O que significa que uma função é contínua de acordo com o teorema do valor intermediário?

Questão

O que significa que uma função é contínua de acordo com o teorema do valor intermediário?

Resposta

95%

Uma função ser contínua (no intervalo considerado) significa, informalmente, que ela “não dá saltos”: ao variar xx um pouquinho, o valor f(x)f(x) varia também apenas um pouquinho.

No contexto do Teorema do Valor Intermediário (TVI), dizer que ff é contínua em [a,b][a,b] garante que:

  • se f(a)f(a) e f(b)f(b) são dois valores reais, então para qualquer número kk entre f(a)f(a) e f(b)f(b) (isto é, min{f(a),f(b)}kmax{f(a),f(b)}\min\{f(a),f(b)\} \le k \le \max\{f(a),f(b)\}),
  • existe pelo menos um c[a,b]c \in [a,b] tal que f(c)=kf(c)=k.

Em outras palavras: uma função contínua em [a,b][a,b] assume todos os valores intermediários entre f(a)f(a) e f(b)f(b).

Exemplo clássico: se ff é contínua em [a,b][a,b] e f(a)<0f(a)<0 e f(b)>0f(b)>0, então existe c(a,b)c\in(a,b) tal que f(c)=0f(c)=0 (a função cruza o eixo xx em algum ponto do intervalo).

Alternativa correta: (não há opções).

Explicação

A continuidade é a hipótese central do TVI. Formalmente, ff é contínua em x0x_0 se limxx0f(x)=f(x0)\lim_{x\to x_0} f(x)=f(x_0); e é contínua em [a,b][a,b] se for contínua em todo ponto do intervalo.

O TVI afirma: se ff é contínua em [a,b][a,b], então para qualquer kk entre f(a)f(a) e f(b)f(b) existe c[a,b]c\in[a,b] com f(c)=kf(c)=k.

Interpretação: ao “ligar” os pontos (a,f(a))(a,f(a)) e (b,f(b))(b,f(b)) sem levantar o lápis (continuidade), o gráfico necessariamente passa por todas as alturas intermediárias. Isso exclui saltos e buracos que poderiam impedir a função de atingir algum valor entre f(a)f(a) e f(b)f(b).

Alternativa correta: (não há opções).

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