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8º ano · Matemática
Funções · Funções

Gráfico de uma função

Antes de começar, convém dominares: Tabelas e gráficos (6º ano do Ensino Fundamental (Anos Finais))

O gráfico da bateria do seu celular ao longo do dia conta uma história sem uma única palavra: quando você o colocou para carregar, quando o usou mais, quando ficou em repouso. Ler bem um gráfico é saber contar essa história com rigor: onde sobe, onde desce, qual é o ponto mais alto e se há saltos.

Pontos e gráfico de uma função

Um gráfico é formado por pontos $(x, y)$ no plano cartesiano. Para ser o gráfico de uma função, a cada valor de $x$ (variável independente) deve corresponder um só valor de $y$ (variável dependente).

Uma plataforma de streaming cobra uma taxa fixa de R$ 25,00 por mês mais R$ 10,00 por cada filme alugado. Com $x$ filmes, o custo é $y = 25 + 10x$. Para desenhar o gráfico, constrói-se primeiro uma tabela e marcam-se os pontos:

Filmes ($x$) 0 1 2 3
Custo ($y$) 25 35 45 55
Pontos (0, 25), (1, 35), (2, 45) e (3, 55) marcados no plano cartesiano, que representam o custo em função do número de filmes alugados. filmes custo (R$)

Observe: só faz sentido alugar um número inteiro de filmes. Por isso não se unem os pontos com uma linha: os valores intermediários (por exemplo, 1,5 filme) não existem.

Quando a variável pode tomar qualquer valor num intervalo (tempo, distância, temperatura), os pontos são unidos por uma linha contínua. É o caso de um patinete elétrico em velocidade constante: em cada instante ele tem uma posição.

Pratica★☆☆Por começar
No mapa de coordenadas a seguir, foram marcados os pontos onde se encontram vários objetos em um jogo de aventura. Indique as coordenadas cartesianas de cada um dos…

No mapa de coordenadas a seguir, foram marcados os pontos onde se encontram vários objetos em um jogo de aventura. Indique as coordenadas cartesianas de cada um dos elementos: o Baú ($C$), a Chave ($L$), a Poção ($P$) e o Escudo ($E$).

X Y 1 2 3 4 5 −1 −2 −3 −4 −5 1 2 3 4 5 −1 −2 −3 −4 −5 0 C L P E
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Pratica★☆☆Por começar
Para que um gráfico represente uma função, a cada valor da variável independente $x$ deve corresponder um único valor da variável dependente $y$. Observe os seguintes…

Para que um gráfico represente uma função, a cada valor da variável independente $x$ deve corresponder um único valor da variável dependente $y$. Observe os seguintes gráficos e justifique qual deles não é uma função.

x y A x y B x y C
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Pratica★☆☆Por começar
Uma plataforma de streaming cobra uma taxa fixa de $\text{R\$}\ 5$ por mês mais $\text{R\$}\ 2$ por cada filme de lançamento que você alugar. a) Indique qual é a…

Uma plataforma de streaming cobra uma taxa fixa de $\text{R\$}\ 5$ por mês mais $\text{R\$}\ 2$ por cada filme de lançamento que você alugar.

  1. a) Indique qual é a variável independente e qual é a dependente.
  2. b) Se chamarmos $x$ de número de filmes e $y$ de custo total, complete a seguinte tabela de valores:
Filmes ($x$) 0 1 2 3
Custo ($y$)
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Pratica★☆☆Por começar
Represente em um sistema de eixos coordenados os pontos da seguinte tabela, que relaciona o tempo decorrido (em segundos) e a distância percorrida (em metros) por um…

Represente em um sistema de eixos coordenados os pontos da seguinte tabela, que relaciona o tempo decorrido (em segundos) e a distância percorrida (em metros) por um patinete elétrico que se desloca com velocidade constante. Faz sentido unir os pontos com uma linha contínua?

Tempo ($s$) 1 2 3 4 5
Distância ($m$) 4 8 12 16 20
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Pratica★★☆Por começar
Analise os três gráficos a seguir. Indique justificadamente qual deles não representa uma função e explique o porquê com base na definição de função que você estudou.

