Exercícios sobre função composta e função inversa (questões resolvidas)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

Funções compostas e funções inversas exigem raciocínio algébrico e atenção às propriedades das funções. Nesta lista de exercícios, você poderá praticar diferentes abordagens para resolver esse tipo de problema. As questões incluem resoluções comentadas, facilitando a compreensão passo a passo.

Questão 1

Dadas as funções reais f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 4 x menos 5 e f abre parênteses g abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses igual a x ao quadrado menos 3 x mais 7. O valor de g parêntese esquerdo 2 parêntese direito é igual:

a) 3 sobre 2

b) 2

c) 5 sobre 2

d) 3

Gabarito explicado

Trocando x por g(x) na função f teremos:

f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo x parêntese direito parêntese direito igual a 4 g parêntese esquerdo x parêntese direito menos 5 igual a x ao quadrado menos 3 x mais 7g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a numerador x ao quadrado menos 3 x mais 12 sobre denominador 4 fim da fraçãog parêntese esquerdo 2 parêntese direito igual a numerador 2 ao quadrado menos 3.2 mais 12 sobre denominador 4 fim da fração igual a numerador 4 menos 6 mais 12 sobre denominador 4 fim da fração igual a 10 sobre 4 igual a 5 sobre 2

Questão 2

Considere f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 2 x menos 5 e f à potência de n parêntese esquerdo x parêntese direito igual a pilha pilha f operador anelar f operador anelar f operador anelar... operador anelar f com chave inferior abaixo com n espaço v e z e s abaixo. Calcule o valor de f à potência de 2026 parêntese esquerdo 3 parêntese direito.

a) 5 menos 2 à potência de 2026

b) 5 menos 2 à potência de 2027

c) 5 mais 2 à potência de 2026

d) 5 mais 2 à potência de 2027

Gabarito explicado

Podemos proceder da seguinte forma:

f parêntese esquerdo 3 parêntese direito igual a 1f parêntese esquerdo f parêntese esquerdo 3 parêntese direito igual a menos 3 igual a 5 menos 2 ao cubof parêntese esquerdo f parêntese esquerdo f parêntese esquerdo 3 parêntese direito parêntese direito parêntese direito igual a menos 11 igual a 5 menos 2 à potência de 4f parêntese esquerdo f parêntese esquerdo f parêntese esquerdo f parêntese esquerdo 3 parêntese direito parêntese direito parêntese direito parêntese direito igual a menos 27 igual a 5 menos 2 à potência de 5reticências verticaisf à potência de n parêntese esquerdo 3 parêntese direito igual a 5 menos 2 à potência de n mais 1 fim do exponencialf à potência de 2026 parêntese esquerdo 3 parêntese direito igual a 5 menos 2 à potência de 2026 mais 1 fim do exponencialf à potência de 2026 parêntese esquerdo 3 parêntese direito igual a 5 menos 2 à potência de 2027

Questão 3

Seja f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a raiz quadrada de 5 x menos 3 fim da raiz inversível em todo o seu domínio. Se g parêntese esquerdo x parêntese direito é função inversa de f. O valor de g parêntese esquerdo f parêntese esquerdo 5 parêntese direito parêntese direito é igual a:

a) 5

b) 4

c) 3

d) 2

Gabarito explicado

Vemos ue o domínio de f deve ser:

5 x menos 3 maior ou igual a 0x maior ou igual a 3 sobre 5

Como x igual a 5 pertence ao domínio de f e se a função é inversível podemos aplicar o seguinte teorema:

f à potência de menos 1 fim do exponencial operador anelar f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a xg operador anelar f parêntese esquerdo 5 parêntese direito igual a 5

Questão 4

Considere a função real inversível definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a numerador 3 x menos 5 sobre denominador 4 menos x fim da fração. O valor de f à potência de menos 1 fim do exponencial parêntese esquerdo menos 2 parêntese direito é igual:

a) menos 4

b) menos 3

c) menos 2

d) menos 1

Gabarito explicado

Queremos calcular o y da função inversa, porém y da função inversa é x na função original e x da função inversa é y na função original, logo:

menos 2 igual a numerador 3 x menos 5 sobre denominador 4 menos x fim da fração2 x menos 8 igual a 3 x menos 5x igual a menos 3 espaço o u espaço f à potência de menos 1 fim do exponencial parêntese esquerdo menos 2 parêntese direito igual a menos 3

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Questão 5

Seja a função f dois pontos parêntese recto esquerdo 2 vírgula mais infinito parêntese direito seta para a direita parêntese recto esquerdo menos 1 vírgula mais infinito parêntese direito definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado menos 4 x mais 3. Sabendo que f é inversível, determine a função g parêntese esquerdo x parêntese direito inversa de f.

a) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 2 menos raiz quadrada de x mais 1 fim da raiz

b) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 2 mais raiz quadrada de x mais 1 fim da raiz

c) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a menos 2 mais raiz quadrada de x mais 1 fim da raiz

d) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 2 mais raiz quadrada de x menos 1 fim da raiz

Gabarito explicado

Dada a função e sabendo que ela é inversível trocamos x por y e vice-versa.

y igual a x ao quadrado menos 4 x mais 3x igual a y ao quadrado menos 4 y mais 3

Completamos o quadrado.

x igual a y ao quadrado menos 4 y mais 3x mais 1 igual a y ao quadrado menos 4 y mais 3 mais 1x mais 1 igual a y ao quadrado menos 4 y mais 4x mais 1 igual a parêntese esquerdo y menos 2 parêntese direito ao quadradoy igual a 2 mais raiz quadrada de x mais 1 fim da raiz

Questão 6

Considere a função f dois pontos A seta para a direita B definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a numerador 5 x menos 3 sobre denominador x menos 7 fim da fração. Determine os conjuntos A e B para que f seja invertível e determine o conjunto A intersecção B.

a) reto números reais

b) reto números reais menos abre chaves 5 fecha chaves

c) reto números reais menos abre chaves 7 fecha chaves

d) reto números reais menos abre chaves 5 vírgula 7 fecha chaves

Gabarito explicado

Para que a função seja inversível é necessário que esta seja bijetora (injetora e sobrejetora ao mesmo tempo.

Injetora

x menos 7 não igual 0x não igual 7

Sobrejetora

y igual a numerador 5 x menos 3 sobre denominador x menos 7 fim da fraçãoy x menos 7 y igual a 5 x menos 3y x menos 5 x igual a 7 y menos 3x igual a numerador 7 y menos 3 sobre denominador y menos 5 fim da fraçãoy menos 5 não igual 0y não igual 5

Assim temos:

A igual a reto números reais menos chaveta esquerda 7 chaveta direita e B igual a reto números reais menos chaveta esquerda 5 chaveta direita

A intersecção B igual a reto números reais menos chaveta esquerda 5 vírgula 7 chaveta direita

Questão 7

Considere as funções f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado menos 5, g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 3 menos x e h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo x parêntese direito parêntese direito. A função h parêntese esquerdo x parêntese direito é definida por:

a) h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado menos 6 x mais 4

b) h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado mais 6 x mais 4

c) h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado menos 6 x mais 14

d) h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado menos 6 x menos 14

Gabarito explicado

Substituindo a função g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 3 menos x na função f obtemos:

h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo x parêntese direito parêntese direito igual a abre parênteses 3 menos x fecha parênteses ao quadrado menos 5h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 9 menos 6 x mais x ao quadrado menos 5h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado menos 6 x mais 4

Questão 8

Sejam as funções f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 2 x mais 5 e g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao cubo menos x determine quantas soluções reais possui a igualdade f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo x parêntese direito parêntese direito igual a g parêntese esquerdo f parêntese esquerdo x parêntese direito parêntese direito.

a) 0

b) 1

c) 2

d) 3

Gabarito explicado

Vamos calcular

f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo x parêntese direito parêntese direito igual a g parêntese esquerdo f parêntese esquerdo x parêntese direito parêntese direito2 parêntese esquerdo x ao cubo menos x parêntese direito mais 5 igual a parêntese esquerdo 2 x mais 5 parêntese direito ao cubo menos parêntese esquerdo 2 x mais 5 parêntese direito2 x ao cubo menos 2 x mais 5 igual a 8 x ao cubo mais 60 x ao quadrado mais 150 x mais 125 menos 2 x menos 56 x ao cubo mais 60 x ao quadrado mais 150 x mais 115 igual a 0

Pela regra de sinais de Descartes não há soluções reais positivas e há 1 ou 3 soluções reais negativas.

Pela derivada de P parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 6 x ao cubo mais 60 x ao quadrado mais 150 x mais 115 podemos analisar máximos e mínimos da função.

P apóstrofo parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 18 x ao quadrado mais 120 x mais 150x apóstrofo igual a menos 5 espaço e espaço x apóstrofo apóstrofo igual a menos 5 sobre 3

Pelo comportamento do gráfico de P parêntese esquerdo x parêntese direito sabemos que para x igual a menos 5 temos o ponto de máximo e para x igual a menos 5 sobre 3 o ponto de mínimo, portanto há apenas uma solução real no intervalo parêntese esquerdo menos infinito vírgula menos 5 parêntese recto esquerdo.

Para estudar mais: Função: o que é, tipos de funções e gráficos

Para continuar praticando: Exercícios de função afim (função do 1º grau): com respostas explicadas

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática com 20 anos de experiência, licenciado pela Universidade Gama Filho (UGF) e mestre pelo IMPA. Autor de livros e artigos, é referência na preparação para concursos e no ensino de Matemática.