ˣ

(ix) lim (1 + 1/2x)ˣ

x → 0

x → 0

x → +

x → 2

x → +

x → +

x → 0

x →

x → +

bottom of page