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Matemática II-Funções Reais de Variável Real
Engenharia Informática, ESTGF-IPP
Teófilo Melo
2015/2016
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 1 / 80
Indíce
1 Conceitos básicos sobre funções
2 Funções e os seus gráficos
3 Funções trigonométricas
4 Funções trigonométricas inversas
5 Limite e continuidade
6 Assintotas
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 2 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Sumário
1 Conceitos básicos sobre funções
2 Funções e os seus gráficos
3 Funções trigonométricas
4 Funções trigonométricas inversas
5 Limite e continuidade
6 Assintotas
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 3 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Conceito de função
DefiniçãoUma função f de A com valores em B (f : A→ B) consiste em dois conjuntos: o conjunto departida A, o conjunto de chegada B e uma regra que associa a cada elemento x (objeto) de A, ume só um elemento y = f (x) (imagem) de B.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 4 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Conceito de função
DefiniçãoConsidere-se uma função:
f : A→ B,
então:1 O domínio da função, representado por Df = A, é constituído pelos objetos.2 O conjunto de chegada é o conjunto B.3 O contradomínio, representado por D
′f ⊆ B, é o conjunto das imagens.
4 O gráfico de f é o conjunto de todos os pontos (x , f (x)) de um plano coordenado, onde xpertence ao domínio de f .
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 5 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Zeros de uma função. Interseção com os eixos
DefiniçãoOs zeros de uma função são:
{x ∈ R : f (x) = 0}
e correspondem à interseção do gráfico da função com o eixo dos xx . A interseção do gráfico dafunção com o eixo do y é obtida através do cálculo de f (0).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 6 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Zeros de uma função. Interseção com os eixos
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
y=x2-x-2
Figura: x = −1, x = 2, y = −2.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
y=x2-x+2
Figura: y = 2.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 7 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Função injetiva
DefiniçãoUma função diz-se injetiva, se e só se, a objetos diferentes correspondem a imagens diferentes,isto é:
∀x1,x2 ∈ R : x1 6= x2 ⇒ f (x1) 6= f (x2).
1 Em termos gráficos a injetividade pode ser verificada através do “teste da reta horizontal”.2 Qualquer reta horizontal intersecta o gráfico de uma função no máximo num ponto.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 8 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Função sobrejetiva e bijetiva
DefiniçãoUma função diz-se sobrejetiva, se e só se, o conjunto de chegada coincidir com o contradomínio.
1 Em termos gráficos a sobrejetividade pode ser verificada através de outro “teste da retahorizontal”.
2 Qualquer reta horizontal intersecta o gráfico da função.
DefiniçãoUma função diz-se bijectiva quando é simultaneamente injetiva e sobrejetiva.
1 Em termos gráficos a bijetividade pode ser verificada através de outro “teste da retahorizontal”.
2 Qualquer reta horizontal intersecta sempre o gráfico da função em apenas um ponto.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 9 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Função sobrejetiva e bijetiva
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
Figura: Função sobrejetiva.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
Figura: Função bijetiva.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 10 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Monotonia
DefiniçãoConsidere-se A ⊆ Df e ∀x1, x2 ∈ A, diz-se que:
1 f é monótona crescente em A, se e só se:
x1 > x2 ⇒ f (x1) ≥ f (x2).
2 f é monótona decrescente em A, se e só se:
x1 > x2 ⇒ f (x1) ≤ f (x2).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 11 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Monotonia
DefiniçãoConsidere-se A ⊆ Df e ∀x1, x2 ∈ A, diz-se que:
1 f é estritamente crescente em A, se e só se:
x1 > x2 ⇒ f (x1) > f (x2).
2 f é estritamente decrescente em A, se e só se:
x1 > x2 ⇒ f (x1) < f (x2).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 12 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Extremos
DefiniçãoUma função real diz-se possuir um máximo absoluto num conjunto S, se existir pelo menos umponto c em S tal que:
f (x) < f (c),
para todo x em S.
DefiniçãoUma função real diz-se possuir um máximo relativo num conjunto S, se existir pelo menos umponto c em S tal que:
f (x) ≤ f (c),
para todo x em S.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 13 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Extremos
DefiniçãoUma função real diz-se possuir um mínimo absoluto num conjunto S, se existir pelo menos umponto c em S tal que:
f (c) < f (x),
para todo x em S.
