quarta-feira, 30 de setembro de 2015

Função Exponencial

Toda relação de dependência, em que uma incógnita depende do valor da outra, é denominada função. A função denominada como exponencial possui essa relação de dependência e sua principal característica é que a parte variável representada por x se encontra no expoente. Observe:

y = 2 x
y = 3 x + 4
y = 0,5 x
y = 4 x

A lei de formação de uma função exponencial indica que a base elevada ao expoente x precisa ser maior que zero e diferente de um, conforme a seguinte notação:

                                    f: R→R tal que y = a x, sendo que a > 1 ou 0 < a < 1.

Uma função pode ser representada através de um gráfico, e no caso da exponencial, temos duas situações: a > 1 e 0 < a < 1. Observe como os gráficos são constituídos respeitando as condições propostas:
                                       
Uma função exponencial é utilizada na representação de situações em que a taxa de variação é considerada grande, por exemplo, em rendimentos financeiros capitalizados por juros compostos, no decaimento radioativo de substâncias químicas, desenvolvimento de bactérias e micro-organismos, crescimento populacional entre outras situações. As funções exponenciais devem ser resolvidas utilizando, se necessário, as regras envolvendo potenciação.

Vamos apresentar alguns exemplos envolvendo o uso de funções exponenciais.

Exemplo 1

(Unit-SE) Uma determinada máquina industrial se deprecia de tal forma que seu valor, t anos após a sua compra, é dado por v(t) = v0 * 2 –0,2t, em que v0 é uma constante real. Se, após 10 anos, a máquina estiver valendo R$ 12 000,00, determine o valor que ela foi comprada.
Temos que v(10) = 12 000, então:

v(10) = v0 * 2 –0,2*10

12 000 = v0 * 2
–2

12 000 = v0 * 1/4

12 000 : 1/ 4 = v0

v0 = 12 000 * 4

v0 = 48 000
 
A máquina foi comprada pelo valor de R$ 48 000,00.



Exemplo 2

(EU-PI) Suponha que, em 2003, o PIB (Produto Interno Bruto) de um país seja de 500 bilhões de dólares. Se o PIB crescer 3% ao ano, de forma cumulativa, qual será o PIB do país em 2023, dado em bilhões de dólares? Use 1,0320 = 1,80.

Temos a seguinte função exponencial

P(x) = P0 * (1 + i)t

P(x) = 500 * (1 + 0,03)20

P(x) = 500 * 1,0320

P(x) = 500 * 1,80

P(x) = 900


O PIB do país no ano de 2023 será igual a R$ 900 bilhões.
 

Equação Exponencial

Equação exponencial é toda aquela que apresenta incógnita no expoente. Veja alguns exemplos.

equacao exponencial4

Vamos resolver algumas equações exponenciais cujos dois membros podem ser reduzidos à mesma base.

equacao exponencial5

Algumas equações exponenciais não poderão ser reduzidas a bases iguais, nesses casos, deveremos usar o método da substituição, exemplificado na sequência.

equacao exponencial6

Estudo do Sinal - Função Quadrática

Voltamos galera, e hoje com assunto novo, mas bem fácil. Vamos lá?!

Sempre que estamos resolvendo uma equação do 2° grau, é possível que esta possua duas raízes, uma raiz ou não possua raízes reais. Resolvendo uma equação da forma ax2 + bx + c = 0, utilizando a Fórmula de Bhaskara, podemos visualizar as situações em que cada uma ocorre. A fórmula de Bhaskara é definida por:
x = – b ± √? , onde ? = b2 – 4.a.c
2.a                        
Então, se ? < 0, isto é, se ? for um número negativo, será impossível encontrar √?. Dizemos então que, se ? > 0, logo a equação não possui raízes reais.
 
Caso tenhamos ? = 0, isto é, se ? for nulo, então √? = 0. Dizemos então que, se ? = 0, a equação possui apenas uma raiz real ou ainda podemos dizer que possui duas raízes idênticas.
 
Caso tenhamos ? > 0, isto é, se ? for um número positivo, então √? terá um valor real. Dizemos então que, se ? > 0, logo a equação possui duas raízes reais distintas.
 
Vale lembrar que em uma função do 2° grau, o gráfico terá o formato de uma parábola. Essa parábola terá concavidade para cima (U) se o coeficiente a que acompanha o x2 for positivo. Mas terá concavidade para baixo (∩) se esse coeficiente for negativo.
 
