Math Problem Statement

Se a função \small f é dada por \small f\left(x\right)=4x^{3}-66x^{2}-312x+36, \small x\in\left[-4,15\right], então:

(1) A função \small f assume um mínimo absoluto \small f\left(13\right)=-6386, no ponto \small x=13;

(2) A função \small f assume um máximo absoluto \small f\left(-2\right)=364, no ponto \small x=-2. As alternativas verdadeiras são:

Questão 1Resposta

a. (2)

b. (1)

Solution

Vamos analisar as afirmações com base na função dada:

f(x)=4x366x2312x+36f(x) = 4x^3 - 66x^2 - 312x + 36 para x[4,15]x \in [-4, 15].

Passos:

  1. Derivada da função: Para encontrar os pontos críticos, precisamos calcular a derivada da função f(x)f(x):

    f(x)=ddx(4x366x2312x+36)f'(x) = \frac{d}{dx} \left(4x^3 - 66x^2 - 312x + 36\right) f(x)=12x2132x312f'(x) = 12x^2 - 132x - 312

  2. Encontrando os pontos críticos: Os pontos críticos ocorrem quando f(x)=0f'(x) = 0, então:

    12x2132x312=012x^2 - 132x - 312 = 0

    Resolvendo essa equação quadrática para xx, temos:

    x=(132)±(132)2412(312)212x = \frac{-(-132) \pm \sqrt{(-132)^2 - 4 \cdot 12 \cdot (-312)}}{2 \cdot 12} x=132±17424+1497624x = \frac{132 \pm \sqrt{17424 + 14976}}{24} x=132±3240024x = \frac{132 \pm \sqrt{32400}}{24} x=132±18024x = \frac{132 \pm 180}{24} Temos duas soluções: x1=132+18024=31224=13x_1 = \frac{132 + 180}{24} = \frac{312}{24} = 13 x2=13218024=4824=2x_2 = \frac{132 - 180}{24} = \frac{-48}{24} = -2

  3. Verificação dos valores extremos: Sabemos que x=13x = 13 e x=2x = -2 são pontos críticos. Vamos calcular os valores da função nesses pontos e nos extremos do intervalo x[4,15]x \in [-4, 15]:

    • f(13)=4(13)366(13)2312(13)+36=6386f(13) = 4(13)^3 - 66(13)^2 - 312(13) + 36 = -6386
    • f(2)=4(2)366(2)2312(2)+36=364f(-2) = 4(-2)^3 - 66(-2)^2 - 312(-2) + 36 = 364
    • f(4)=4(4)366(4)2312(4)+36=740f(-4) = 4(-4)^3 - 66(-4)^2 - 312(-4) + 36 = 740
    • f(15)=4(15)366(15)2312(15)+36=6384f(15) = 4(15)^3 - 66(15)^2 - 312(15) + 36 = -6384

    Conclusão:

    • O valor mínimo da função ocorre em x=13x = 13, com f(13)=6386f(13) = -6386.
    • O valor máximo da função ocorre em x=2x = -2, com f(2)=364f(-2) = 364.

Portanto, ambas as afirmações são verdadeiras, e a resposta correta é letra (b).


Quer detalhes ou alguma explicação adicional? Aqui estão algumas questões relacionadas para expandir sua compreensão:

  1. Como encontrar a segunda derivada para verificar concavidade nos pontos críticos?
  2. Como resolver uma equação cúbica graficamente?
  3. Qual a diferença entre máximos relativos e absolutos?
  4. O que significa uma função ser crescente ou decrescente em um intervalo?
  5. Como analisar o comportamento de uma função nos limites de um intervalo fechado?

Dica: Sempre que você encontrar os pontos críticos, não se esqueça de avaliar também os extremos do intervalo para identificar os valores máximos e mínimos absolutos.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Calculus
Critical Points
Maxima and Minima
Derivative

Formulas

Derivative of a cubic function: f'(x) = 12x^2 - 132x - 312
Quadratic formula: x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a

Theorems

First Derivative Test
Quadratic Formula

Suitable Grade Level

Grades 10-12