Analise os três gráficos a seguir. Indique justificadamente qual deles não representa uma função e explique o porquê com base na definição de função que você estudou.

x y Gráfico A x y Gráfico B x y Gráfico C
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Crescimento e decrescimento

Um drone decola, sobe, fica estável tirando fotos e depois pousa:

Gráfico da altura de um drone em função do tempo, dividido em três fases: trecho crescente na decolagem, trecho horizontal constante e trecho decrescente no pouso. sobe estável desce tempo (min) altura (m)
  • Primeiro trecho: crescente (sobe).

  • Segundo trecho: constante (voa sempre à mesma altura).

  • Terceiro trecho: decrescente (desce para pousar).

Os gráficos são lidos sempre da esquerda para a direita, no sentido em que $x$ aumenta.

Mova o cursor ao longo da trajetória de uma bola de basquete (altura em função da distância percorrida):

Pratica★☆☆Por começar
O gráfico a seguir mostra a temperatura de uma lata de refrigerante a partir do momento em que é retirada da geladeira e deixada sobre a mesa da cozinha. a) Qual era a…

O gráfico a seguir mostra a temperatura de uma lata de refrigerante a partir do momento em que é retirada da geladeira e deixada sobre a mesa da cozinha.

  1. a) Qual era a temperatura do refrigerante no momento de retirá-lo ($t = 0$)?
  2. b) Qual é a temperatura após $20$ minutos?
  3. c) A função é crescente ou decrescente? O que isso significa no contexto do problema?
22ºC t (min) T (ºC) 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25
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Pratica★☆☆Por começar
Um drone decola do chão, sobe até uma altura determinada, mantém-se estável para tirar algumas fotos e depois desce até pousar novamente. Observe o gráfico e responda:…

Um drone decola do chão, sobe até uma altura determinada, mantém-se estável para tirar algumas fotos e depois desce até pousar novamente. Observe o gráfico e responda:

  1. a) A que altura máxima o drone chegou?
  2. b) Quanto tempo o drone ficou voando a essa altura máxima?
  3. c) Em que intervalo de tempo o drone estava descendo?
0 4 8 12 16 20 5 10 15 20 t (s) h (m)
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Pratica★☆☆Por começar
Observe o gráfico que representa a velocidade de um ciclista durante os primeiros $10$ minutos do seu treinamento. a) Identifique os intervalos de tempo em que a função…

Observe o gráfico que representa a velocidade de um ciclista durante os primeiros $10$ minutos do seu treinamento.

  1. a) Identifique os intervalos de tempo em que a função é crescente, decrescente ou constante.
  2. b) Qual foi a velocidade máxima atingida?
  3. c) Em que minuto ele começou a frear até parar?
2 4 6 8 10 t (min) 0 10 20 30 40 15 v (km/h)
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Pratica★★☆Por começar
O gráfico seguinte mostra a evolução da bateria do celular da Júlia desde que sai de casa de manhã até que volta à tarde. Observe o gráfico e responda às seguintes…

O gráfico seguinte mostra a evolução da bateria do celular da Júlia desde que sai de casa de manhã até que volta à tarde. Observe o gráfico e responda às seguintes perguntas:

  1. a) Que porcentagem de bateria tinha ao sair de casa? E 6 horas depois de ter saído?
  1. b) Indique os intervalos de tempo em que a função é crescente e explique o que você acha que aconteceu nesse período.
  1. c) Em que momento atinge pela primeira vez o seu valor mínimo e durante quanto tempo se mantém nesse valor?
  1. d) Qual é o valor máximo e o valor mínimo que a função atinge?
Gráfico da bateria do telemóvel da Lucía (em %) em função do tempo (em horas), com o ponto de saída e o ponto às 6 horas marcados 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 25 50 75 100 Tempo (h) Bateria (%) t = 6 Saída
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Pratica★★☆Por começar
Aquece-se um recipiente com água e registra-se a temperatura dela a cada minuto. Ao chegar aos $100^{\circ}C$, a chama é mantida constante durante $3$ minutos e depois é…

Aquece-se um recipiente com água e registra-se a temperatura dela a cada minuto. Ao chegar aos $100^{\circ}C$, a chama é mantida constante durante $3$ minutos e depois é apagada, deixando a água esfriar lentamente.

