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Encontre os valores máximos e mínimos de:
f(x) = 1/x + ln(x), 1/2 ≤ x ≤ 4


Sagot :

Dado um intervalo a se encontrar máximos e mínimos locais levamos em consideração 2 coisas

  1. Pontos Críticos
  2. Pontos de Contorno

Pontos críticos são pontos em que existe uma cota inferior ou superior ao entorno do ponto em que f'(x) = 0, ou de comportamento assintótico ou indeterminado quando f'(x) não existe.

Como estamos analisando num intervalo, as derivadas no contorno do domínio podem não ser 0, mas ainda podem ser máximos/mínimos locais.

Vamos analisar pontos críticos, resolvendo a equação

[tex]f'(x) = -\dfrac{1}{x^2} + \dfrac{1}{x} = 0[/tex]

[tex]\dfrac{1}{x}\left(1-\dfrac{1}{x}\right) = 0[/tex]

[tex]1-\dfrac{1}{x} = 0 \implies x = 1[/tex]

Assim, temos um ponto crítico em x = 1, de modo que f(1) = 1.

Perceba que indeterminações para f'(x) só ocorrem quando x = 0, mas zero não pertence ao nosso intervalo de análise.

Agora, vejamos os valores de f no contorno do intervalo,

[tex]f(0.5) = 2+\ln(0.5) \approx 1.31[/tex]

[tex]f(4) = 0.25+\ln(4) \approx 1.64[/tex]

Por fim, obtemos que dois destes pontos são extremos da função f, um máximo, que deve ser quando x =4 e um mínimo, quando x = 1.

[tex] \displaystyle \max f(x) = f(4) \approx 1.64[/tex]

[tex] \displaystyle \min f(x) = f(1) = 1[/tex]

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