Exercícios sobre funções (com respostas explicadas)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

O estudo das funções é fundamental para compreender diferentes relações e situações matemáticas, além de ser muito importante em provas como o ENEM e vestibulares.

Neste conteúdo, você encontrará questões sobre domínio, imagem, funções exponenciais, logarítmicas, trigonométricas e outros conceitos.

Resolva os exercícios e coloque seus conhecimentos em prática. Depois, confira o gabarito explicado para entender cada resolução e aprimorar sua preparação.

Questão 1

Dada a função real definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a numerador raiz quadrada de x ao quadrado menos 3 x menos 4 fim da raiz sobre denominador quarta raiz de x ao quadrado menos 7 x mais 10 fim da raiz fim da fração marque a alternativa que apresenta o mais amplo domínio f.

a) D parêntese esquerdo f parêntese direito igual a abre chaves x pertence reto números reais dividido por 2 menor que x menor ou igual a 4 fecha chaves

b) D parêntese esquerdo f parêntese direito igual a abre chaves x pertence reto números reais dividido por x menor ou igual a menos 1 espaço o u espaço x maior ou igual a 5 fecha chaves

c) D parêntese esquerdo f parêntese direito igual a abre chaves x pertence reto números reais dividido por x menor que menos 1 espaço o u espaço x maior que 5 fecha chaves

d) D parêntese esquerdo f parêntese direito igual a abre chaves x pertence reto números reais dividido por x menor ou igual a menos 1 espaço o u espaço x maior que 5 fecha chaves

Gabarito explicado

No numerador temos um radical de índice par, logo o radicando deve ser maior ou igual a zero,

x ao quadrado menos 3 x menos 4 maior ou igual a 0 seta dupla para a direita x menor ou igual a menos 1 espaço o u espaço x maior ou igual a 4

Para o denominador também temos um radical de índice par, porém não pode ser igual a zero, assim,

x ao quadrado menos 7 x mais 10 maior que 0 seta dupla para a direita x menor que 2 espaço o u espaço x maior que 5

Aplicando a interseção entre os intervalos do numerdaor e denominador temos:

D parêntese esquerdo f parêntese direito igual a abre chaves x pertence reto números reais dividido por x menor ou igual a menos 1 espaço o u espaço x maior que 5 fecha chaves

Questão 2

Considere a função real g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 5 menos 2 à potência de 3 x menos 1 fim do exponencial, o seu conjunto imagem é igual a:

a) I m parêntese esquerdo g parêntese direito igual a abre chaves y pertence reto números reais dividido por y maior que 5 fecha chaves

b) I m parêntese esquerdo g parêntese direito igual a abre chaves y pertence reto números reais dividido por y menor ou igual a 5 fecha chaves

c) I m parêntese esquerdo g parêntese direito igual a abre chaves y pertence reto números reais dividido por y não igual 5 fecha chaves

d) I m parêntese esquerdo g parêntese direito igual a abre chaves y pertence reto números reais dividido por y menor que 5 fecha chaves

Gabarito explicado

Toda função exponencial da forma f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a a à potência de x é sempre positiva para todo x real. Como a base é a igual a 2 maior que 1 a função é crescente e pelo expoente 3 x menos 1 também ser uma função crescente temos o seguinte gráfico:

gráfico da função crescente

O sinal negativo na função y com 1 subscrito igual a menos 2 à potência de 3 x menos 1 fim do exponencial faz uma reflexão do gráfico em relação ao eixo O x.

gráfico da função refetida em relação ao eixo Ox

Por fim ao somar 5 na função obtemos a função g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 5 menos 2 à potência de 3 x menos 1 fim do exponencial uma translação vertical de 5 unidades do gráfico anterior para cima.

gráfico final

Portanto o conjunto imagem é I m parêntese esquerdo g parêntese direito igual a abre chaves y pertence reto números reais linha vertical y menor que 5 fecha chaves.

Outra solução!!!

Aplicando a função inversa.
y igual a 5 menos 2 à potência de 3 x menos 1 fim do exponencialx igual a 5 menos 2 à potência de 3 y menos 1 fim do exponencial2 à potência de 3 y menos 1 fim do exponencial igual a 5 menos xlog com 2 subscrito abre parênteses 2 à potência de 3 y menos 1 fim do exponencial fecha parênteses igual a log com 2 subscrito abre parênteses 5 menos x fecha parênteses3 y menos 1 igual a log com 2 subscrito abre parênteses 5 menos x fecha parêntesesy igual a numerador 1 mais log com 2 subscrito abre parênteses 5 menos x fecha parênteses sobre denominador 3 fim da fração

Aplicando a condição de exeistência para o logaritmo teremos:

5 menos x maior que 0menos x maior que menos 5x menor que 5

Como o x da inversa é o y da original temos o conjunto imagem:

