Para estudar a rapidez com que os animais aprendem, um estudante de etologia executou um experimento no qual um rato teve que percorrer, várias vezes, um labirinto. Suponha que o tempo necessário para o rato encontrar a saída do labirinto, na n-ésima tentativa, seja dado, em minutos, aproximadamente por:
f(n)= 3+12/n
a) Qual é domínio da função ?;
b) Para que valores de n a função tem significado no contexto do experimento?;
c) Quanto tempo o rato levou para encontrar a saída do labirinto na terceira tentativa?;
d) Em que tentativa o rato conseguiu encontrar a saída, pela primeira vez, em 4 minutos ou menos?;
e) De acordo com a função dada, o que acontece com o tempo necessário para que o rato encontre a saída do labirinto quando o número de tentativas aumenta? O rato conseguirá, depois de certo número de tentativas, encontrar a saída em menos de 3 minutos?
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a) n diferente de zero
b) n>0
c) 5
d) 3.75
e) O tempo diminui. Em menos de 3 minutos, o rato nao consiguirá.
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a) O domínio da função é o conjunto dos números naturais maiores que zero, uma vez que o número de tentativas (n) deve ser um valor inteiro e positivo.
b) No contexto do experimento, os valores de n devem ser inteiros maiores que zero. Portanto, o significado da função ocorre para os valores de n pertencentes ao conjunto dos números naturais maiores que zero.
c) Para encontrar o tempo que o rato levou para encontrar a saída do labirinto na terceira tentativa, basta substituir n = 3 na função:
f(3) = 3 + 12/3
f(3) = 3 + 4
f(3) = 7
Portanto, o rato levou 7 minutos para encontrar a saída do labirinto na terceira tentativa.
d) Para determinar em que tentativa o rato encontrou a saída pela primeira vez em 4 minutos ou menos, devemos resolver a seguinte equação:
f(n) ? 4
Substituindo a função f(n):
3 + 12/n ? 4
12/n ? 1
Multiplicando ambos os lados da desigualdade por n (n > 0) para se livrar do denominador:
12 ? n
Portanto, a primeira tentativa em que o rato encontrou a saída em 4 minutos ou menos foi na 12ª tentativa.
e) Quando o número de tentativas aumenta, ou seja, quando n tende ao infinito, podemos analisar o comportamento da função:
lim(n??) f(n) = lim(n??) (3 + 12/n) = 3
Isso significa que à medida que o número de tentativas aumenta, o tempo necessário para o rato encontrar a saída do labirinto se aproxima de 3 minutos. No entanto, de acordo com a função dada, o tempo nunca será exatamente menor que 3 minutos.
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