Uma representação gráfica de quatro funções

Proporcionalidade inversa e Funções algébricas: Matematicamente Falando 9 - Parte 2 Pág. 112 Ex. 3

Enunciado

Num referencial estão representas as funções f, g, h e j, que são, respetivamente, uma função quadrática, uma função afim, uma função de proporcionalidade direta e uma função constante.

  1. Define as funções f, g, h e j recorrendo a expressões algébricas.
  2. Determina os valores de x tais que:
  1. \(g\left( x \right) = j\left( x \right)\)
  2. \(f\left( x \right) = h\left( x \right)\)

Resolução

Os gráficos das funções do tipo \(f\left( x \right) = a{x^2}\), com \(a \ne 0\), são parábolas de eixo vertical e vértice na origem.

  1. As funções f, g, h e j podem ser definidas pelas seguintes expressões algébricas:
    – \(f\left( x \right) = 3{x^2}\)
    – \(g\left( x \right) = – 2x + 2\)
    – \(h\left( x \right) = 3x\)
    – \(j\left( x \right) = 4\)

    Explicação:
    Como a função f é definida por uma expressão do tipo \(f\left( x \right) = a{x^2}\) e \(f\left( 1 \right) = 3\), vem:
    \[\begin{array}{*{20}{l}}{f\left( 1 \right) = 3}& \Leftrightarrow &{a \times {1^2} = 3}\\{}& \Leftrightarrow &{a = 3}\end{array}\]
    A reta azul tem declive \(m = \frac{{2 – 0}}{{0 – 1}} = – 2\) e a ordenada na origem é 2, pois o ponto de coordenadas \(\left( {0,\;2} \right)\) é um dos seus pontos.
    A reta verde tem declive \(m = \frac{{3 – 0}}{{1 – 0}} = 3\) e a ordenada na origem é nula.
    ­

  2. Determina os valores de x tais que:
  1. \(g\left( x \right) = j\left( x \right)\)
    \[\begin{array}{*{20}{l}}{g\left( x \right) = j\left( x \right)}& \Leftrightarrow &{ – 2x + 2 = 4}\\{}& \Leftrightarrow &{ – 2x = 2}\\{}& \Leftrightarrow &{x = – 1}\end{array}\]
  2. \(f\left( x \right) = h\left( x \right)\)
    \[\begin{array}{*{20}{l}}{f\left( x \right) = h\left( x \right)}& \Leftrightarrow &{3{x^2} = 3x}\\{}& \Leftrightarrow &{3{x^2} – 3x = 0}\\{}& \Leftrightarrow &{3x\left( {x – 1} \right) = 0}\\{}& \Leftrightarrow &{\begin{array}{*{20}{c}}{3x = 0}& \vee &{x – 1 = 0}\end{array}}\\{}& \Leftrightarrow &{\begin{array}{*{20}{c}}{x = 0}& \vee &{x = 1}\end{array}}\end{array}\]

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