FUNÇÃO A ideia de função no cotidiano Consumo Quantidade de pães 1 2 3 4 5 x Preço (R$) 1,81 3,62 5,43 7,24 9,05 1,81x O preço é função da quantidade de pães. Meteorologia Dia do mês 1 2 3 4 5 6 7 Temperatura média (oC) 17 18 20 23 23 24 24 A temperatura média é função do dia do mês. Observe que o contrário não é verdade. A ideia de função no cotidiano Dadas as variáveis x e y, dizemos que y é função de x se, a cada valor atribuído a x, associa-se um único y. A definição matemática de função Vamos chamar de A o conjunto da quantidade de pães e de B o conjunto dos preços. A definição matemática de função Consideramos C o conjunto dos dias do mês e D o conjunto das temperaturas médias. A definição matemática de função Considerando dois conjuntos, A e B, não vazios, dizemos que f é uma função de A em B (ou que y é uma função de x) se, e somente se, para cada elemento x de A, existe em correspondência um único elemento y de B. Representamos assim: f: A → B Representação de uma função Escrevemos f(x), ou simplesmente y, para indicar o valor que a função f assume em x. A função f transforma x ∈ A em y ∈ B. Representação de uma função Exemplo a) 1º) Todo elemento de T tem um correspondente em V. 2o) Um dos elementos de T, o 4, está associado a mais de um elemento de V: aos elementos –2 e –1. Pela segunda afirmação, concluímos que g não é função de T em V. Representação de uma função Exemplo b) 1º) Nem todo elemento de R tem um correspondente em S (6 não se associa a nenhum elemento de S). 2º) Os demais elementos de R associam-se a um único elemento de S. Pela primeira afirmação, h não é função de R em S. EXERCÍCIOS 1. Tarifa. Em certa cidade, a tarifa de táxi é calculada da seguinte forma: R$ 5,00 a bandeirada mais R$ 1,20 por quilômetro rodado. a) Pode-se estabelecer uma função entre essas grandezas? Em caso positivo, quais seriam as variáveis (dependente e independente) dessa função? a) Sim, é possível estabelecer uma função: para cada número real positivo que representa o total de quilômetros de uma viagem (variável independente, que vamos chamar de x), associamos um único valor de tarifa (variável dependente, que vamos chamar de y). 1. Tarifa. Em certa cidade, a tarifa de táxi é calculada da seguinte forma: R$ 5,00 a bandeirada mais R$ 1,20 por quilômetro rodado. b) Qual lei matemática definiria essa função? b) Essa função é definida pela lei: y = 5 + 1,2x ou f(x) = 5 + 1,2x, com x ℝ. EXERCÍCIOS 2. Distância. Com o auxílio de um cronômetro, marcando-se o tempo em hora, verificaram-se as distâncias percorridas por um móvel. Essas distâncias, percorridas em determinados tempos, foram registradas Tempo (h) 0,2 0,4 0,8 1,6 2 x Distância (km) 10 20 40 80 100 50x DENNIS MACDONALD/AGE/ GRUPO KEYSTONE na tabela a seguir: 0,2 0,4 0,8 1,6 2 x Distância (km) 10 20 40 80 100 50x DENNIS MACDONALD/AGE/ GRUPO KEYSTONE Tempo (h) a) Indicar as variáveis (dependente e independente) relacionadas nessa situação. a) Assumindo que a distância percorrida varia em função do tempo, a variável dependente (y) é a distância e a variável independente (x) é o tempo. 