DefiniçãoUma função real diz-se possuir um mínimo relativo num conjunto S, se existir pelo menos umponto c em S tal que:
f (c) ≤ f (x),
para todo x em S.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 14 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Extremos
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
Figura: Máximo absoluto.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4y
x
Figura: Minímo absoluto.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
Figura: Máximo e mínimo relativo.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 15 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Paridade de uma função
DefiniçãoUma função f diz-se par, se ∀x ∈ Df , tem-se:
f (−x) = f (x).
O gráfico de uma função par é simétrico ao eixo dos yy .
DefiniçãoUma função f diz-se ímpar, se ∀x ∈ Df , tem-se:
f (−x) = −f (x).
O gráfico de uma função ímpar é simétrico relativamente à origem.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 16 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Paridade de uma função
-1-0.5
0 0.5
1 1.5
2 2.5
3
-6 -4 -2 0 2 4 6
y
x
y=cos(x)+1
Figura: Função par.
-3
-2
-1
0
1
2
3
-3 -2 -1 0 1 2 3
y
x
y=x3
Figura: Função ímpar.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 17 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Periodicidade
DefiniçãoUma função real f é uma função periódica de período p se:
∃p ∈ R \ {0} : f (x) = f (x + p),
para todo x em Df .
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 18 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Função composta
DefiniçãoDadas duas funções f e g, a função composta de f com g, denotada por f ◦ g é definida por:
(f ◦ g)(x) = f (g(x)).
O domínio de f ◦ g é o conjunto de todos os pontos x no domínio de g tais que g(x) está nodomínio de f .
Domínio de f
Domínio de g
g(x) f(g(x))
x
gf
f º g
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 19 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Função inversa
DefiniçãoConsidere-se uma função f : A→ B, a função inversa f−1 é definida da seguinte forma:
f−1(b) = a se f (a) = b.
1 O domínio de f−1 é o contradomínio de f .2 O contradomínio de f−1 é o domínio de f .3�f−1 ◦ f
�(x) = x , para todo x no domínio de f .
4�f ◦ f−1
�(y) = y , para todo y no domínio de f−1.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 20 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Função inversa
Nota1 Uma função só admite inversa se for bijetiva, por forma a garantir que a cada objecto
corresponde uma e uma só imagem.2 Caso contrário, é sempre possível definir uma restrição onde tal seja verdade.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 21 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Função inversa
Passos para determinar a função inversa1 Resolver a equação y = f (x) em ordem a x . Tal origina:
x = f−1(y),
onde x é expresso como função de y .
2 As variáveis x e y invertem as suas posições, obtendo-se:
y = f−1(x),
onde f−1 é expressa no formato convencional.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 22 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Transformações de funções
f (x) + cO gráfico sobe c unidades (c > 0) ou desce c unidades (c < 0).
f (x + c)O gráfico vai para a esquerda c unidades (c > 0) ou vai para a direita c unidades (c < 0).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 23 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Transformações de funções
-1
0
1
2
3
4
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
y
x
y=x2
y=x2+2
Figura: Translação vertical.
-1
0
1
2
3
4
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
y
x
y=x2
y=(x+2)2
Figura: Translação horizontal.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 24 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Transformações de funções
cf (x)A escala vertical é multiplicada por c.
f (cx)A escala horizontal é dividida por c.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 25 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Transformações de funções
-6
-4
-2
0
2
4
6
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
y
x
y=x2
y=-x2
Figura: Escala vertical.
-2
0
2
4
6
-4 -2 0 2 4
y
x
y=x2
y=(4x)2
Figura: Escala horizontal.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 26 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Transformações de funções
|f (x)|Mantêm-se os pontos de ordenada positiva ou nula e transforma-se os pontos de ordenadanegativa por uma simetria em relação ao eixo dos xx .
f |x |Mantêm-se os pontos onde x ≥ 0, e para os pontos onde x < 0, a sua imagem é obtida por umasimetria em relação ao eixo do yy .
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 27 / 80
Conceitos básicos sobre funções
Transformações de funções
-4
-2
0
2
4
6
-4 -2 0 2 4
y
x
y=x3
y=|x3|
Figura: Simetria no eixo do x para y < 0.