Tome uma função do 2° grau qualquer do tipo f(x) = ax2 + bx + c. Vejamos como essas relações podem interferir no sinal de uma função do 2° grau.
 
1°) ? < 0
 
Caso o ? da função do 2° grau resulte em um valor negativo, não há um valor de x, tal que f(x) = 0. Portanto, a parábola não toca o eixo x.
Quando o delta for negativo, a parábola não tocará o eixo x
Quando o delta for negativo, a parábola não tocará o eixo x
2°) ? = 0
 
Caso o ? da função do 2° grau resulte em zero, então há apenas um valor de x, tal que f(x) = 0. Portanto, a parábola toca o eixo x em um único ponto.
 
Quando o delta for zero, a parábola tocará o eixo x em um único ponto
Quando o delta for zero, a parábola tocará o eixo x em um único ponto
3°) ? > 0
 
Caso o ? da função do 2° grau resulte em um valor positivo, então há dois valores de x, tal que f(x) = 0. Portanto, a parábola toca o eixo x em dois pontos.
Quando o delta for positivo, a parábola tocará o eixo x em dois pontos
Quando o delta for positivo, a parábola tocará o eixo x em dois pontos
Vejamos alguns exemplos em que deveremos determinar o sinal de uma função do 2° grau em cada item:
1) f(x) = x2 – 1
? = b2 – 4 . a . c
? = 02 – 4 . 1 . (– 1)
? = 4
?
x1 = 1; x2 = – 1
A parábola toca o eixo x nos pontos x = 1 e x = – 1
A parábola toca o eixo x nos pontos x = 1 e x = – 1
Essa é uma parábola com concavidade para cima e
que toca o eixo x nos pontos 
– 1 e 1.
 
f(x) > 0 para x < – 1 ou x > 1
f(x) = 0 para x = – 1 ou x = 1
?f(x) < 0 
para 1 < x < 1
2) f(x) = – x2 + 2x – 1
? = b2 – 4 . a . c
? = 22 – 4 . (– 1) . (– 1)
? = 4 – 4 = 0
?
x1 = x2 = – 1
A parábola toca o eixo x apenas no ponto x = – 1
A parábola toca o eixo x apenas no ponto x = – 1
 
Essa é uma parábola com concavidade para baixo e
que toca o eixo x no ponto – 1.
 
f(x) = 0 para x = – 1
f(x) < 0 para x ≠ – 1
3) f(x) = x2 – 2x + 3
? = b2 – 4 . a . c
? = (–2)2 – 4 . 1 . 3
? = 4 – 12 = – 8
?
Não existe raiz real.
A parábola não toca o eixo x
A parábola não toca o eixo x
Essa é uma parábola com concavidade para cima e
que não toca o eixo x.

f(x) > 0 para todo x real
 

segunda-feira, 28 de setembro de 2015

Estudo do Sinal - Função Afim

Oi gente! Voltamos hoje com mais um assunto, o estudo do sinal da função afim, ou função do 1º grau. Vamos lá?!
 
No estudo do sinal da função afim, buscamos os intervalos nos quais a função possui certas características. Lembrando que os valores das funções dependem unicamente da sua variável e da sua lei de formação.
A forma geral de uma função do 1º grau dá-se da seguinte maneira:
 
Teremos duas situações a serem analisadas, quanto ao sinal dessa função.
a > 0: Função crescente.
 
                                              Gráfico de uma Função Crescente.
 
 
Temos que o valor para x=r consiste na raiz da função, ou seja, no zero da função. Partindo desse zero podemos analisar os dois possíveis sinais de uma função (positivo e negativo).
Note no gráfico que:
 

Caso você não queira construir todo o gráfico, basta encontrar o zero da função e analisar o sinal da função na reta dos reais da variável x. Para isso, use um macete, mostrado a seguir:

 
 
 Note que os sinais (positivo e negativo) representam o valor da função naqueles intervalos. 

ca= contrário de a
ma = mesmo sinal de a


a < 0: Função decrescente.

Na função decrescente, quanto maior for o valor de x, menor será o valor de y (ou f(x)), ou seja, o valor da função decresce conforme o valor da variável x aumenta. Sendo assim, a análise do sinal da função será diferente.
Vejamos a representação gráfica de uma função decrescente:
Gráfico de uma Função Decrescente.
Analisando o gráfico, temos que:
Pelo macete, temos:


 


Por hoje é só, pessoal! Até a próxima, bons estudos!