  1. a) Desenhe um gráfico qualitativo que represente esta situação (tempo no eixo $X$, temperatura no eixo $Y$).
  1. b) No seu gráfico, identifique a zona de crescimento, a zona de função constante e a zona de decrescimento.
  1. c) Se a temperatura ambiente for de $20^{\circ}C$, para que valor tenderá a temperatura da água quando passar muito tempo?

Você pode fazer no papel e enviar uma foto com a sua resposta.

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Crescimento em linha reta e em curva

Uma bebida quente esfriando é um exemplo de função decrescente cujo gráfico não é uma reta. Se a temperatura descesse sempre o mesmo valor a cada minuto, o gráfico seria uma reta. Mas, na realidade, ela esfria depressa no início e cada vez mais devagar, por isso o gráfico é uma curva que se aproxima da temperatura ambiente.

Máximos e mínimos

Na trajetória da bola, o ponto mais alto é um máximo: é onde ela deixa de subir e começa a descer.

Trajetória parabólica de um arremesso de basquete, com a subida, o ponto máximo de altura e a descida seguinte. máximo distância (m) altura (m)
Pratica★★☆Por começar
A função $f(t)$ representa a profundidade (em metros) em que se encontra um drone submarino de exploração em função do tempo (em minutos) desde que mergulha. O seu…

A função $f(t)$ representa a profundidade (em metros) em que se encontra um drone submarino de exploração em função do tempo (em minutos) desde que mergulha. O seu gráfico é o seguinte:

Gráfico da profundidade do drone em metros em função do tempo em minutos, sobre uma quadrículaTempo t (min)Profundidade f(t) (m)012345678910111212345
  1. a) Determine o domínio e o conjunto imagem da função a partir do gráfico.
  1. b) Durante quanto tempo o drone ficou a uma profundidade constante de $4$ metros?
  1. c) Em que instantes de tempo o drone se encontra a $2$ metros de profundidade?
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Pratica★★☆Por começar
Um técnico de som mede o nível de ruído (em decibéis, dB) durante o ensaio de uma banda de música. O gráfico mostra os níveis registrados em um período de $10$ minutos.…

Um técnico de som mede o nível de ruído (em decibéis, dB) durante o ensaio de uma banda de música. O gráfico mostra os níveis registrados em um período de $10$ minutos.

  1. a) Indique os intervalos de tempo nos quais o ruído aumenta (função crescente).
  2. b) Indique os máximos relativos e os mínimos relativos da função. O que significam esses pontos no contexto do ensaio?
  3. c) Essa é uma função contínua? Justifique sua resposta.
2 4 6 8 10 t (min) 30 60 90 120 150 L (dB) 0
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Pratica★★☆Por começar
A trajetória de uma bola de basquete ao ser arremessada é dada pelo gráfico de uma função que relaciona a altura (em metros) com a distância horizontal a partir do…

A trajetória de uma bola de basquete ao ser arremessada é dada pelo gráfico de uma função que relaciona a altura (em metros) com a distância horizontal a partir do jogador (em metros).

  1. a) Encontre os pontos de intersecção da função com os eixos $X$ e $Y$.
  2. b) Qual é a altura da bola no momento do arremesso ($x=0$)?
  3. c) Se a cesta está situada a uma altura de $3$ metros, a que distância horizontal do jogador se encontra a cesta se a bola entra exatamente nesse ponto?
x (m) y (m) 2 4 6 8 10 1 2 3 4 5 6 0 Cesta y=3 x=? Intersecção Y Intersecção X
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Pratica★★★Por começar
Um drone de vigilância realiza um voo de reconhecimento. O gráfico mostra sua altura $h$ (em metros) em relação ao tempo $t$ (em minutos). O drone decola, sobe até 40 m,…

Um drone de vigilância realiza um voo de reconhecimento. O gráfico mostra sua altura $h$ (em metros) em relação ao tempo $t$ (em minutos). O drone decola, sobe até 40 m, desloca-se horizontalmente durante um tempo, sobe novamente até 60 m para evitar um obstáculo, desce rapidamente para 20 m para observar algo em detalhes e finalmente pousa.

