Prova 2 — Funções e relações
Avaliação 2 de Matemática Aplicada à Computação — Instituto Federal da Paraíba, curso de Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas, 1º período, semestre 2024.2, professor Suemilton Nunes Gervázio. Cobre divisão de polinômios, operações entre funções, funções pares e ímpares, função inversa, funções injetoras, sobrejetoras e bijetoras, e relações de equivalência e de ordem. Tente cada questão sozinho antes de abrir a resposta.
Questão 1 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Considere a função polinomial e o polinômio . Assim, determine:
a) O resto da divisão de por
b) O polinômio resultante da divisão de por
Como tem raiz , é possível usar divisão sintética (Briot-Ruffini) com os coeficientes de : .
Cada coeficiente do quociente é obtido somando o coeficiente de com o produto do coeficiente anterior do quociente por : ; ; ; e o resto é .
Resposta
a) Resto
b) Polinômio resultante
Questão 2 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Seja e , com e $g(x) = 2x^
- 4x + 5f(x)/g(x)$ e o seu domínio, teremos que:
- a) e
- b) e
- c)
e
- d) e
- e) e
Dividindo por :
O resto é , então para todo em que . Verificando as raízes de : , ou seja, nunca se anula para real. Logo não há restrição alguma no domínio: .
Resposta
e) e
Questão 3 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Mostre que:
a) A função , definida por , é decrescente em .
b) A função , definida por , é crescente em .
Resposta
Dem. a):
, se , então:
Assim . Logo é decrescente.
Dem. b):
, se , então e , logo , isto é:
Assim . Logo é crescente.
Questão 4 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Responda aos questionamentos a seguir, fazendo sempre a demonstração condizente com a sua resposta.
a) A função , definida por , é uma função ímpar, par ou apenas uma função?
b) A função , definida por , é uma função ímpar, par ou apenas uma função?
Resposta
a) é par.
:
Assim . Logo é par.
b) é apenas uma função (nem par, nem ímpar).
:
Comparando: (pois para ) e (pois para ). Logo não é par nem ímpar; é apenas uma função.
Questão 5 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Seja uma função definida por , então determine (caso exista) .
Fazendo e isolando :
Trocando por e por :
Resposta
Questão 6 USP-SP, adaptada — 10,0 pts
Uma função satisfaz a identidade para todos os números reais e . Além disso, sabe-se que . Considere ainda a função para todo número real . Assim, com base nessas informações, responda os itens a seguir:
a) Qual é o valor de ?
b) Qual é o valor de , para todo real?
c) Qual é o valor de na equação ?
d) Qual é o valor de , para todo real?
b) Fazendo na identidade , obtemos para todo real, ou seja, é da forma com . Como : . Logo .
a) .
c) Com : . Igualando a : .
d) .
Resposta
a)
b)
c)
d)
Questão 7 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Mostre que:
a) A função definida por é sobrejetora.
b) A função definida por é injetora.
c) A função definida por é bijetora.
Resposta
Dem. a):
, procuramos tal que :
Como , temos , logo a raiz está bem definida e , ou seja, . Assim, para todo do contradomínio existe no domínio com . Logo é sobrejetora.
Dem. b):
, suponha :
Logo é injetora.
Dem. c):
Sobrejetora: , tome . Então , logo existe para todo .
Injetora: se , então (a raiz cúbica real é única).
Como é injetora e sobrejetora, é bijetora.
Questão 8 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Mostre que no conjunto dos números inteiros a relação definida por é um número par, é uma relação de equivalência.
Resposta
Dem.:
Reflexiva: . Como é sempre par, . Logo é reflexiva.
Simétrica: . Como , , e , segue . Logo é simétrica.
Transitiva: . Como e , com , somando: , e como , é par. Logo e é transitiva.
Como é reflexiva, simétrica e transitiva, é uma relação de equivalência.
Questão 9 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Mostre que no conjunto dos números inteiros positivos a relação definida por é uma relação de ordenação parcial.
Resposta
Dem.:
Reflexiva: . Como sempre, .
Antissimétrica: . Se e , então necessariamente .
Transitiva: . Se e , então , logo .
Como é reflexiva, antissimétrica e transitiva, é uma relação de ordenação parcial.
Questão 10 Judith L. Gersting, adaptada — 10,0 pts
Para dada por , determine:
a) Qual é a imagem de ?
b) Quais são as pré-imagens de ?
a) .
b) Resolvendo , ou seja, :
Logo ou .
Resposta
a)
b) Pré-imagens de :