0,2 0,4 0,8 1,6 2 x Distância (km) 10 20 40 80 100 50x DENNIS MACDONALD/AGE/ GRUPO KEYSTONE Tempo (h) b) Expressar a lei matemática que relaciona a distância percorrida ao tempo. b) Pelos dados da tabela, percebemos que, para determinar a distância y em função de certo tempo x, devemos multiplicar por 50 o número real positivo que representa x. Temos, então, a seguinte lei: y = 50x ou f(x) = 50x. Tempo (h) 0,2 0,4 0,8 1,6 2 x Distância (km) 10 20 40 80 100 50x c) Calcular a distância quando o tempo é igual a 2,8 h. c) Queremos calcular f(x) para x = 2,8, o que indicamos por f(2,8). Substituindo o valor de x na lei da função, temos: f(2,8) = 50 ∙ 2,8 f(2,8) = 140. Portanto, em 2,8 horas, o móvel percorreu 140 quilômetros. Tempo (h) Distância (km) x 0,2 0,4 0,8 1,6 10 40 80 100 50x 20 2 d) Calcular o tempo quando a distância é 330 km. d) Queremos agora calcular x para f(x) = 330. Substituindo o valor de f(x) na lei da função, temos: 330 = 50x x = = 6,6. Logo, para percorrer 330 quilômetros, o móvel gastou 6,6 horas. Domínio, contradomínio e conjunto imagem de uma função Para definir uma função f, é preciso conhecer o domínio D(f), o contradomínio CD(f) e a maneira pela qual cada x de D(f) corresponde a um único y = f(x) de CD(f). O zero de uma função Exemplos a) O zero da função f(x) = 2x – 4 é 2, pois: f(2) = 2 ∙ 2 – 4 = 4 – 4 = 0 b) O zero da função h(x) = c) A função m(x) = é 9, pois: h(9) = = =0 não tem zero, pois não há valor de x que anule m(x). d) O zero da função g(x) = é 0, pois: g(0) = = =0 EXERCÍCIOS 3. Considerar o diagrama da função f abaixo, em que x A e y ϵ B, e determinar: a) D(f). b) CD(f). c) Im(f). d) y quando x = 1. e) y quando x = 2. f) f(x) quando x = 3. g) x quando y = 8. h) x quando f(x) = 5. 3. Resolução a) D(f) = A = {1, 2, 3, 4, 5} b) CD(f) = B = {5, 6, 7, 8, 9} c) Im(f) = {5, 6, 7, 8} d) x = 1 y = 5 e) x = 2 y = 5 f) x = 3 f(3) = 7 g) y = 8 x = 4 h) f(x) = 5 x = 1 ou x = 2 EXERCÍCIOS 4. Determinar o conjunto imagem de f: D(f) ℝ, sabendo que f(x) = 2x e considerando: a) D(f) = ℕ; b) D(f) = [0,3]. Resolução a) Im(f) = conjunto dos números naturais pares b) f(0) = 0 e f(3) = 6 Im(f) = [0,6] EXERCÍCIOS 5. Dada a função h(x) = x3 – 1, determinar: a) h(3); b) h(0,5); c) h(–3); d) x para h(x) = –1. Resolução a) h(3) = 33 – 1 = 27 – 1 = 26 b) h(0,5)= (0,5)3 – 1 = 0,125 – 1 = –0,875 c) h(–3) = (–3)3 – 1 = –27 – 1 = –28 d) h(x) = –1 x3 – 1 = – 1 x3 = 0 x = 0 EXERCÍCIOS 6. Obtenha o domínio de cada função. a) f(x) = 17x – 5 Resolução b) g(x) = a) D(f) = ℝ c) h(x) = b) Devemos considerar que o d) i(x) = e) j(x) = denominador não pode ser nulo: x–4≠0x≠4 Portanto: D(g) = {x ℝ|x ≠ 4} = ℝ – {4} f) k(x) = Resolução c) h(x) = d) i(x) = c) Em ℝ, o radicando de uma raiz de d) O radicando de uma raiz de índice par não pode ser negativo: índice ímpar pode ser 7x – 21 ≥ 0 7x ≥ 21 x ≥ 3. qualquer valor real. Portanto: Portanto: D(h) = {x ℝ|x ≥ 3} D(i) = ℝ Resolução e) j(x) = f) k(x) = e) Como o denominador não pode f) Devemos ter: ser nulo e o radicando de uma x – 4 ≥ 0 e 2x – 14 ≠ 0 raiz de índice par não pode ser x ≥ 4 e x ≠ 7 negativo, devemos ter: Portanto: –2x + 8 > 0 –2x > –8 2x < 8 x < 4 Portanto: D(i) = {x ℝ|x < 4} D(k) = {x ℝ|x ≥ 4 e x ≠ 7} EXERCÍCIOS 7. Determinar os zeros das funções de ℝ em ℝ, definidas por: a) g(x) = x + 9 b) h(x) = x² – 1 Resolução a) Devemos determinar o valor de x para que g(x) = 0. g(x) = 0 ⇒ x + 9 = 0 ⇒ x = –9 b) Devemos determinar o valor de x para que h(x) = 0. h(x) = 0 ⇒ x² – 1 = 0 ⇒ x² = 1 ⇒ x = ± 1