A partir do gráfico que você mesmo deve esboçar com esses dados:

  1. a) Qual é a taxa de variação (coeficiente angular) no trecho de descida rápida se esta ocorre entre o minuto 10 e o 12?
  2. b) Indique o intervalo de tempo onde a função é constante.
  3. c) Se o drone tem uma autonomia de 15 minutos, qual é o domínio real da função se o pouso termina exatamente nesse limite?
t (min) h (m) 2 4 6 8 10 12 14 15 20 40 60 Δt Δh
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Continuidade

Uma locadora de filmes online cobra R$ 20,00 pelos 3 primeiros dias de aluguel e, a partir do 4º dia, mais R$ 7,50 por cada dia adicional. O preço dá um salto ao passar do 3º para o 4º dia. Como só há dias inteiros, o gráfico é feito de pontos isolados:

Dias ($x$) 1 2 3 4 5 6
Preço ($y$) 20 20 20 27,50 35 42,50

Já em uma tarifa por tempo em que o preço sobe em degraus, o gráfico é uma «escada»:

Gráfico em escada do preço em função do tempo, com trechos horizontais separados por saltos verticais, com pontos cheios e vazios nas extremidades. salto tempo preço (R$)
  • Nos pontos de salto, o círculo cheio indica o valor que a função toma; o círculo vazio indica o valor do qual a função se aproxima, mas que não toma.

  • Na vida real, a descontinuidade costuma vir de algo que muda «de repente»: um preço por faixas ou uma tarifa por períodos.

Pratica★☆☆Por começar
Decida se as seguintes funções são contínuas ou descontínuas justificando brevemente sua resposta: a) A profundidade de uma piscina de acordo com a distância em que nos…

Decida se as seguintes funções são contínuas ou descontínuas justificando brevemente sua resposta:

  1. a) A profundidade de uma piscina de acordo com a distância em que nos encontramos da borda (supondo que o fundo é inclinado).
  2. b) O número de espectadores em um show de música de acordo com a hora do dia.
  3. c) O custo de uma chamada telefônica cobrada por minutos completos iniciados.
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Pratica★★☆Por começar
Uma locadora de filmes online oferece uma tarifa de aluguel na qual os três primeiros dias custam $4$ reais no total, e a partir do quarto dia o preço sobe $1,5$ reais…

Uma locadora de filmes online oferece uma tarifa de aluguel na qual os três primeiros dias custam $4$ reais no total, e a partir do quarto dia o preço sobe $1,5$ reais por cada dia adicional de atraso.

  1. a) Complete a seguinte tabela de valores:
Dias ($x$) 1 2 3 4 5 6
Preço ($y$)
  1. b) Represente graficamente a função.
  2. c) É uma função contínua ou descontínua? Explique se faz sentido unir os pontos do gráfico com uma linha contínua neste contexto real.

Você pode fazê-lo no papel e enviar uma foto com a sua resposta.

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Pratica★★★Por começar
Uma empresa de aluguel de patinetes elétricos oferece uma tarifa para turistas. O custo $y$ em reais depende do tempo $x$ em minutos. O gráfico da função é descontínuo…

Uma empresa de aluguel de patinetes elétricos oferece uma tarifa para turistas. O custo $y$ em reais depende do tempo $x$ em minutos. O gráfico da função é descontínuo porque a empresa cobra por períodos de 30 minutos completos ou fração. Cada tempo $x$ pertence a um único período, e o extremo direito de cada período está incluído nele:

  • Se $0 < x \le 30$ minutos: 5 reais (tarifa fixa de desbloqueio e uso inicial).

  • Se $30 < x \le 60$ minutos: 8 reais.

  • Se $60 < x \le 90$ minutos: 11 reais.

  • E assim sucessivamente, subindo 3 reais em cada período, até um máximo de 3 horas (180 min).

Por exemplo, 30 minutos exatos custam 5 reais, mas 31 minutos custam 8 reais.

