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Máximos e mínimos em contextos de função quadrática Matemática 3o bimestre - Aula 04 – Sequência de Atividades 2 Ensino Médio ● Funções polinomiais do 2o grau (função quadrática): gráfico, raízes, pontos de máximo/mínimo, crescimento/decrescimento, concavidade; ● Gráficos de funções. ● Analisar situações envolvendo ideia de máximo e mínimo em contexto; ● Identificar os intervalos de crescimento e decrescimento de funções polinomiais do 2o grau; ● Estudar o sinal da função polinomial do 2o grau. No plano cartesiano ao lado está representado o esboço de uma função polinomial do segundo grau. Colete os dados necessários e escreva a lei de formação da função. O que sabemos sobre os coeficientes a, b e c dessa função? Qual é o ponto mais alto nessa curva? #retomando 5 MINUTOS CONTINUA VIREM E CONVERSEM Pontos de intersecção com os eixos: Eixo x: (2,0) e (-8,0) Zeros da função: 𝒙𝟏 = 𝟐 𝒆 𝒙𝟐 = −𝟖 Eixo y: (0,16) Coeficiente c = 16 Forma fatorada: −𝟏 ∙ 𝒙 − 𝟐 ∙ (𝒙 + 𝟖) Forma polinomial: 𝐟 𝐱 = −𝐱𝟐 − 𝟔𝐱 + 𝟏𝟔 Correção Dizemos que o número yM ∈ Im f é o valor máximo da função y = f x se, e somente se, yM ≥ y para qualquer y ∈ Im f . O número xM ∈ D f tal que yM = f xM é chamado ponto de máximo da função. Se a < 0, a função polinomial do segundo grau, y = ax 2 + bx + c admite valor máximo yM= − Δ 4a para xM = − b 2a Máximo e mínimo de uma função polinomial do segundo grau CONTINUA CERTO É CERTO 10 MINUTOS Dizemos que o número ym ∈ Im f é o valor mínimo da função y = f x se, e somente se, ym ≤ y para qualquer y ∈ Im f . O número xm ∈ D f tal que ym = f xm é chamado ponto de mínimo da função. Se a > 0, a função polinomial do segundo grau, y = ax 2 + bx + c admite valor mínimo ym = − Δ 4a para xm = − b 2a Máximo e mínimo de uma função polinomial do segundo grau B C D E A Atividade 6 (p. 142, 2024) – Adaptada Sobre a função f(x) = x² – 2x – 3, representada na figura, é correto afirmar que: seus valores são negativos para qualquer valor de x. seu menor valor ocorre quando x = –1. é decrescente para –1 < x < 3. tem somente valores positivos para x > 0. é crescente para x > 1. CONTINUA 5 MINUTOS B C D E A Correção Atividade 6 (p. 142, 2024) – Adaptada Sobre a função f(x) = x² – 2x – 3, representada na figura, é correto afirmar que: seus valores são negativos para qualquer valor de x. seu menor valor ocorre quando x = –1. é decrescente para –1 < x < 3. tem somente valores positivos para x > 0. é crescente para x > 1. O vértice está em (1, – 4) Logo, a função f(x) é: • Crescente para x > 1 • Decrescente para x < 1 B C D E A Atividade 3 (p. 140, 2024) – AAP 2018 – Uma empresa produz certo tipo de peça que tem seu custo definido pela função C(x) = 2x² – 40x + 2000. A quantidade de peças que deve produzir para que o custo seja mínimo é: 10. 