-2-1.5
-1-0.5
0 0.5
1 1.5
2
-6 -4 -2 0 2 4 6
y
x
y=cos(x-1)y=cos(|x|-1)
Figura: Simetria no eixo do y para x < 0.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 28 / 80
Funções e os seus gráficos
Sumário
1 Conceitos básicos sobre funções
2 Funções e os seus gráficos
3 Funções trigonométricas
4 Funções trigonométricas inversas
5 Limite e continuidade
6 Assintotas
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 29 / 80
Funções e os seus gráficos
Função constante
DefiniçãoA função constante é toda a função do tipo
f (x) = k ,
que associa a qualquer número real x , um mesmo número real k .1 O domínio da função f (x) = k é R.2 O gráfico de f (x) é uma reta horizontal.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 30 / 80
Funções e os seus gráficos
Declive de uma reta
DefiniçãoSabendo dois pontos da função (x0, y0) e (x1, y1), o declive k de uma reta é obtido da seguinteforma:
k =y1 − y0
x1 − x0.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 31 / 80
Funções e os seus gráficos
Função linear
DefiniçãoA função linear tem a forma:
f (x) = kx ,
com k ∈ R. O gráfico é uma reta que passa na origem. O k representa o declive da função.Têm-se que:
1 se k > 0, a função é crescente.2 se k = 0, a função é constante.3 se k < 0, a função é decrescente.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 32 / 80
Funções e os seus gráficos
Função afim
DefiniçãoA função afim é do tipo
f (x) = kx + b,
onde k ,b ∈ R.O seu gráfico é uma reta e b é designado por ordenada na origem.Sabendo dois pontos da reta, (x0, y0) e (x1, y1) é sempre possível determinar a equação da reta:
1 determina-se o valor do declive k =y1−y0x1−x0
.
2 determina-se o valor de b por substituição de um dos pontos conhecidos na expressão dafunção.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 33 / 80
Funções e os seus gráficos
Exemplos
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
y=1
Figura: Função constante.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4y
x
y=2x
Figura: Função linear.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
y=2x+2
Figura: Função afim.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 34 / 80
Funções e os seus gráficos
Função quadrática
DefiniçãoA função quadrática é do tipo
f (x) = ax2 + bx + c, a 6= 0,
onde a,b, c ∈ R. O seu gráfico é uma parábola.A concavidade do gráfico pode ser voltada para cima ou para baixo:
1 se a > 0, concavidade do gráfico é voltada para cima.2 se a < 0, a concavidade do gráfico é voltada para baixo.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 35 / 80
Funções e os seus gráficos
Função quadrática
DefiniçãoOs zeros da função, ou seja, as abcissas dos pontos de intersecção do gráfico de f com o eixodos xx podem ser obtidas usando a fórmula resolvente:
x =−b ±
pb2 − 4ac
2a.
1 Se b2 − 4ac = 0, existe um zero duplo.2 Se b2 − 4ac < 0, não existem zeros reais.3 Se b2 − 4ac > 0, existem dois zeros reais distintos.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 36 / 80
Funções e os seus gráficos
Função cúbica
DefiniçãoA função cúbica é do tipo
f (x) = ax3 + bx2 + cx + d , a 6= 0,
onde a,b, c ∈ R.1 O gráfico de f (x) é uma curva em forma de S "esticado".2 Para determinar os zeros de f (x) resolve-se a equação:
ax3 + bx2 + cx + d = 0,
através da regra de Ruffini.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 37 / 80
Funções e os seus gráficos
Função polinomial
DefiniçãoConsidere-se um polinómio genérico:
P(x) = anxn + ...+ a2x2 + a1x + a0, an 6= 0,
onde an, ...,a2,a0 são números reais designados por coeficientes do polinómio.1 O grau do polinómio é dado por n ≥ 0.2 O domínio de qualquer função polinomial é R.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 38 / 80
Funções e os seus gráficos
Exemplos
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
y
x
y=x2-4x+3
Figura: Função quadrática.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4y
x
y=x3-4x2+3x-1
Figura: Função cúbica.
