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 1/11 A2 - Funções Polinomiais 10.º ano Transforma ções geométricas nos gráficos das funções Translação vertical do gráfico de uma função Seja f  uma função definida pela expressão analítica  f (  x ) e c uma constante real não nula. Seja g a função definida por. c  x   f   x  g    ) ( ) ( . O gráfico da função g obtém-se do gráfico da função  f  deslocando este c unidades na vertical. Se c > 0, o gráfico desloca-se c unidades para cima. Se c < 0, o gráfico desloca-se c unidades para baixo.

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A2 - Funções Polinomiais10.º ano

Transformações geométricas nos gráficos das funções

Translação vertical do gráfico de uma função

Seja f uma função definida pela expressão analítica f ( x ) e c uma constante real não nula.

Seja g a função definida por.

c x  f   x g  )()( .

O gráfico da função g obtém-se do gráfico da função f deslocando este c unidades na vertical.

• Se c > 0, o gráfico desloca-se c unidades para cima.

• Se c < 0, o gráfico desloca-se c unidades para baixo.

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Exemplo 1: Deslocação na vertical e contradomínio de uma função

Considere a função f cuja representação gráfica é a seguinte:

1.1. Indique o contradomínio da função f .

1.2. Indique o contradomínio da função h, sendo:

a) 1)()( x  f   xh b)  2)()( x  f   xh  

1.3. Indique os valores reais que c pode tomar de modo que a função c x  f   x p )()( não tenha zeros.

Resolução:

1.1. D’ f = [-1, +[;

1.2. a) D’h = [0, +[; b) D’h = [-3, +[;

1.3. Qualquer valor de c pertencente ao intervalo ]1, +[.

Translação horizontal do gráfico de uma função

Seja f uma função definida pela expressão analítica f ( x ) e c uma constante real não nula.

Seja g a função definida por.

)()( c x  f   x g  .

O gráfico da função g obtém-se do gráfico da função f deslocando este c unidades na horizontal.

• Se c > 0, o gráfico desloca-se c unidades para a esquerda.

• Se c < 0, o gráfico desloca-se c unidades para a direita.

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Exemplo 2: Deslocação na horizontal. Domínio de uma função

Considere a função f , de domínio [-1, +[, cuja representação gráfica é a seguinte:

2.1. Indique o domínio da função h, sendo )5()( x  f   xh .

2.2. Indique c  de modo que a função )()( c x  f   x p tenha domínio +0. 

Resolução:

2.1. Dh = [4, +[;

2.2. D p = ]-1-c, +[D p = +

0  -1-c = 0  c = 1.

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Translação horizontal e vertical do gráfico de uma função generalização

Considere-se as funções f e g , sendo ba x  f   x g  )()( .

O gráfico da função  g obtém-se do gráfico da função  f  adicionando a à variável independente e b àvariável dependente. O gráfico da função  g obtém-se do gráfico da função  f  por um deslocamentohorizontal seguido de um deslocamento vertical, ou seja, efectuando uma translação associada ao vector

).,( bau  

Exemplo 3: Deslocação horizontal e vertical

3.1. Descreva como pode obter uma representação gráfica da função:

A partir da função:

Confirme a sua resposta recorrendo à calculadora gráfica.

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3.2. As representações gráficas de h e  g têm a mesma forma de representação gráfica da função  f  

definida por2

2)( x x  f   .

Escreva uma expressão analítica para as funções h e g. 

Resolução:

3.1.  )3(2)( x  f   x g   Uma representação gráfica de  g obtém-se fazendo um deslocamento da representação gráfica de  f , nahorizontal, de 3 unidades para a direita, seguido de um deslocamento na vertical, de 2 unidades parabaixo.

3.2. 

Expansão e contracção na vertical do gráfico de uma função

Considere-se c   + \ {1}.

O gráfico da função  g, sendo )()( xcf   x g  , que resulta da função  f  multiplicando por c a variável

dependente, obtém-se do gráfico de f expandindo ou contraindo na vertical, segundo o valor de c. Assim:

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Exemplo 4: Extensão e contracção na vertical do gráfico de uma função 

Considere os gráficos A , B , C e D:

e as funções:

)(41 x  f   y ; )(22 x  f   y ; )3(3 x  f   y ; )(34 x  f   y ;

 

  

 

25

 x  f   y ; )(

2

16 x  f   y ; 3)(7 x  f   y ; 1)(8 x  f   y .

Faça corresponder a cada gráfico uma das funções.

Resolução:

(A)   )(2

16

x  f   y ; (B)   )(22 x  f   y ; (C)   )(34 x  f   y , (D)   )(41 x  f   y  

Expansão e contracção na horizontal do gráfico de uma função

Considere-se c   + \ {1}.

