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Considere a curva definida pela função \( y=f(x)=x e^{x} \). Escolha uma opção: a. A equação da reta normal ao gráfico de no ponto \( (0,0) \) é \( y=-2 x \). b. A equação da reta normal ao gráfico de no ponto \( (0,0) \) é \( y=-x / 2 \). c. A equação da reta tangente ao gráfico de no ponto \( (0,0) \) é \( y=x \). A equação da reta tangente ao gráfico de no ponto \( (0,0) \) é \( y=x / 2 \). d.

Ask by Guzman Kirk. in Brazil
Feb 22,2025

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Answer

A reta tangente ao gráfico de \( y = x e^{x} \) no ponto (0,0) é \( y = x \).

Solution

Vamos analisar a função   f(x) = x·eˣ e determinar as equações da reta tangente e da reta normal ao gráfico de f no ponto (0, 0). 1. Cálculo do ponto:   f(0) = 0·e⁰ = 0   Logo, o ponto é (0, 0). 2. Cálculo da derivada (fórmula do produto):   f '(x) = d/dx (x·eˣ) = eˣ + x·eˣ = eˣ(1 + x)   No ponto x = 0:     f '(0) = e⁰·(1 + 0) = 1 3. Equação da reta tangente:   A reta tangente tem coef. angular m = f '(0) = 1 e passa por (0,0), logo:     y – 0 = 1·(x – 0) ⟹ y = x 4. Equação da reta normal:   A reta normal é perpendicular à tangente. Assim, seu coeficiente angular será o negativo do inverso de 1, isto é, m_normal = –1.   Como passa por (0,0):     y = –x Analisando as opções fornecidas: a) Afirma que a reta normal é y = –2x. Isso está incorreto (pois a normal correta é y = –x). b) Afirma que a reta normal é y = –x/2. Também está incorreto. c) Apresenta duas afirmações sobre a reta tangente: uma delas diz que a reta tangente é y = x e a outra que é y = x/2. Verificamos que a reta tangente correta é y = x, e y = x/2 não é a reta tangente. d) A opção d não apresenta conteúdo. Portanto, a única informação correta encontrada é que a reta tangente ao gráfico no ponto (0,0) é y = x. Se a intenção da questão era identificar essa reta tangente, a alternativa que menciona corretamente a reta tangente é a opção c, embora contenha também uma informação incorreta (y = x/2). É provável que a opção c estivesse apenas enfatizando a reta tangente como y = x. Concluindo, a alternativa correta é a que afirma que a reta tangente ao gráfico no ponto (0,0) é y = x.

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Para resolver o problema, precisamos encontrar a derivada da função \( f(x) = x e^{x} \) e avaliá-la no ponto \( (0,0) \). A derivada \( f'(x) \) é dada por \( f'(x) = e^{x} + x e^{x} \). No ponto \( x = 0 \), temos \( f'(0) = e^{0} + 0 \cdot e^{0} = 1 \). Portanto, a inclinação da reta tangente no ponto \( (0,0) \) é \( 1 \), o que significa que a equação da reta tangente é \( y = x \). A inclinação da reta normal, então, é o oposto do inverso da inclinação da tangente, resultando em \( -1 \). Assim, a reta normal no ponto \( (0,0) \) tem a equação \( y = -x \). Vendo as opções disponíveis, a única correta é a que menciona a reta tangente como: "A equação da reta tangente ao gráfico de no ponto \( (0,0) \) é \( y = x \)". Portanto, a opção correta é a **c**. Mas não se esqueça! O cálculo e a definição de tangente e normal são fundamentais para muitos conceitos em cálculo, especialmente em otimização e análise de gráficos. Esses conceitos são usados frequentemente em engenharia, física e economia, onde a compreensão do comportamento local de funções pode salvar o dia.

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