-15
-10
-5
0
5
10
15
-15 -10 -5 0 5 10 15
y
x
y=x4+3x3+x+1
Figura: Função polinomial (n=4).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 39 / 80
Funções e os seus gráficos
Função racional
DefiniçãoUma função racional é uma função real definida por:
f (x) =n(x)
d(x), d(x) 6= 0,
onde n(x) e d(x) são polinómios e d(x) é diferente do polinómio nulo. O domínio Df de umafunção racional f é o conjunto dos números reais em que o denominador não se anula, isto é:
Df = {x ∈ R : d(x) 6= 0}.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 40 / 80
Funções e os seus gráficos
Função racional
DefiniçãoOs zeros de uma função racional,
f (x) =n(x)
d(x),
é o conjunto dos números números reais, tais que:
n(x)
d(x)= 0⇔ n(x) = 0∧ d(x) 6= 0.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 41 / 80
Funções e os seus gráficos
Função irracional
DefiniçãoUma função diz-se irracional quando a variável independente está sob o símbolo de radical, comopor exemplo y =
px e y = 3px .
O domínio das funções irracionais insere-se num dos seguintes casos:1 radical de índice par - o domínio corresponde aos valores que tornam o radicando não
negativo.2 radical de índice ímpar - não se impõe nenhuma condição ao radicando.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 42 / 80
Funções e os seus gráficos
Função módulo
DefiniçãoPara qualquer número real x ,
|x | =§
x se x ≥ 0,−x se x < 0,
onde |x | se lê módulo de x ou valor absoluto de x .O gráfico da função y = |x |, obtém-se do gráfico de y = x da seguinte forma:
1 mantêm-se os pontos de ordenada positiva ou nula.2 transforma-se os pontos de ordenada negativa por uma simetria em relação ao eixo do x .
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 43 / 80
Funções e os seus gráficos
Exemplos
-6-4-2 0 2 4 6
-6 -4 -2 0 2 4 6
y
x
y=1/x
Figura: Função racional.
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4y
x
sqrt(x+1)
Figura: Função irracional.
-6-4-2 0 2 4 6
-6 -4 -2 0 2 4 6
y
x
y=|x|
Figura: Função módulo.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 44 / 80
Funções e os seus gráficos
Função exponencial
DefiniçãoA expressão analítica de uma função exponencial tem a forma:
f (x) = ax , a ∈ R+.
1 O que distingue a função exponencial da função potência é o local onde figura a variável, nafunção exponencial a variável está no expoente, e na função potência a variável está na base.
2 A configuração da exponencial depende do valor da sua base, ou considera-se a > 1 ou0 < a < 1.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 45 / 80
Funções e os seus gráficos
Função exponencial de base a com a > 1
Propriedades1 Df = R
2 D′f = R
+
3 Função crescente
4 limx→+∞
f (x) = +∞
5 limx→−∞ f (x) = 0
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
yx
y=3x
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 46 / 80
Funções e os seus gráficos
Função exponencial de base a (0 < a < 1)
Propriedades1 Df = R
2 D′f = R
+
3 Função decrescente
4 limx→+∞
f (x) = 0
5 limx→−∞ f (x) = +∞
-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
yx
y=0.5x
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 47 / 80
Funções e os seus gráficos
Função exponencial de base e
DefiniçãoUma base natural muito usada é o número de Neper representado por e. Tem-se que:
limn→+∞
�1 +
1
n
�n
= e,
onde e ≈ 2.718281828459045235360287.
Nota
A função g(x) = a−x é equivalente a função h(x) =�
1
a
�x
, isto é a−x =
�1
a
�x
.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 48 / 80
Funções e os seus gráficos
Noção de logaritmo
DefiniçãoO logaritmo de um número x numa base a, é o expoente y a que é necessário elevar a, para obterx ( a > 0 e a 6= 1), isto é:
ay = x ⇔ y = loga x .
