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Gráficos de funções compostas e imagens geométricas de equações

Uma mudança dentro do parêntese move o gráfico para os lados; uma mudança fora o move para cima, para baixo ou o vira. |f(x)| vira para cima a parte que está abaixo do eixo x, e f(|x|) copia a metade da direita para a esquerda. Uma equação em x e y também desenha uma figura, como um círculo ou um losango, e só é gráfico de função se toda reta vertical a cortar uma única vez.

🎬 História passo a passo

  1. Comece com y = x². Mova o ponto: cada x tem só um y. É isso que faz dele o gráfico de uma função.
  2. Coloque x − 2 dentro: y = (x − 2)². O fantasma cinza é o gráfico antigo. A curva inteira desliza 2 passos para a direita.
  3. Envolva tudo em |·|: y = |x² − 2|. A parte que estava abaixo do eixo x vira para cima, como uma panqueca.
  4. Coloque |x| dentro: y = (|x| − 1)². A metade da direita fica e é copiada para a esquerda, como num espelho.
  5. Equações também desenham figuras. |x| + |y| = 2 faz um losango com vértices em 2 em cada eixo. Deslize r para ele crescer.
  6. Brincadeira livre. Escolha o círculo ou a parábola deitada. Uma reta vertical corta os dois em dois pontos, então não são gráficos de função.

Dica: arraste a cena 3D para girar. Use dois dedos para dar zoom.

🤔 Dúvidas comuns, esclarecidas

O que significa "um y para cada x"?

Trace uma reta vertical em qualquer x. Se ela corta a curva uma vez, a curva é gráfico de função. O ponto em y = x² sempre tem um só y.

Por que (x − 2)² vai para a direita se tem um menos?

O ponto mais baixo precisa de x − 2 = 0, ou seja, x = 2. O vértice foi para x = 2, que fica à direita.

Por que a parte abaixo do eixo vira para cima?

O módulo tira o sinal de menos. Uma altura negativa vira uma altura positiva do mesmo tamanho.

Por que f(|x|) é sempre simétrica?

|x| e |−x| são o mesmo número, então x e −x dão o mesmo y. O lado esquerdo é um espelho do direito.

Por que |x| + |y| = 2 é um losango e não um círculo?

No primeiro quadrante é x + y = 2, uma reta. Os quatro quadrantes dão quatro lados retos.

O círculo não é função de jeito nenhum?

O círculo inteiro não é gráfico de função, mas sua metade de cima, y = √(r² − x²), é.

Funções compostas: dentro e fora

Uma função composta f(g(x)) significa: faça g primeiro e depois coloque o resultado em f. Se f(x) = x² e g(x) = x − 2, então f(g(x)) = (x − 2)². Fazendo na ordem contrária, g(f(x)) = x² − 2, que é outro gráfico.

Regras rápidas para o gráfico de y = f(x):

O conjunto completo de movimentos tem sua própria aula: Transformações de funções.

Módulo no gráfico: |f(x)| e f(|x|)

O módulo (valor absoluto) |a| é o tamanho de a sem o sinal: |−3| = 3.

|f(x)| (por fora): desenhe y = f(x). Mantenha as partes sobre o eixo x ou acima dele. Vire para cima as partes abaixo dele (espelho no eixo x). O resultado nunca fica abaixo de zero.

f(|x|) (por dentro): desenhe y = f(x) só para x ≥ 0. Jogue fora o lado esquerdo e troque-o por uma cópia espelhada do lado direito. O resultado é simétrico em relação ao eixo y (uma função par).

Exemplo: y = |x² − 2| tem zeros em ±√2 e valor máximo local 2 em x = 0. y = (|x| − 1)² tem zeros em ±1 e y = 1 em x = 0.

Imagem geométrica de uma equação

A imagem geométrica (gráfico) de uma equação em x e y é o conjunto de todos os pontos (x, y) que a tornam verdadeira.

Dica: para desenhar |x| + |y| = r, desenhe x + y = r só no primeiro quadrante (x, y ≥ 0) e depois espelhe nos outros três.

Teste da reta vertical: se alguma reta vertical encontra a figura duas vezes, um x tem dois valores de y, então não é gráfico de função. O círculo e y² = x falham; y = x² e y = |x| passam.

