Considere que X E R e as funções f e g definidas por suas expressões
f(x)= 1- sqrt(2x-x^2)
g(x)= f(|x|)
O gráfico da função f é parte de uma circunferência.
a) Complete o quadrado no radicando de y= 1- sqrt(2x-x^2), , obtenha a equação da circunferência
que contém o gráfico da função f e identifique o raio e o centro da circunferência.
b) Determine o domínio da função f e esboce o gráfico da função f e da função g. Observando o gráfico, dê o domínio da função g e dê a imagem de cada função.
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a)
Veja que
(X-1)² = x²- 2x + 1
Então
1 - (x-1)² = 1 - (x² - 2x + 1) = 1 - x² + 2x - 1 = 2x - x²
Sabendo disso, reescrevemos
y = 1 - sqrt(2x - x²) = 1 - sqrt[1-(x-1)²]
Subtraímos 1 em ambos os lados:
(y - 1) = sqrt[1 - (x - 1)²]
Elevamos ao quadrado:
(y - 1)² = 1- (x - 1)²
E reorganizamos:
(x - 1)² + (y - 1)² = 1
Portanto a circunferência que contém o grafico de f tem raio r=1 e é centralizada em (1,1).
b)
Para a obtenção do domínio observe que precisamos de um radicando não negativo, então (2x-x²) tem que ser maior ou igual a 0
Acompanhe o raciocínio:
2x-x² ? 0
x(2-x) ? 0
Agora vemos mais facilmente que temos 3 casos:
Se x < 0 então (2-x) > 0, portanto x(2-x) será negativo
Se x>2 então (2-x) < 0 e, novamente, x(2-x) será negativo
Assim, precisamos que x esteja entre 0 e 2.
Dom(f) = [0,2]
Para o esboço de f é importante notar que se trata de uma semi-circunferência de raio 1, centrada em (1,1). Passando pelos pontos: (0,1) ; (1,0) ; (2,1), por exemplo.
Se g(x) = f(|x|) teremos um domínio mais abrangente, uma vez que se torna possíver a utilização de valores entre 0 e -2 para a incógnita x.
Veja que g(-2) = f(|-2|) = f(2) = 1
Assim, o gráfico de g será formado por duas semi-circunferências simétricas em relação ao eixo y. O ponto (0,1) será comum ás duas, uma será centrada em (-1,-1), a outra em (1,1) e ambas terão raio r=1.
Desta maneira podemos concluir que Dom(g) = [-2,2]
Im(f) = Im(g) = [0,1]
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