Propriedades1 loga ax = x
2 aloga x = x
3 loga a = 1
4 loga 1 = 0
Propriedades1 loga(xy) = loga x + loga y , x , y ∈ R+,a ∈ R+ \ {1}
2 loga
�x
y
�= loga x − loga y , x , y ∈ R+,a ∈ R+ \ {1}
3 loga xp = p loga x , x ∈ R+, a ∈ R+ \ {1}, p ∈ R
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 49 / 80
Funções e os seus gráficos
Função logaritmo
Propriedades1 Df = R
+
2 D′f = R
3 Função crescente
4 limx→+∞
f (x) = +∞
5 limx→0+
f (x) = −∞-4
-2
0
2
4
-4 -2 0 2 4
yx
y=log(x)
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 50 / 80
Funções trigonométricas
Sumário
1 Conceitos básicos sobre funções
2 Funções e os seus gráficos
3 Funções trigonométricas
4 Funções trigonométricas inversas
5 Limite e continuidade
6 Assintotas
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 51 / 80
Funções trigonométricas
Relações trigonométricas de um ângulo agudo
Relações trigonométricas numtriângulo retângulo
1 sen(θ) =b
r
2 cos(θ) =a
r
3 tg(θ) =b
a
4 cotg(θ) =a
b
�
y
�
�
�
br
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 52 / 80
Funções trigonométricas
Relação entre as medidas de radiano e grau de ângulos comuns
�
y
0�
30�
60�90�
120�
150�
180�
210�
240�270�
300�
330�
360�
�6
�4
�3
�2
2�3
3�4
5�6
�
7�6
5�4
4�3
3�2
5�3
7�4
11�6
2�
⇣p3
2 , 12
⌘
⇣p2
2 ,p
22
⌘
⇣12 ,p
32
⌘
⇣�p
32 , 1
2
⌘
⇣�p
22 ,p
22
⌘
⇣� 1
2 ,p
32
⌘
⇣�p
32 ,� 1
2
⌘
⇣�p
22 ,�
p2
2
⌘
⇣� 1
2 ,�p
32
⌘
⇣p3
2 ,� 12
⌘
⇣p2
2 ,�p
22
⌘
⇣12 ,�
p3
2
⌘
(�1, 0) (1, 0)
(0,�1)
(0, 1)
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 53 / 80
Funções trigonométricas
Identidades trigonométricas
tg(x) =sen(x)
cos(x)
cotg(x) =cos(x)
sen(x)
cosec(x) =1
sen(x)
sec(x) =1
cos(x)
sen2(x) + cos2(x) = 1sen(2x) = 2 sen(x)cos(x)
cos(2x) = cos2(x)− sen2(x)
sen2(x) =1− cos(2x)
2
cos2(x) =1 + cos(2x)
2
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 54 / 80
Funções trigonométricas
Função seno
Propriedades1 Df = R
2 D′f = [−1,1]3 Máximos em x = π
2 + 2kπ, k ∈ Z4 Mínimos em x = 3π
2 + 2kπ, k ∈ Z5 Zeros em x = kπ, k ∈ Z6 Periódica de período 2π7 Função ímpar
sen(−x) = − sen(x),∀x ∈ R-2
-1.5-1
-0.5 0
0.5 1
1.5 2
-6 -4 -2 0 2 4 6y
x
y=sen(x)
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 55 / 80
Funções trigonométricas
Função cosseno
Propriedades1 Df = R
2 D′f = [−1,1]3 Máximos em x = 2kπ, k ∈ Z4 Mínimos em x = π + 2kπ, k ∈ Z5 Zeros em x = π
2 + kπ, k ∈ Z6 Periódica de período 2π7 Função par
cos(−x) = cos(x),∀x ∈ R -2-1.5
-1-0.5
0 0.5
1 1.5
2
-6 -4 -2 0 2 4 6y
x
y=cos(x)
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Funções trigonométricas
Função tangente
Propriedades1 Df = R \
�x = π
2 + kπ, k ∈ Z
2 D′f = R3 Não existem máximos e mínimos4 Zeros em x = kπ, k ∈ Z5 Periódica de período π6 Função ímpar
tg(−x) = − tg(x),∀x ∈R \ �x = π
2 + kπ, k ∈ Z -2-1.5
-1-0.5
0 0.5
1 1.5
2
-6 -4 -2 0 2 4 6y
x
y=tg(x)
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Funções trigonométricas
Função cotangente
Propriedades1 Df = R \ {x = kπ, k ∈ Z}2 D′f = R3 Não tem máximos e mínimos4 Zeros em x = kπ
2 , k ∈ Z5 Periódica de período π6 Função ímpar
cotg(−x) = − cotg(x),∀x ∈R \ {x = kπ, k ∈ Z} -2
-1.5-1
-0.5 0
0.5 1
1.5 2
-6 -4 -2 0 2 4 6y
x
y=cotg(x)
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 58 / 80
Funções trigonométricas inversas
Sumário
1 Conceitos básicos sobre funções
2 Funções e os seus gráficos
3 Funções trigonométricas
4 Funções trigonométricas inversas
5 Limite e continuidade
6 Assintotas
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Funções trigonométricas inversas
Função arco seno
DefiniçãoConsidere-se a função f : R→ [−1,1]definida por y = sen(x).A sua função inversa chamada defunção arco seno, é
f−1 : [−1,1]→�− π
2,π
2
�
tal que:y = arcsen(x). -3
-2-1 0 1 2 3
-6 -4 -2 0 2 4 6y
x
y=arcsen(x)
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Funções trigonométricas inversas
Função arco seno
Nota1 A função y = sen(x) não é bijetiva em todo o seu domínio.2 Determina-se a função y = arcsen(x) num intervalo onde seja bijetiva por forma a admitir
função inversa.3 Há inúmeros intervalos onde a função seno é bijetiva, mas selecionou-se este intervalo,
designado por intervalo principal.4 O contradomínio da função arco seno é
�− π2 ,
π2
�.