80. 40. 30. 20. CONTINUA 5 MINUTOS FAÇA AGORA B C D E A Correção – Atividade 3 (p. 140, 2024) – AAP 2018 – Uma empresa produz certo tipo de peça que tem seu custo definido pela função C(x) = 2x² – 40x + 2000. A quantidade de peças que deve produzir para que o custo seja mínimo é: 10 80 40 30 20 𝒙𝑽 = −𝒃 𝟐𝒂 = − −𝟒𝟎 𝟐 𝟐 = 𝟒𝟎 𝟒 = 𝟏𝟎 Nessa função C(x), a = 2, b = –40 e c = 2.000 O custo mínimo corresponde ao x do vértice é dado por: Uma empresa oferece o fretamento de um ônibus de 48 lugares na seguinte condição: cada passageiro vai pagar R$ 42,00 fixos mais R$ 3,00 por lugar vago no ônibus. Por exemplo, se sobrarem seis lugares vagos, cada passageiro vai pagar R$ 60,00 42 + 6 ∙ 3 = 60 . Para que a empresa consiga arrecadar a maior quantia possível, quantos lugares devem ser ocupados? Nesse caso, qual é a quantia arrecadada pela empresa? Otimizando resultados TODO MUNDO ESCREVE 20 MINUTOS Pelo enunciado temos: 𝐱: 𝐪𝐮𝐚𝐧𝐭𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐝𝐞 𝐥𝐮𝐠𝐚𝐫𝐞𝐬 𝐯𝐚𝐠𝐨𝐬 𝐧𝐨 ô𝐧𝐢𝐛𝐮𝐬. 𝐟 𝐱 : 𝐪𝐮𝐚𝐧𝐭𝐢𝐚 𝐞𝐦 𝐫𝐞𝐚𝐢𝐬 𝐫𝐞𝐜𝐞𝐛𝐢𝐝𝐚 𝐩𝐞𝐥𝐨 𝐟𝐫𝐞𝐭𝐚𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨. 𝟒𝟖 − 𝐱: 𝐪𝐮𝐚𝐧𝐭𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐝𝐞 𝐥𝐮𝐠𝐚𝐫𝐞𝐬 𝐯𝐚𝐠𝐨𝐬 𝐧𝐨 ô𝐧𝐢𝐛𝐮𝐬. 𝟒𝟐 + 𝟑𝐱: 𝐪𝐮𝐚𝐧𝐭𝐢𝐚 𝐞𝐦 𝐫𝐞𝐚𝐢𝐬 𝐩𝐚𝐠𝐨𝐬 𝐩𝐨𝐫 𝐩𝐚𝐬𝐬𝐚𝐠𝐞𝐢𝐫𝐨. 𝐟 𝐱 = (𝟒𝟖 − 𝐱) ∙ (𝟒𝟐 + 𝟑𝐱) Correção CONTINUA Correção 𝒇 𝒙 = 𝟒𝟖 − 𝒙 ∙ 𝟒𝟐 + 𝟑𝒙 𝒇 𝒙 = 𝟐. 𝟎𝟏𝟔 + 𝟏𝟒𝟒𝒙 − 𝟒𝟐𝒙 − 𝟑𝒙𝟐 𝒇 𝒙 = −𝟑𝒙𝟐 + 𝟏𝟎𝟐𝒙 + 𝟐. 𝟎𝟏𝟔 𝒂 = −𝟑, 𝒃 = 𝟏𝟎𝟐, 𝒄 = 𝟐𝟎𝟏𝟔 𝒂 < 𝟎, concavidade voltada para baixo, logo a função admite valor máximo. Para determinar a quantia máxima que a empresa pode arrecadar com o fretamento do ônibus, calculamos o valor máximo da função. ∆= 𝒃𝟐 − 𝟒 ∙ 𝒂 ∙ 𝒄 ∆= 𝟏𝟎𝟐𝟐 − 𝟒 ∙ −𝟑 ∙ 𝟐. 𝟎𝟏𝟔 ∆= 𝟏𝟎. 𝟒𝟎𝟒 + 𝟐𝟒. 𝟏𝟗𝟐 ∆= 𝟑𝟒. 𝟓𝟗𝟔 CONTINUA Correção 𝒚𝒎 = − ∆ 𝟒𝒂 ⟹ 𝒚𝒎 = − 𝟑𝟒 𝟓𝟗𝟔 𝟒 ∙ −𝟑 ⟹ 𝒚𝒎 = 𝟑𝟒 𝟓𝟗𝟔 (−𝟏𝟐) ⟹ 𝒚𝒎 = 𝟑𝟒 𝟓𝟗𝟔 𝟏𝟐 = 𝟐. 𝟖𝟖𝟑 Portanto, a quantia máxima que a empresa pode receber pelo fretamento do ônibus é de R$ 2.883,00. Quantidade de lugares vagos, referentes à arrecadação máxima: 𝒙𝑴 = − 𝒃 𝟐𝒂 ⟹ 𝒙𝑴 = − 𝟏𝟎𝟐 𝟐 ∙ −𝟑 ⟹ ⟹ 𝒙𝑴 = − 𝟏𝟎𝟐 −𝟔 ⟹ 𝒙𝑴 = 𝟏𝟎𝟐 𝟔 ⟹ 𝒙𝒎 = 𝟏𝟕 CONTINUA Correção Desse modo, podemos concluir que a empresa vai arrecadar a quantia máxima se 17 lugares ficarem vagos no ônibus, ou seja, se 31 lugares