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Neste OVA, você relembrará alguns aspectos gráficos definidos a partir das duas primeiras derivadas de uma função e despertará para algumas análises possíveis a partir do gráfico da primeira derivada. Vamos nessa?

Aspectos Gráficos de uma função

Para uma função f(x), utilizando sua Lei de formação, calculamos suas funções derivadas f′(x) e f′′(x). Com essas, fazemos testes com os quais analisamos os valores extremos de f(x), seus intervalos de crescimento ou decrescimento, suas concavidades e seus pontos de inflexão.

Nesta seção, vamos relembrar, olhando diretamente para o gráfico de uma função, os seguintes elementos:

  • Valores Extremos;
  • Intervalos de Crescimento e Decrescimento;
  • Concavidade;
  • Pontos de Inflexão.

Considere a função f(x) cujo gráfico está a seguir. Em seguida, selecione a frase para visualizar as alterações!

Acabamos de relembrar, geometricamente, importantes aspectos do gráfico de uma função. Agora, aprenderemos a analisar esses mesmos aspectos olhando diretamente para o gráfico da primeira derivada de uma função.

Utilizando a derivação para compreender o gráfico de uma função

O gráfico da primeira derivada f′(x) de uma função f(x) está representado a seguir.

Leia os títulos a seguir e clique em cada um deles para visualizar o conteúdo associado!

Observando o gráfico da primeira derivada de uma função, é possível determinar:

De acordo com o Teste Crescente/Decrescente, f(x) é crescente nos intervalos em que f'(x) é positiva. Observando o gráfico acima, vemos que f'(x) é positiva (seu gráfico está acima do eixo das abscissas) nos intervalos (2,5) e (6,9).

De acordo com o Teste da Primeira Derivada, f(x) tem um mínimo ou máximo locais nos pontos em que f'(x) muda de sinal. Observando o gráfico acima, vemos que isso ocorre em x = 2, x = 4 e x = 6.

Além disso, em x = 2 e x = 6, f'(x) muda de negativa para positiva. Portanto, pelo Teste da Primeira Derivada, x = 2 e x = 6 são pontos de mínimo locais da função.

Em x = 4 , f'(x) muda de positiva para negativa. Portanto, pelo Teste da Primeira Derivada, x = 4 é o ponto de máximo local da função.

De acordo com o Teste da Concavidade, a função é côncava para cima nos intervalos em que f"(x) é positiva.

Mas como analisar o sinal de f"(x) observando o gráfico de f'(x)?

A resposta é simples. Observe que f"(x) será positiva quando f'(x) for crescente!

Isso é uma aplicação do Teste Crescente/Decrescente para a função derivada.

Assim, observando que f'(x) é crescente nos intervalos (1,3), (5,7) e (8,9), concluímos que a função é côncava para cima nesses intervalos.

Raciocinando da mesma forma, precisamos observar onde f'(x) é decrescente para determinar onde f"(x) é negativa e, portanto, onde f(x) é côncava para baixo. Assim, olhando para o gráfico acima, podemos afirmar que f(x) é côncava para baixo nos intervalos (0,1), (3,5) e (7,8).

Pela definição, sabemos que há pontos de inflexão onde a função muda de concavidade. Portanto, na resposta da pergunta anterior está nossa resposta para essa pergunta: x = 1, x = 3, x = 5, x = 7 e x = 8.

Agora que você reconhece alguns elementos sobre a função f a partir do gráfico da função primeira derivada, é hora de praticar! Vamos nessa?!

Vamos praticar!

Leia o enunciado a seguir e clique na resposta correta!

A parábola a seguir representa o gráfico da primeira derivada de uma função y=f(x).

A partir da sua análise sobre o gráfico, assinale a alternativa correta.

Pense a respeito!

Concluímos este OVA e agora você é capaz de realizar importantes análises acerca dos aspectos gráficos de uma função observando apenas gráfico da primeira derivada desta função.

Não deixe de consolidar estes novos aprendizados praticando através dos exercícios disponíveis nas referências.




Referências

STEWART, James. Cálculo. 7.ed. São Paulo: Cengage Learning, 2013.

GUIDORIZZI, Hamilton Luiz. Um curso de cálculo. V.2. Rio de Janeiro: LTC, 2008.