5 Não se verifica, arcsen(sen(x)) = x , para todo x , mas somente para x ∈ �− π2 ,
π2
�.
6 sen(arcsen(x)) = x , ∀x ∈ [−1,1].7 arcsen(sen(x)) = x , ∀x ∈
�− π2 ,
π2
�.
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Funções trigonométricas inversas
Função arco cosseno
DefiniçãoConsidere-se a função f : R→ [−1,1]definida por y = cos(x). A sua funçãoinversa , chamada de função arcocosseno, é
f−1 : [−1,1]→ [0, π]
tal que :
y = arccos(x).-1 0 1 2 3 4 5 6
-6 -4 -2 0 2 4 6y
x
y=arccos(x)
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 62 / 80
Funções trigonométricas inversas
Função arco cosseno
Nota1 cos(arccos(x)) = x , ∀x ∈ [−1,1].
2 arccos(cos(x)) = x , ∀x ∈ [0, π].
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 63 / 80
Funções trigonométricas inversas
Função arco tangente
DefiniçãoConsidere-se a funçãof : R \ �x = π
2 + kπ, k ∈ Z→ Rdefinida por y = tg(x). A funçãoinversa, chamada de função arcotangente é:
f−1 : R→�− π
2,π
2
�
tal que:y = arctg(x).
-6-4-2 0 2 4 6
-6 -4 -2 0 2 4 6y
x
y=arctg(x)
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Limite e continuidade
Sumário
1 Conceitos básicos sobre funções
2 Funções e os seus gráficos
3 Funções trigonométricas
4 Funções trigonométricas inversas
5 Limite e continuidade
6 Assintotas
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 65 / 80
Limite e continuidade
Conceito de limite
DefiniçãoSeja f (x) uma função injetiva e definida num intervalo aberto para todos os valores de x navizinhança de x = x0, com a possível exceção de x = x0. Diz-se que o número L é o limite de f (x)quando x se aproxima de x0 e escreve-se:
limx→x0
f (x) = L,
se para todo o número positivo ε, é possível determinar um número positivo δ tal que0 < |x − x0| < δ, quando |f (x)− L| < ε.
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Limite e continuidade
Limites laterais
DefiniçãoConsidere-se x e x0 como pontos da reta real, onde x0 é fixo e x está a mover-se; x podeaproximar-se de x0 pela esquerda ou direita. Tal escreve-se x → x−0 ou x → x+
0 , respetivamente.Se lim
x→x−0f (x) = l1 e lim
x→x+0
f (x) = l2, então l1 e l2 são os limites laterais de f (x) em x0. Se
l1 = l2 = L, então limx→x0 f (x) = L.
Nota1 Uma função tem limite num ponto x0, se e só se os seus limites laterais são iguais.2 Quando o limite de uma função existe ele é único.
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Limite e continuidade
Propriedades dos limites
TeoremaSeja lim
x→x0f (x) = A, lim
x→x0g(x) = B e C uma constante qualquer então:
1 limx→x0
Cf (x) = C × limx→x0
f (x) = C × A.
2 limx→x0
(f (x)± g(x)) = limx→x0
f (x)± limx→x0
g(x) = A± B.
3 limx→x0
(f (x)× g(x)) = limx→x0
f (x)× limx→x0
g(x) = A× B.
4 limx→x0
f (x)
g(x)=
limx→x0
f (x)
limx→x0
g(x)=
A
B, B 6= 0.
5 limx→x0
[f (x)]n = An, n ∈ N.
6 limx→x0
nÆ
f (x) = np
A = A1n , n ∈ N.
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Limite e continuidade
Limites de funções polinomiais e racionais
TeoremaSe p é uma função polinomial e c um número real então:
limx→c
p(x) = p(c).