  1. a) Desenhe o gráfico "em escada" da função para $0 < x \le 180$. Use pontos fechados e abertos nos saltos para indicar que valor se toma em cada extremo.
  1. b) Indique os valores de $x$ em que o gráfico é descontínuo.
  1. c) Calcule quanto pagaria uma pessoa que utiliza o patinete durante 105 minutos.
  1. d) Esta relação é uma função? Justifique se a um valor de tempo podem corresponder dois preços diferentes.

Você pode fazê-lo no papel e enviar uma foto com a sua resposta.

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Domínio e conjunto imagem

Uma caixa-d'água de $1.000$ litros se esvazia desde que está cheia até ficar vazia. Não faz sentido falar de «tempo negativo» nem de mais de $1.000$ litros:

Gráfico do esvaziamento de uma caixa-d'água de 1.000 litros ao longo do tempo, com o domínio no eixo horizontal e o conjunto imagem no eixo vertical, até chegar a zero. 1.000 0 tempo final tempo litros

O domínio é o intervalo $[0, \text{tempo final}]$: antes de 0 ainda não começou e depois já não há água. O conjunto imagem é $[0, 1.000]$ litros.

Pratica★★☆Por começar
Dois amigos, Marcos e Elena, estão economizando para comprar um console. O gráfico mostra o dinheiro que cada um tem ao final de cada semana. a) Quem começou com mais…

Dois amigos, Marcos e Elena, estão economizando para comprar um console. O gráfico mostra o dinheiro que cada um tem ao final de cada semana.

  1. a) Quem começou com mais dinheiro economizado?
  2. b) Em qual semana eles igualam suas economias? Quanto dinheiro eles têm nesse momento?
  3. c) Indique em quais períodos Elena economiza mais rápido do que Marcos (onde o gráfico dela seja mais "inclinado").
  4. d) Qual é o domínio de ambas as funções de acordo com o gráfico?
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tempo (semanas) 50 100 150 200 Economia (R$) Marcos Elena
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Pratica★★★Por começar
O gráfico a seguir representa a distância em que um corredor de obstáculos se encontra em relação à linha de chegada durante uma corrida de 400 metros. Analise o gráfico…

O gráfico a seguir representa a distância em que um corredor de obstáculos se encontra em relação à linha de chegada durante uma corrida de 400 metros.

Analise o gráfico e responda:

  1. a) Em quais momentos o corredor para ou cai? Como isso se reflete no gráfico?
  2. b) A velocidade do corredor é constante durante toda a corrida? Compare os coeficientes angulares dos trechos retos.
  3. c) Qual é o significado do ponto de intersecção com o eixo $Y$ e do ponto de intersecção com o eixo $X$?
Tempo t(s) Distância d(m) 10 30 50 70 90 110 100 200 300 400 500
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Pratica★★★Por começar
Um reservatório cilíndrico de 1000 litros é preenchido com uma mangueira que fornece uma vazão constante de 50 litros por minuto. No entanto, o reservatório tem um…

Um reservatório cilíndrico de 1000 litros é preenchido com uma mangueira que fornece uma vazão constante de 50 litros por minuto. No entanto, o reservatório tem um vazamento na base que perde 10 litros por minuto.

  1. a) Escreva a expressão algébrica da função que relaciona o volume de água $V$ (em litros) com o tempo $t$ (em minutos), supondo que no início há 100 litros.
  2. b) Represente o gráfico. Que tipo de função é (linear ou afim)?
  3. c) Quanto tempo levará para encher completamente? Indique este valor como o limite do domínio da função nesta situação prática.

Você pode fazê-lo em papel e enviar uma fotografia com a sua resposta.

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Construir e comparar gráficos

Há gráficos que são construídos a partir de uma expressão ou de uma descrição. Para uma expressão, faz-se uma tabela de valores. Para uma descrição, desenha-se o gráfico qualitativo, por trechos, observando o que acontece em cada fase.

Para saber onde duas situações se igualam, desenham-se os dois gráficos no mesmo plano cartesiano: o ponto de interseção dá o instante e o valor em que coincidem. Um trecho mais «inclinado» significa que a variável muda mais depressa.

Os gráficos também mostram o que significam os pontos onde cortam os eixos: a interseção com o eixo $y$ é o valor inicial ($x = 0$) e a interseção com o eixo $x$ é o momento em que $y = 0$.