I m parêntese esquerdo g parêntese direito igual a abre chaves y pertence reto números reais linha vertical y menor que 5 fecha chaves

Questão 3

Qual o domínio mais amplo da função f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com x menos 1 subscrito fim do subscrito abre parênteses 2 x menos 3 fecha parênteses?

a) parêntese recto direito 2 vírgula espaço mais infinito parêntese direito

b) parêntese recto direito 1 vírgula espaço mais infinito parêntese direito

c) parêntese recto direito 3 sobre 2 vírgula espaço 2 parêntese recto esquerdo espaço união parêntese recto direito 2 vírgula espaço mais infinito parêntese direito

d) parêntese recto direito 3 sobre 2 vírgula espaço mais infinito parêntese direito

Gabarito explicado

Aplicamos a condição de existência para logaritmos.

log com b subscrito abre parênteses a fecha parênteses seta dupla para a esquerda e para a direita abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com a maior que 0 fim da célula linha com célula com b maior que 0 fim da célula linha com célula com b não igual 1 fim da célula fim da tabela fecha

log com x menos 1 subscrito fim do subscrito abre parênteses 2 x menos 3 fecha parênteses seta dupla para a esquerda e para a direita abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com 2 x menos 3 maior que 0 então x maior que 3 sobre 2 fim da célula linha com célula com x menos 1 maior que 0 então x maior que 1 fim da célula linha com célula com x menos 1 não igual 1 então x não igual 2 fim da célula fim da tabela fecha

Para que as três condições sejam simultaneamentes satisfeitas devemos ter:

parêntese recto direito 3 sobre 2 vírgula espaço 2 parêntese recto esquerdo espaço união espaço parêntese recto direito 2 vírgula espaço mais infinito parêntese direito

Questão 4

Sobre a função f dois pontos reto números reais seta para a direita reto números reais definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a abre parênteses 1 meio fecha parênteses à potência de x ao quadrado menos 4 fim do exponencial podemos afirmar que:

a) f é uma função sem paridade.

b) f é uma função par.

c) f é uma função bijetora.

d) f é uma função estritamente decrescente.

Gabarito explicado

Podemos verificar inicialmente a paridade da função calculando f parêntese esquerdo menos x parêntese direito.

f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a abre parênteses 1 meio fecha parênteses à potência de x ao quadrado menos 4 fim do exponencialf parêntese esquerdo menos x parêntese direito igual a abre parênteses 1 meio fecha parênteses à potência de parêntese esquerdo menos x parêntese direito ao quadrado menos 4 fim do exponencialf parêntese esquerdo menos x parêntese direito igual a abre parênteses 1 meio fecha parênteses à potência de x ao quadrado menos 4 fim do exponencialf parêntese esquerdo menos x parêntese direito igual a f parêntese esquerdo x parêntese direito

Portanto, podemos garantir que f é uma função par.

Ainda com dúvidas? Pergunta ao Ajudante IA do Toda Matéria

Questão 5

Considerando a função f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 3 mais 2. s e n abre parênteses 4 x menos reto pi sobre 3 fecha parênteses o seu conjunto imagem é dado por:

a) abre colchetes menos 1 vírgula espaço 1 fecha colchetes

b) abre colchetes 2 vírgula espaço 3 fecha colchetes

c) abre colchetes 1 vírgula espaço 5 fecha colchetes

d) abre colchetes 3 vírgula espaço 5 fecha colchetes

Gabarito explicado

Dada a função trigonométrica do seno definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 3 mais 2. s e n abre parênteses 4 x menos reto pi sobre 3 fecha parênteses e sabendo que menos 1 menor ou igual a s e n parêntese esquerdo x parêntese direito menor ou igual a 1 temos:

f parêntese esquerdo menos 1 parêntese direito igual a 3 mais 2. parêntese esquerdo menos 1 parêntese direito igual a 1f parêntese esquerdo 1 parêntese direito igual a 3 mais 2.1 igual a 5

Assim,

1 menor ou igual a f parêntese esquerdo x parêntese direito menor ou igual a 51 menor ou igual a I m parêntese esquerdo f parêntese direito menor ou igual a 5

Questão 6

A função real definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a numerador 3 x mais 2 sobre denominador 2 x menos 1 fim da fração possui no seu gráfico retas assíntotas horizontal e vertical, respectivamente, iguais a:

a) y igual a 3 sobre 2 espaço e espaço x igual a 1 meio

b) y igual a 1 meio espaço e espaço x igual a 3 sobre 2

c) y igual a 3 espaço e espaço x igual a 1 meio

d) y igual a 3 sobre 2 espaço e espaço x igual a 2

Gabarito explicado

Analisando o denominador da função podemos ver que:

2 x menos 1 não igual 0x não igual 1 meio

Logo, x igual a 1 meio é uma assíntota vertical.