O gráfico da função  g, sendo )()( cx  f   x g  , que resulta da função  f  multiplicando por c a variável

independente, obtém-se do gráfico de f contraindo-o ou expandindo-o na horizontal, segundo o valor de c.Assim:

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Exemplo 5: Expansão e contracção do gráfico de uma função 

Descreva como pode obter o gráfico de g a partir de uma função f , sabendo que:

5.1.    

   x  f   x g 3

13)( ;

5.2.   x  f   x g  43,0)( .

Experimente, com uma função adequada, as suas respostas.

Resolução:

5.1.   

  

  x  f   x g 

3

13)(  

A variável independente está multiplicada por

3

1.

Por tal, o gráfico de f expande (estica) na horizontal.A variável dependente está multiplicada por 3.Por tal, o gráfico de f expande (estica) na vertical.

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5.2.   x  f   x g  43,0)(  

A variável independente foi multiplicada por 4, um factor superior a 1.Portanto, o gráfico contrai (encolhe) na horizontal.

A variável dependente foi multiplicada por um número do intervalo ]0,1[.Portanto, o gráfico contrai (encolhe) na vertical.

Sendo  f  definida por  x x y x  f   3)(3

1

, os écrans representados ao lado

mostram os gráficos de f , g e h.

Simetria do gráfico de uma função relativamente ao eixo Oy. Função par

Sejam:

A representação gráfica da função g obtém-se da representação gráfica de f por simetria relativamente aoeixo Oy.

Por vezes, quando se substitui  x por  x na expressão analítica que define a função, se verifica uma“reflexão” relativamente ao eixo Oy.

E se a representação gráfica da função f fosse simétrica em relação ao eixo Oy?

Neste caso haveria sobreposição de gráficos e a função seria designada por função par.

Exemplo 6: Função par 

Mostre analiticamente e verifique graficamente que a função f definida por24

2)( x x x  f   é uma funçãopar.

A função  f  é uma função par se o gráfico de  f é simétrico relativamente ao eixo Oy, ou seja,

)()( x  f   x  f   , para todo o  x do domínio de f .

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Resolução:

Analiticamente 

242)( x x x  f    

O domínio de f é .

Seja  x  um número real qualquer, então vem que:

)(2 2424)(2)()( x  f   x x x x x  f    

Então )()( x  f   x  f   para todo o  x do domínio de f , logo, f é par.

Graficamente

Graficamente, verifica-se que o gráfico de  f  é simétrico relativamente aoeixo Oy, logo, f é par.

Simetria do gráfico de uma função relativamente ao eixo Ox 

Sejam:

O gráfico da função g é simétrico do gráfico de f relativamente ao eixo Ox. 

Também se diz que o gráfico de )()( x  f   x g   é a reflexão do gráfico de f relativamente ao eixo Ox. 

Para qualquer função f , o ponto do gráfico )(, x  f   x em relação ao eixo Ox. 

Observação: Note-se que aobservação dom gráfico deuma função permite concluirse uma função é ou não par.

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Exemplo 7: Transformação do gráfico de uma função 

Descreva como pode obter a representação gráfica de  g a partir da representação gráfica de  f , se

)(4)( x  f   x g  .

Dê um exemplo, particularizando para a função f , usando a calculadora gráfica.

Resolução:

)(4)1()(4)( x  f   x  f   x g   

A representação gráfica de g obtém-se da representação gráfica de f mediante uma expansão vertical pelofactor 4, seguida de uma simetria relativamente ao eixo dos xx.

Por exemplo, sejam:

Simetria em relação à origem do referencial. Função ímpar

Se a função f é ímpar, qualquer ponto do gráfico )(, x  f   x é o simétrico relativamente à origem de outro

ponto do gráfico )(, x  f   x .

A função  f é uma função ímpar se o gráfico de f é simétrico relativamente à origem do referencial, ou

seja, )()( x  f   x  f   , para todo o  x do domínio de f .

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Para estudar a paridade de uma função, determina-se a expressão analítica de )( x  f   e compara-se com

a de )( x  f   .

Se, para todo o  x do domínio de f :

•  )()( x  f   x  f   , a função é par;

•  )()( x  f   x  f   , a função é ímpar.

Se, para algum  x do domínio de f :•  )()( x  f   x  f   , a função não é par;

•  )()( x  f   x  f   , a função não é ímpar.

Observação: uma função pode não ser par nem ímpar. 

Exemplo 8: Será uma função par? E ímpar?

Estude a paridade da função:

Verifique com a calculadora gráfica.

Resolução:

 x x x  f   3

)(  

)()()(3

 x x x  f    

 x x x  f   3

)(  

Logo, a função dada é uma função ímpar.

Com recurso à função Trace da calculadora verifica-se que há sobreposições dos dois gráficos.

)()( x  f   x  f   é o mesmo que )()( x  f   x  f     x x x  f  

3)(