Se r é uma função racional dada por r(x) =p(x)
q(x)e c é um número real tal que q(x) 6= 0, então
limx→c
r(x) = r(c) =p(c)
q(c).
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Limite e continuidade
Limite de uma função envolvendo um radical
TeoremaSeja n um inteiro positivo. O limite,
limx→c
npx =npc,
é válido para todo c, se n for ímpar, e é válido para todo c > 0, se n for par.
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Limite e continuidade
Limite de uma função composta
TeoremaSe f e g são funções tais que:
limx→c
g(x) = L e limx→L
f (x) = f (L),
então,limx→c
f (g(x)) = f�
limx→c
g(x)�= f (L).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 71 / 80
Limite e continuidade
Limites de funções trigonométricas
TeoremaSeja c um número real no domínio de uma da função trigonométrica, então:
1 limx→c
sen(x) = sen(c).
2 limx→c
cos(x) = cos(c).
3 limx→c
tg(x) = tg(c).
4 limx→c
cotg(x) = cotg(c).
5 limx→c
sec(x) = sec(c).
6 limx→c
cosec(x) = cosec(c).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 72 / 80
Limite e continuidade
Limites notáveis e indeterminações
Limites notáveis
1 limx→0
ex − 1
x= 1
2 limx→0
ln(1 + x)
x= 1
3 limx→1
ln x
x − 1= 1
4 limx→0
sen x
x= 1
5 limx→0
1− cos x
x= 0
Indeterminações1 ∞ −∞2∞
∞
30
04 0.∞5 1∞
6 00
7 ∞0
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 73 / 80
Limite e continuidade
Continuidade num ponto
DefiniçãoUma função diz-se contínua num ponto x = x0 quando:
1 f (x0) está definida.2 lim
x→x−0f (x) = lim
x→x+0
f (x).
3 limx→x0
f (x) = f (x0).
Caso contrário, a função diz-se descontínua em x = x0.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 74 / 80
Limite e continuidade
Continuidade num intervalo
DefiniçãoSe f é contínua em todos os pontos de um intervalo aberto (a,b), então diz-se que f é contínuaem (a,b).
DefiniçãoDiz-se que f é contínua num intervalo fechado [a,b], se f for contínua no intervalo aberto (a,b) e
limx→a+
f (x) = f (a) e limx→b−
f (x) = f (b).
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 75 / 80
Limite e continuidade
Teorema do valor intermédio
DefiniçãoAdmita-se que f é contínua num intervalo fechado [a,b] e W é um número qualquer entre f (a) ef (b). Então existe um número c ∈ [a,b] para o qual f (c) = W .
DefiniçãoAdmita-se que f é contínua num intervalo fechado [a,b] e f (a) e f (b) têm sinais opostos. Entãoexiste pelo menos um número c ∈ [a,b] para o qual f (c) = 0.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 76 / 80
Assintotas
Sumário
1 Conceitos básicos sobre funções
2 Funções e os seus gráficos
3 Funções trigonométricas
4 Funções trigonométricas inversas
5 Limite e continuidade
6 Assintotas
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 77 / 80
Assintotas
Conceito de assintota
DefiniçãoSe a distância entre um gráfico da função e uma dada reta aproxima-se de zero, à medida que ospontos do domínio se afastam da origem. Então, diz-se que o gráfico aproxima-se da retaassintoticamente, e que essa reta é uma assintota do gráfico. As assintotas podem ser:
1 horizontais.2 verticais.3 oblíquas.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 78 / 80
Assintotas
Assintota horizontal e vertical
DefiniçãoUma reta y = b é uma assintota horizontal de um gráfico de uma função y = f (x) se:
limx→+∞
f (x) = b ou limx→−∞ f (x) = b
DefiniçãoUma reta x = x0 é uma assintota vertical de um gráfico de uma função y = f (x) se:
limx→x+
0
f (x) = ±∞ ou limx→x−0
f (x) = ±∞.
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 79 / 80
Assintotas
Assintota oblíqua
DefiniçãoUma reta y = mx + b é uma assintota oblíqua de um gráfico de uma função y = f (x) se:
limx→±∞[f (x)− (mx + b)] = 0,
sendo:
1 m = limx→±∞
f (x)
x.
2 b = limx→±∞[f (x)− mx ].
Engenharia Informática, ESTGF-IPP Matemática I 80 / 80