CONTINUIDADE A idéia de uma Função Contínua Grosso modo, uma função contínua é uma função que não apresenta interrupção – ou seja, uma função que tem um gráfico que pode ser desenhado sem tirar o lápis do papel. Assim, verificar que uma função não é contínua, a partir do seu gráfico, é muito simples. Observe os gráficos na figura a seguir. As primeiras duas funções - f x e r x - não apresentam interrupções e, portanto, elas são contínuas para todo valor de x. Mais ainda, elas são contínuas em todo o seu domínio (ou seja, para todo x no conjunto dos números reais). As demais funções - g x , h x , p x , e q x - apresentam interrupções em x = 2 e, portanto, elas não são contínuas em x = 2. Ou, dito de outro modo, elas são contínuas em qualquer intervalo que não contém x = 2. Profa. Lena Bizelli Continuidade, Limites e função definida em um ponto Bom, agora que você já sabe como distinguir uma função contínua de uma não contínua, a partir do seu gráfico, vamos ampliar um pouco mais nosso conhecimento acerca da continuidade de uma função. Para isso, vamos abordar de três casos diferentes: Caso 1 - Considere os gráficos descritos a seguir. Observe os gráficos das funções g(x) e q(x). Você já aprendeu que elas são descontínuas, pois existe uma interrupção em x = 2 (uma “bolinha aberta” em g(x) e uma assíntota vertical em q(x)). Nesse caso, dizemos que as funções g(x) e q(x) são descontínuas em x = 2 (e apenas em x = 2). Ainda, as funções g(x) e q(x) não estão definidas em x = 2 e, portanto, x = 2 não faz parte do Domínio. Nesse caso, escrevemos g 2 e q 2 não existe f (2) e não existe q(2) Observe ainda, que lim g x 7 e lim q x x2 x2 RESUMINDO: g x 7 lim x 2 g 2 e lim q x x 2 q 2 Ótimo! Prosseguindo... Caso 2 - Considere agora os gráficos descritos a seguir. Profa. Lena Bizelli Como anteriormente, as funções h(x) e p(x) são descontínuas, pois existe uma interrupção em x = 2 (as funções “dão um salto” em x = 2). Nesse caso, também dizemos que as funções h(x) e p(x) são descontínuas em x = 2 (e apenas em x = 2). Diferente do caso anterior, as funções estão definidas em x = 2 e, portanto, x = 2 faz parte do Domínio. Escrevemos então: h 2 5 e p 2 2 existe h (2) e existe p(2) Observe ainda, que lim h x 7 e lim p x x2 x2 RESUMINDO: lim h x 7 x2 lim h x h 2 x2 h 2 5 e lim p x x2 p 2 2 Finalmente.... Caso 3 - Considere agora os gráficos descritos a seguir. As funções f (x) e r (x) são contínuas em x = 2 (e em qualquer outro valor de x), pois as funções não apresentam interrupção em x = 2 (e nem em nenhum outro valor de x). Nesse caso, dizemos que as funções f(x) e r(x) são contínuas para todo valor de x. Vejamos então o que acontece com o valor das funções em x = 2 e com o limite das funções quando x se aproxima de 2, para podermos comparar como os casos anteriores onde as funções eram descontínuas em x = 2. Você pode observar que f 2 7 e r 2 2 existe f (2) e existe r (2) Ainda, observando atentamente os gráficos de f (x) e r (x), podemos concluir que: lim f x 7 e lim r x 2 x2 x2 Profa. Lena Bizelli Um olhar mais atento para as expressões em destaque nos mostra que, nesse caso, lim f x f 2 x2 e lim r x r 2 x2 o que não acontecia nos casos anteriores, onde as funções eram descontínuas. CONCLUINDO: Dizemos então que uma função y f x é contínua em um ponto x = a se a seguinte condição está satisfeita: lim f x f a xa 1. Toda função polinomial y f x é contínua para todo x. 2. Toda função racional – função definida como o quociente de duas funções polinomiais – é contínua em todo o seu domínio. Ou, dito de outra maneira, uma função racional é contínua em qualquer intervalo no qual seu denominador não se anula. 3. Quando uma função y f x está definida em um intervalo [a,b], dizemos que: (a) y f x é contínua em x = a, se lim f x f a . x a (b) y f x é contínua em x = b, se lim f x f b . x a (c) y f x é contínua em x0 a, b , se lim f x f x0 . x x0 Profa. Lena Bizelli Exercícios 1) Analise a continuidade das funções dadas. 3 (a) f x 2 x x 2 em (c) f x (e) f x 1 2x 5 em ex em ex 1 1,1 (b) f x 1 em x2 1,1 3, 4 (d) f x 1 em cos x 0, π 1,1 2) Um circuito elétrico muda, instantaneamente, de uma bateria de 6 volts para uma de 12 volts após ser ligado. Faça o gráfico da voltagem da bateria em função do tempo. Defina uma função que represente o gráfico. Analise a continuidade da função. Justifique sua resposta. 3) Encontre o valor de k para que a função dada seja contínua para todo valor de x em [0,2]. kx 2, 0 x 2 f x 3 2 x , x 2 4) Determine o valor de k, se possível, de modo que a função dada seja contínua para todo valor de x. Justifique sua resposta. 5 x3 10 x 2 , x2 f x x 2 k, x 2 5) Considere a afirmação: “Se uma função não é contínua em um ponto, então ela não está definida nesse ponto.” Essa afirmação é verdadeira ou falsa? Justifique sua resposta. 6) Defina o valor da função dada em x = 5 de modo que ela se torne contínua em x = 5. f x x4 3 x5 Algumas Respostas 6, 0 t 7 2) V t a função é descontínua em t = 7 pois lim V t t 7 12, t 7 3) k = 9 4) k = 20 6) f 5 1 6 Profa. Lena Bizelli