Pratica★★★Por começar
Um criador de conteúdo da Twitch analisa a evolução dos seus inscritos durante um evento especial de 10 horas. A função que descreve o número de inscritos $S$ em função…

Um criador de conteúdo da Twitch analisa a evolução dos seus inscritos durante um evento especial de 10 horas. A função que descreve o número de inscritos $S$ em função do tempo $t$ (em horas) segue este comportamento:

  • Durante as 2 primeiras horas, o crescimento é constante e linear, passando de 100 a 500 inscritos.

  • Entre a hora 2 e a hora 5, o número de inscritos se mantém estável.

  • A partir da hora 5, devido a um "raid" de outro canal, os inscritos aumentam seguindo a expressão $S(t) = 100t$ até a hora 8.

  • Nas últimas 2 horas, o canal perde inscritos de forma constante até terminar com 600.

Represente o gráfico da função (coloque o tempo $t$ no eixo horizontal, de 0 a 10 horas, e o número de inscritos $S$ no eixo vertical), determine o domínio e o conjunto imagem neste contexto, e identifique os intervalos de crescimento e decrescimento.

Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.

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Pratica★★★Por começar
Estuda-se a temperatura de uma reação química em um laboratório. A temperatura $T$ (em $^\circ C$) segue a função $T(x) = |x - 5| + 10$, onde $x$ é o tempo em minutos a…

Estuda-se a temperatura de uma reação química em um laboratório. A temperatura $T$ (em $^\circ C$) segue a função $T(x) = |x - 5| + 10$, onde $x$ é o tempo em minutos a partir do momento em que se adiciona um reagente.

  1. a) Construa uma tabela de valores para $x$ de 0 até 10 minutos.
  2. b) Represente o gráfico. Você notará que ele tem formato de "V".
  3. c) Em que minuto se atinge a temperatura mínima? Qual é esse valor?
  4. d) Determine o intervalo em que a função é decrescente e explique o que isso significa fisicamente no experimento.

Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.

Resolver
Pratica★★★Por começar
Observe os seguintes quatro gráficos. Um deles representa a altura de uma bola que é solta de certa altura e quica no chão, outro o enchimento com água, a vazão…

Observe os seguintes quatro gráficos. Um deles representa a altura de uma bola que é solta de certa altura e quica no chão, outro o enchimento com água, a vazão constante, de um copo em forma de cone (com o vértice embaixo), outro a velocidade de um carro que freia diante de um semáforo até parar, e o último não é uma função. Nas situações reais, $x$ é o tempo.

  1. a) Identifique cada um deles justificando a sua resposta com base na forma da curva (crescimento, curvatura, continuidade).
  1. b) Explique por que um dos gráficos não pode ser considerado uma função.
Quatro gráficos etiquetados A, B, C e D: A com arcos que vão descendo e um primeiro troço de queda, B uma curva crescente que se achata, C uma reta decrescente que chega a zero e segue horizontal, D uma circunferência x y A x y B x y C x y D
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Pratica★★★Por começar
Dois irmãos, Larissa e Mateus, saem de casa para ir à escola que fica a 1 km. Mateus sai às 8:00 e caminha a velocidade constante, levando 20 minutos para chegar.…

Dois irmãos, Larissa e Mateus, saem de casa para ir à escola que fica a 1 km.

  • Mateus sai às 8:00 e caminha a velocidade constante, levando 20 minutos para chegar.

  • Larissa sai 5 minutos mais tarde, corre durante os primeiros 500 metros (leva 4 minutos) e depois caminha o restante à mesma velocidade que Mateus.

  1. a) Represente em um mesmo gráfico a distância em relação à casa de ambos em função do tempo decorrido desde as 8:00.
  2. b) A que horas e a que distância de casa Larissa ultrapassa Mateus? Encontre o ponto de interseção dos dois gráficos.
  3. c) Quem chega primeiro à escola e por qual diferença de tempo?
Resolver

Voltando ao princípio: no gráfico da bateria do celular, colocá-lo para carregar dá um trecho crescente, deixá-lo em repouso dá um trecho constante, usá-lo dá um trecho decrescente, e os $100\%$ são o ponto máximo.

Em resumo

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