Uma forma de obter a assíntota horizontal é analizar o domínio da função inversa supondo que ela seja bijetora.

y igual a numerador 3 x menos 2 sobre denominador 2 x menos 1 fim da fraçãox igual a numerador 3 y menos 2 sobre denominador 2 y menos 1 fim da fração2 x y menos x igual a 3 y menos 22 x y menos 3 y igual a x menos 2y igual a numerador x menos 2 sobre denominador 2 x menos 3 fim da fração igual a f à potência de menos 1 fim do exponencial parêntese esquerdo x parêntese direito

Fazendo,

2 x menos 3 não igual 0x não igual 3 sobre 2

Mas na função original teremos y não igual 3 sobre 2 que é a assíntota horizontal.

Questão 7

Dada a função real f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a linha vertical x mais 1 linha vertical mais linha vertical x mais 2 linha vertical mais linha vertical x mais 3 linha vertical podemos afirmar que f possui:

a) máximo para x igual a 2

b) mínimo para x igual a menos 2

c) máximo para x igual a 0

d) mínimo para x igual a menos 1

Gabarito explicado

Vamos analisar o gráfico da função abrindo a definição do módulo para cada intervalo:

-x-3 | -3 | x+3 | -2 | x+3 | -1 | x+3

-x-2 | -3 | -x-2 | -2 | x+2 | -1 | x+2

-x-1 | -3 | -x-1 | -2 | -x-1 | -1 | x+1

-3x-6 | -3 | -x | -2 | x+4 | -1 | 3x+6

Cujo gráfico será dado por:

grafico da função modular definida por várias sentenças e com mínimo para x=-2

Questão 8

Considerando as funções reais f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x ao quadrado menos 5 x mais 4 e g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a x menos 1 e sejam A e B as interseções entre os gráficos de f e g e o ponto V é o vértice da parábola que representa a função f.

A área do triângulo de vértices A B V é, em unidades de área, igual a:

a) 7 espaço u. a.

b) 15 sobre 2 espaço u. a.

c) 8 espaço u. a.

d) 17 sobre 2 espaço u. a.

Gabarito explicado

As coordenadas de V são dadas por:

x com v subscrito igual a menos numerador b sobre denominador 2 a fim da fração igual a menos numerador menos 5 sobre denominador 2.1 fim da fração igual a 5 sobre 2y com v subscrito igual a abre parênteses 5 sobre 2 fecha parênteses ao quadrado menos 5.5 sobre 2 mais 4 igual a 25 sobre 4 menos 50 sobre 4 mais 16 sobre 4 igual a menos 9 sobre 4V igual a abre parênteses 5 sobre 2 vírgula espaço menos 9 sobre 4 fecha parênteses

Agora para obtermos as interseções entre as funções f e g basta resolver a equação f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a g parêntese esquerdo x parêntese direito.

x ao quadrado menos 5 x mais 4 igual a x menos 1x ao quadrado menos 6 x mais 5 igual a 0 seta dupla para a direita abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com x igual a 1 então y igual a 0 fim da célula linha com célula com x igual a 5 então y igual a 4 fim da célula fim da tabela fecha

Aplicando o OCAP (operador condição de alinhamento de pontos) temos:

A com A B V subscrito fim do subscrito igual a numerador linha vertical O C A P linha vertical sobre denominador 2 fim da fraçãoA com A B V subscrito fim do subscrito igual a numerador abre barra vertical tabela linha com 1 célula com 5 dividido por 2 fim da célula 5 1 linha com 0 célula com menos 9 dividido por 4 fim da célula 4 0 fim da tabela fecha barra vertical sobre denominador 2 fim da fraçãoA com A B V subscrito fim do subscrito igual a numerador abre barra vertical 0 menos 45 dividido por 4 mais 4 mais 9 dividido por 4 menos 10 mais 0 fecha barra vertical sobre denominador 2 fim da fraçãoA com A B V subscrito fim do subscrito igual a 15 sobre 2 espaço u. a.

Veja também: Função: o que é, tipos de funções e gráficos

Referências Bibliográficas

CANELLAS, William. Matemática para o infinito e além: tomo I – conjuntos e funções. 1. ed. Rio de Janeiro: Clube de Autores, 2020.

CANELLAS, William.. Matemática para o infinito e além: tomo II - Tipos de Funções. 1. ed. Joinville: Clube de Autores, 2024.

IEZZI, Gelson. Fundamentos de matemática elementar: noções de lógica, conjuntos e funções. São Paulo: Atual, 2013. v. 1.

LIMA, Elon Lages; CARVALHO, Paulo Cezar Pinto; WAGNER, Eduardo; MORGADO, Augusto César. A matemática do ensino médio. v. 1. Rio de Janeiro: SBM, 2016.

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.

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