forem ocupados. Portanto, para que a empresa consiga arrecadar a quantia máxima de R$ 2.883,00 é necessário que 31 lugares estejam ocupados. B C D E A ENEM 2013 (PPL) – Adaptada – O proprietário de uma casa de shows observou que, com o ingresso a R$ 10,00, havia 1.000 pessoas por show. Porém, a partir de R$ 10,00, a cada R$ 2,00 de aumento no valor do ingresso eram 40 pessoas a menos. A expressão que relaciona o faturamento (F) com a quantidade de pessoas (P) é: 𝐹 = − P² 20 + 60P 𝐹 = −𝑃² + 1.200P 𝐹 = − P² 20 + 60 𝐹 = 𝑃2 – 1.200P 𝐹 = P² 20 – 60P 5 MINUTOS Dica: considere V como o valor de cada ingresso e n como a quantidade de aumentos de R$ 2,00 CONTINUA MOSTRE-ME B C D E A Correção – ENEM 2013 (PPL) – Adaptada – O proprietário de uma casa de shows observou que, com o ingresso a R$ 10,00, havia 1 000 pessoas por show. Porém, a partir de R$ 10,00, a cada R$ 2,00 de aumento no valor do ingresso eram 40 pessoas a menos. A expressão que relaciona o faturamento (F) com a quantidade de pessoas (P) é: 𝐹 = − P² 20 + 60P 𝐹 = −𝑃² + 1.200P 𝐹 = − P² 20 + 60 𝐹 = 𝑃2 – 1.200P 𝐹 = P² 20 – 60P CONTINUA Aprofundando O valor do ingresso em função dos aumentos de R$ 2,00 é dado por: V = 10 + 2n Isolando n, tem-se: n = 0,5V – 5 A cada aumento de R$ 2,00 são 40 pessoas a menos: P = 1 000 – 40n P = 1 000 – 40 (0,5V – 5) P = 1 000 – 20V + 200 P = 1 200 – 20V Correção – ENEM 2013 (PPL) – Adaptada – O proprietário de uma casa de shows observou que, com o ingresso a R$ 10,00, havia 1.000 pessoas por show. Porém, a partir de R$ 10,00, a cada R$ 2,00 de aumento no valor do ingresso eram 40 pessoas a menos. A expressão que relaciona o faturamento (F) com a quantidade de pessoas (P) é Isolando V, tem-se: 𝑽 = 𝟏𝟐𝟎𝟎−𝐏 𝟐𝟎 = 𝟔𝟎 − 𝐏 𝟐𝟎 O faturamento (F) é dado pelo produto entre a quantidade de pessoas (P) e o valor do ingresso (V): F = P · V = 𝟔𝟎𝐏 − 𝐏² 𝟐𝟎 Reorganizando, tem-se: 𝑭 = − 𝐏² 𝟐𝟎 + 𝟔𝟎𝐏 ● Analisamos situações envolvendo ideia de máximo e mínimo em contexto; ● Identificamos os intervalos de crescimento e decrescimento de funções polinomiais do 2o grau; ● Estudamos o sinal da função polinomial do 2o grau. LEMOV, D. Aula Nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2023. SÃO PAULO (Estado). Secretaria da Educação. Currículo Paulista, 2019. SÃO PAULO (Estado). Secretaria da Educação. Aprender Sempre, 2024. Caderno do Aluno, 2o ano do Ensino Médio, Ensino Médio, v.2. . Lista de imagens Slides 3, 4, 5,6 e 13 – Elaborado pelo autor. Slide 19 – Freepik. Disponível em: