Lawson Bond
01/05/2024 · High School
26. Considere a função definida por \( f(x)=-x^{2}+4 x-2 \). a) Determine os zeros de \( f \), se houver. b) Calcule as coordenadas do vértice de seu gráfico. c) Esboce seu gráfico.
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Step-by-step Solution
Vamos analisar a função \( f(x) = -x^2 + 4x - 2 \).
### a) Determinação dos zeros de \( f \)
Para encontrar os zeros da função, precisamos resolver a equação \( f(x) = 0 \):
\[
-x^2 + 4x - 2 = 0
\]
Multiplicando toda a equação por -1 para facilitar a resolução, obtemos:
\[
x^2 - 4x + 2 = 0
\]
Agora, podemos usar a fórmula de Bhaskara para encontrar as raízes da equação quadrática \( ax^2 + bx + c = 0 \), onde \( a = 1 \), \( b = -4 \) e \( c = 2 \):
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Calculando o discriminante:
\[
b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2 = 16 - 8 = 8
\]
Como o discriminante é positivo, existem duas raízes reais. Agora, substituímos na fórmula de Bhaskara:
\[
x = \frac{4 \pm \sqrt{8}}{2}
\]
Simplificando \( \sqrt{8} = 2\sqrt{2} \):
\[
x = \frac{4 \pm 2\sqrt{2}}{2} = 2 \pm \sqrt{2}
\]
Portanto, os zeros da função são:
\[
x_1 = 2 + \sqrt{2} \quad \text{e} \quad x_2 = 2 - \sqrt{2}
\]
### b) Cálculo das coordenadas do vértice
A coordenada \( x \) do vértice de uma parábola dada pela função \( ax^2 + bx + c \) é dada por:
\[
x_v = -\frac{b}{2a}
\]
Substituindo \( a = -1 \) e \( b = 4 \):
\[
x_v = -\frac{4}{2 \cdot (-1)} = 2
\]
Agora, substituímos \( x_v \) na função para encontrar a coordenada \( y \) do vértice:
\[
f(2) = -2^2 + 4 \cdot 2 - 2 = -4 + 8 - 2 = 2
\]
Portanto, as coordenadas do vértice são:
\[
(2, 2)
\]
### c) Esboço do gráfico
A função \( f(x) = -x^2 + 4x - 2 \) é uma parábola que abre para baixo (já que o coeficiente de \( x^2 \) é negativo).
- Os zeros da função são \( x_1 = 2 + \sqrt{2} \) e \( x_2 = 2 - \sqrt{2} \).
- O vértice da parábola está em \( (2, 2) \).
- A parábola intercepta o eixo \( y \) quando \( x = 0 \):
\[
f(0) = -0^2 + 4 \cdot 0 - 2 = -2
\]
Assim, o gráfico da função terá os seguintes pontos importantes:
- Vértice: \( (2, 2) \)
- Intercepto no eixo \( y \): \( (0, -2) \)
- Zeros: \( (2 + \sqrt{2}, 0) \) e \( (2 - \sqrt{2}, 0) \)
O esboço do gráfico seria uma parábola que passa pelos pontos mencionados, com o vértice no ponto mais alto da parábola.
Aqui está uma representação aproximada do gráfico:
```
|
3| *
2| * *
1| * *
0|-------*-----*-------*-------
-1| * *
-2| * *
|___________________________
0 1 2 3 4 5 6
```
Os pontos \( (2 + \sqrt{2}, 0) \) e \( (2 - \sqrt{2}, 0) \) estão entre 3 e 4 no eixo \( x \).
Quick Answer
a) Zeros: \( x_1 = 2 + \sqrt{2} \), \( x_2 = 2 - \sqrt{2} \).
b) Vértice: \( (2, 2) \).
c) Gráfico: Parábola que abre para baixo, vértice em \( (2, 2) \), intercepta o eixo \( y \) em \( (0, -2) \), zeros em \( (2 + \sqrt{2}, 0) \) e \( (2 - \sqrt{2}, 0) \).
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