Um plano para esboçar

  1. Ache o domínio (quais x são permitidos).
  2. Marque os interceptos (onde corta os eixos).
  3. Verifique a simetria (par: espelho no eixo y).
  4. Marque alguns pontos-chave e ligue-os com uma curva suave.

Gráficos também contam soluções: o número de vezes que y = f(x) encontra y = g(x) é o número de soluções de f(x) = g(x).

Experimente: preveja e depois confira

Na lousa 3D escolha y = (x − h)². Adivinhe onde fica o ponto mais baixo quando h = 3 e depois deslize h até 3. Escolha |x| + |y| = r e adivinhe a área para r = 3 (resposta 18). Em casa: dobre uma folha ao meio, desenhe metade de um coração de um lado, corte pela linha e abra. A dobra é o seu eixo y e você acabou de fazer f(|x|).

Fórmulas e definições principais

Exemplos resolvidos

1. f(x) = x², g(x) = x − 2. Ache f(g(x)) e g(f(x)).

f(g(x)) = (x − 2)² : a parábola x² deslizou 2 para a direita, ponto mais baixo (2, 0). g(f(x)) = x² − 2 : a parábola deslizou 2 para baixo, ponto mais baixo (0, −2). São diferentes.

2. Esboce y = |x² − 2|. Dê os zeros e o intercepto com o eixo y.

Desenhe primeiro x² − 2 (ponto mais baixo (0, −2), zeros ±√2 ≈ ±1,41). Vire para cima a parte entre os zeros: o ponto (0, −2) vai para (0, 2). Zeros ±√2, intercepto em y igual a 2.

3. Esboce y = (|x| − 1)².

Para x ≥ 0 é (x − 1)²: ponto mais baixo (1, 0), e em x = 0 o valor é 1. Espelhe para a esquerda: zeros em x = ±1, intercepto em y igual a 1, uma pequena corcova em (0, 1) como a letra W.

4. Desenhe |x| + |y| = 2 e ache sua área.

Vértices em (2, 0), (0, 2), (−2, 0), (0, −2). É um quadrado com diagonais de comprimento 4. Área = ½ × 4 × 4 = 8 (também 2r² = 2 × 4 = 8).

5. No círculo x² + y² = 9, ache y quando x = 2.

4 + y² = 9, então y² = 5, y = ±√5 ≈ ±2,24. Dois pontos: um na metade de cima, outro na de baixo.

6. O gráfico de y² = x é o gráfico de uma função y = f(x)?

Não. A reta vertical x = 4 o corta em y = 2 e y = −2: um x, dois y. São dois gráficos de função juntos: y = √x (em cima) e y = −√x (embaixo).

7. Quantas soluções tem (x − 2)² = |x|?

Desenhe y = (x − 2)² e y = |x|. Para x ≥ 0: x² − 4x + 4 = x dá x² − 5x + 4 = 0, então x = 1 ou 4. Para x < 0: x² − 3x + 4 = 0 tem D = 9 − 16 < 0, nenhuma. Então são 2 soluções. O gráfico mostra o mesmo: dois pontos de encontro à direita.

8. f(x) = √x e g(x) = x² − 4. Ache o domínio de f(g(x)).

f(g(x)) = √(x² − 4). Precisamos de x² − 4 ≥ 0, então x ≤ −2 ou x ≥ 2. O gráfico tem dois ramos separados: um começando em (2, 0) indo para a direita, outro começando em (−2, 0) indo para a esquerda.

Erros comuns

Quiz de prática

1. O gráfico de y = (x − 3)² é y = x² movido:
2. |f(x)| faz isto com a parte abaixo do eixo x:
3. x² + y² = 25 é um círculo de raio:
4. A forma de |x| + |y| = 3 é um:
5. O gráfico de f(|x|) é sempre simétrico em relação ao:

Prática: responda você mesmo

Digite ou escolha sua resposta e aperte Conferir. Use a dica se travar; a solução completa aparece depois que você responder.

Perguntas frequentes

O que é uma função composta?

Uma função feita ao colocar a saída de uma função dentro de outra, escrita f(g(x)).

Como faço o gráfico de uma função com módulo?

Desenhe primeiro o gráfico simples. Para |f(x)| vire a parte negativa para cima. Para f(|x|) copie a metade da direita para a esquerda.

O que é o teste da reta vertical?

Se toda reta vertical corta a curva no máximo uma vez, a curva é gráfico de uma função.

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