Aplicações da derivada em gráficos de funções


Primeiro passo: estudo do sinal de f(x) e valores assintóticos da função

O denominador de f(x) é sempre positivo para qualquer valor de x, portanto a função será sempre positiva, o gráfico de f(x) estará localizado no primeiro e no segundo quadrante.

Quando x tende a mais infinito ou menos infinito f(x) tende a zero.


Segundo passo: anaálise do sinal da primeira derivada de f(x):
Utilizando-se a regra da derivada de um quociente:


Portanto:
Analisando a derivada calculada verificamos que o denominador é sempre positivo, portanto quem determinará o sinal da derivada será a função localizada no numerador da fração. Sendo assim:

para x =0 -->  = 0
para x>0 ----> é negativa, e f(x) será decrescente para esses valores de x
para x<0 ---> é positiva, e f(x) será crescente para esses valores de x

Representando:

x
x<0
x>0
positiva
negativa
f(x)
crescente
decrescente


Terceiro passo: análise do sinal da segunda derivada de f(x)

A derivada 
 

Colocando o termo (x2+1) em evidência teremos:

Simplificando e reaaranjando:


Novamente o sinal de  será determinado apenas pelo sinal da função localizada no denominador, 6x2-2, uma vez que o denominador será sempre positivo inmdependentemente do valor de x.
A função y = 6x2-2 é uma parábola com a concavidade para cima e que apresenta raízes  e, apresentando valores positivos para x < x´´ e x > x´, e valores negativos para valores de x´´< x < x´. Portanto.
x
x <
< x <
x >
positiva
negativa
positiva
f(x)
concavidade para cima
concavidade para baixo
concavidade para cima


Último passo: traçar o gráfico de f(x)

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