Monotonia e Extremos - 11.º ano

Esta tarefa tem por objetivo auxiliar-te a compreender o estudo da monotonia e dos extremos de uma função através do estudo da sua derivada. Segues as instruções a seguir indicadas e responde às questões colocadas.
[b][u]Instruções de manipulação da aplicação [i]Geogebra [/i]"Monotonia e Extremos".[br][br][/u][/b]O primeiro botão ([b]Reta tangente[/b] a [math]f(x)[/math]) desenha a reta tangente ao gráfico da função [math]f[/math] no ponto [math]A[/math]. Movimentando o ponto [math]A[/math]sobre a função obtêm-se as diversas retas tangentes ao gráfico.[br][br]Juntamente com a reta tangente, também é apresentado o valor [math]m[/math] que é o declive dessa reta. Como sabes esse declive é igual ao valor da derivada da função no ponto [math]A[/math].[br][br]Associando um ponto (no caso o ponto [math]B[/math], que se obtém clicando no botão [b]Declives[/b]) a cada um dos declives da reta tangente, constrói-se o gráfico [math]f'[/math] derivada de [math]f[/math].[br]Podes verificar isso clicando no botão [b]Função[/b][math]f'[/math]' (derivada de [math]f[/math]) e movimentando o ponto [math]A[/math] (os diferentes valores de [math]B[/math] coincidem com o gráfico da derivada).[br][br]Para responderes às questões que se seguem desmarca os botões [b]Reta[/b] [b][i]tangente [/i][/b]e [b]D[/b][i][b]eclives [/b][/i]para que a aplicação apenas apresente os gráficos da função original [math]f[/math] e da sua derivada [math]f'[/math]. [br]Irás analisar e comparar estes estes gráficos. Regista as tuas respostas na ficha de apoio distribuída.
Encontra os zeros da derivada.
Por observação da representação gráfica da função [math]f[/math] [b]faz uma análise[/b] da sua monotonia e respetivos extremos. [b]Organiza [/b]a informação recolhida da análise do gráfico de [math]f[/math] na tabela 1 (tabela de monotonia da função [math]f[/math]) da ficha anexa a esta tarefa.
Por observação da representação gráfica da função [math]f'[/math] [b]faz uma análise[/b] dos zeros e do seu sinal. [b]Organiza [/b]a informação recolhida da análise do gráfico na tabela 2 (tabela de variação sinal da derivada) da ficha anexa a esta tarefa.
[b]Organiza[/b] a informação das duas tabelas anteriores numa única tabela, tabela 3, e [b]compara [/b]a informação recolhida nas duas tabelas. [b]Que relação[/b] existe entre o sinal da derivada e a monotonia da função?
Quais são os pontos onde a derivada muda de sinal? [b]Compara [/b]esses pontos com os extremos relativos da função.
[center][/center]Quais são os pontos onde a derivada [b][u]não [/u][/b]muda de sinal? [b]Compara [/b]esses pontos com os extremos relativos da função.
[b]Em que condições[/b] os zeros da derivada correspondem a máximos?
[b]Em que condições[/b] os zeros da derivada correspondem a mínimos?
[justify][b]Conjetura [/b]acerca da relação existente entre a derivada de uma função e sua monotonia, bem como quanto à existência de extremos e à sua natureza.[/justify][br][br]
[b]O que aprendeste[/b] com a realização desta tarefa?
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