Funções definidas por ramos

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==Funções definidas por ramos==
 
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Considere-se a função definida por
 
Considere-se a função definida por
$$f(x)=\DS\begin{cases}
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$$f(x)=\displaystyle\begin{cases}
\DS \frac{x^2-1}2 & \text{se }x < 2  \\
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\displaystyle \frac{x^2-1}2 & \text{se }x < 2  \\
 
2-x &\text{se }x \ge 2
 
2-x &\text{se }x \ge 2
 
\end{cases}
 
\end{cases}
 
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cujo domínio é $\mathbb{R}$. Dependendo dos valores de $x$, a expressão para calcular $f(x)$ é diferente. Por exemplo, $f(3)= 2-3=-1$ e $f(1)=\DS \frac{1^2-1}{2}=0$.
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cujo domínio é $\mathbb{R}$. Dependendo dos valores de $x$, a expressão para calcular $f(x)$ é diferente. Por exemplo, $f(3)= 2-3=-1$ e $f(1)=\displaystyle \frac{1^2-1}{2}=0$.
Observe-se que $f(2)=2-2=0$ e $\DS f(2)\ne\frac32=\DS \frac{2^2-1}2$.
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Observe-se que $f(2)=2-2=0$ e $\displaystyle f(2)\ne\frac32=\displaystyle \frac{2^2-1}2$.
  
\noindent Esta função tem regras diferentes para valores de $x<2$ e para valores de $x \ge 2$, daí que se use a designação de \textbf{função definida por ramos}: cada ramo tem uma expressão analítica diferente.
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Esta função tem regras diferentes para valores de $x<2$ e para valores de $x \ge 2$, daí que se use a designação de '''função definida por ramos''': cada ramo tem uma expressão analítica diferente.
  
\begin{pvplot}[name=fdr,pos=c,unit=10mm](-8,5)(-2.5,3.5)
+
[[File:ramos1.jpg]]
\pvaxes[x=x,y=y,xrange={-3,5}]
+
\pvfunct[size=2]{.5*x*x-.5:(-2.5,2)}
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+
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+
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+
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+
\pvpoint[y=\scriptstyle1.5,dash](2,1.5){}
+
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+
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+
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+
\pvpoint(2,2.5){y=f(x)}
+
\pvpoint(-8,1)[l]{}
+
\end{pvplot}
+
  
 
Algumas propriedades desta função:
 
Algumas propriedades desta função:
\begin{itemize}
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* $f$ é crescente em $[0,2[$ e decrescente em $]-\infty, 0]$ e em $[2, +\infty[$ .
    \item $f$ é crescente em $[0,2[$ e decrescente em $]-\infty, 0]$ e em $[2, +\infty[$ .
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* $f$ tem um mínimo local em $\displaystyle (0,f(0))=\left(0,-\frac{1}{2}\right)$, mas não tem máximos, nem locais nem absolutos.
    \item $f$ tem um mínimo local em $\DS (0,f(0))=\left(0,-\frac{1}{2}\right)$, mas não tem máximos, nem locais nem absolutos.
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* Os zeros de $f$ são $-1,1,2$. Em $]-\infty, -1[$ e em $]1,2[$ a função é positiva ($f(x)>0$). Em $]-1,1[$ e em $]2,+\infty[$ a função é negativa ($f(x)<0$).
    \item Os zeros de $f$ são $-1,1,2$. Em $]-\infty, -1[$ e em $]1,2[$ a função é positiva ($f(x)>0$). Em $]-1,1[$ e em $]2,+\infty[$ a função é negativa ($f(x)<0$).
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* O gráfico de $f$ tem um ``salto" em $x=2$, o que se traduz na afirmação, ''$f$ é descontínua em $x=2$.''
\item O gráfico de $f$ tem um ``salto" em $x=2$, o que se traduz na afirmação, \emph{$f$ é descontínua em $x=2$.}
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* A função $f$ não é limitada: para valores de $x$ negativos mas de valor absoluto muito elevados a função toma valores muito elevados e para valores de $x$ positivos muito elevados a função toma valores negativos de valor absoluto muito elevados. Dizemos que, quando $x$ tende para $+\infty$, o limite de $f(x)$  é $-\infty$ $\displaystyle \left( \lim_{x\rightarrow +\infty}{f(x)}=-\infty \right)$ e que o limite de $f(x)$ quando $x$ tende para $-\infty$ é $+\infty$ $\left(\displaystyle \lim_{x\rightarrow -\infty}{f(x)}=+\infty \right)$.
\item A função $f$ não é limitada: para valores de $x$ negativos mas de valor absoluto muito elevados a função toma valores muito elevados e para valores de $x$ positivos muito elevados a função toma valores negativos de valor absoluto muito elevados. Dizemos que, quando $x$ tende para $+\infty$, o limite de $f(x)$  é $-\infty$ $\DS \left( \lim_{x\rightarrow +\infty}{f(x)}=-\infty \right)$ e que o limite de $f(x)$ quando $x$ tende para $-\infty$ é $+\infty$ $\left(\DS \lim_{x\rightarrow -\infty}{f(x)}=+\infty \right)$.
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[[Função ramos|Exercícios resolvidos]]
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[[Matemática Elementar#Funções reais de variável real|Voltar]] &nbsp; &nbsp; [[Função módulo|Seguinte]]

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[edit] Funções definidas por ramos

Considere-se a função definida por $$f(x)=\displaystyle\begin{cases} \displaystyle \frac{x^2-1}2 & \text{se }x < 2 \\ 2-x &\text{se }x \ge 2 \end{cases} $$ cujo domínio é $\mathbb{R}$. Dependendo dos valores de $x$, a expressão para calcular $f(x)$ é diferente. Por exemplo, $f(3)= 2-3=-1$ e $f(1)=\displaystyle \frac{1^2-1}{2}=0$. Observe-se que $f(2)=2-2=0$ e $\displaystyle f(2)\ne\frac32=\displaystyle \frac{2^2-1}2$.

Esta função tem regras diferentes para valores de $x<2$ e para valores de $x \ge 2$, daí que se use a designação de função definida por ramos: cada ramo tem uma expressão analítica diferente.

Ramos1.jpg

Algumas propriedades desta função:

  • $f$ é crescente em $[0,2[$ e decrescente em $]-\infty, 0]$ e em $[2, +\infty[$ .
  • $f$ tem um mínimo local em $\displaystyle (0,f(0))=\left(0,-\frac{1}{2}\right)$, mas não tem máximos, nem locais nem absolutos.
  • Os zeros de $f$ são $-1,1,2$. Em $]-\infty, -1[$ e em $]1,2[$ a função é positiva ($f(x)>0$). Em $]-1,1[$ e em $]2,+\infty[$ a função é negativa ($f(x)<0$).
  • O gráfico de $f$ tem um ``salto" em $x=2$, o que se traduz na afirmação, $f$ é descontínua em $x=2$.
  • A função $f$ não é limitada: para valores de $x$ negativos mas de valor absoluto muito elevados a função toma valores muito elevados e para valores de $x$ positivos muito elevados a função toma valores negativos de valor absoluto muito elevados. Dizemos que, quando $x$ tende para $+\infty$, o limite de $f(x)$ é $-\infty$ $\displaystyle \left( \lim_{x\rightarrow +\infty}{f(x)}=-\infty \right)$ e que o limite de $f(x)$ quando $x$ tende para $-\infty$ é $+\infty$ $\left(\displaystyle \lim_{x\rightarrow -\infty}{f(x)}=+\infty \right)$.

Exercícios resolvidos

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