https://br.freepik.com/fotos-gratis/estudante-do-ensino- medio-hispanico-masculino-resolvendo-alguns-problemas-de-matematica-em-um-quadro- branco-na-escola_27999142.htm https://br.freepik.com/fotos-gratis/estudante-do-ensino-medio-hispanico-masculino-resolvendo-alguns-problemas-de-matematica-em-um-quadro-branco-na-escola_27999142.htm https://br.freepik.com/fotos-gratis/estudante-do-ensino-medio-hispanico-masculino-resolvendo-alguns-problemas-de-matematica-em-um-quadro-branco-na-escola_27999142.htm https://br.freepik.com/fotos-gratis/estudante-do-ensino-medio-hispanico-masculino-resolvendo-alguns-problemas-de-matematica-em-um-quadro-branco-na-escola_27999142.htm Slide 1 Slide 2 Slide 3: #retomando Slide 4: Correção Slide 5: Máximo e mínimo de uma função polinomial do segundo grau Slide 6: Máximo e mínimo de uma função polinomial do segundo grau Slide 7: Atividade 6 (p. 142, 2024) – Adaptada Sobre a função f(x) = x² – 2x – 3, representada na figura, é correto afirmar que: Slide 8: Correção Atividade 6 (p. 142, 2024) – Adaptada Sobre a função f(x) = x² – 2x – 3, representada na figura, é correto afirmar que: Slide 9: Atividade 3 (p. 140, 2024) – AAP 2018 – Uma empresa produz certo tipo de peça que tem seu custo definido pela função C(x) = 2x² – 40x + 2000. A quantidade de peças que deve produzir para que o custo seja mínimo é: Slide 10: Correção – Atividade 3 (p. 140, 2024) – AAP 2018 – Uma empresa produz certo tipo de peça que tem seu custo definido pela função C(x) = 2x² – 40x + 2000. A quantidade de peças que deve produzir para que o custo seja mínimo é: Slide 11: Otimizando resultados Slide 12: Correção Slide 13: Correção Slide 14: Correção Slide 15: Correção Slide 16: ENEM 2013 (PPL) – Adaptada – O proprietário de uma casa de shows observou que, com o ingresso a R$ 10,00, havia 1.000 pessoas por show. Porém, a partir de R$ 10,00, a cada R$ 2,00 de aumento no valor do ingresso eram 40 pessoas a menos. A expres Slide 17: Correção – ENEM 2013 (PPL) – Adaptada – O proprietário de uma casa de shows observou que, com o ingresso a R$ 10,00, havia 1 000 pessoas por show. Porém, a partir de R$ 10,00, a cada R$ 2,00 de aumento no valor do ingresso eram 40 pessoas a meno Slide 18: Correção – ENEM 2013 (PPL) – Adaptada – O proprietário de uma casa de shows observou que, com o ingresso a R$ 10,00, havia 1.000 pessoas por show. Porém, a partir de R$ 10,00, a cada R$ 2,00 de aumento no valor do ingresso eram 40 pessoas a men Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22