Funções exponenciais e logarítmicas têm comportamentos peculiares quando comparadas, já que a potência e o logaritmo são operações inversas, de forma que, quando aplicamos um expoente a uma base, calculamos o resultado por meio de uma multiplicação, enquanto, quando aplicamos o logaritmo de uma determinada base a um logaritmando, o resultado é o expoente a que se eleva essa base para chegarmos ao logaritmando. Dessa forma, considerando as funções f(x) = e^x e g(x) = ln(x) e também seus conhecimentos sobre as derivadas e integrais desses tipos de funções, é correto afirmar que:

Questão

Funções exponenciais e logarítmicas têm comportamentos peculiares quando comparadas, já que a potência e o logaritmo são operações inversas, de forma que, quando aplicamos um expoente a uma base, calculamos o resultado por meio de uma multiplicação, enquanto, quando aplicamos o logaritmo de uma determinada base a um logaritmando, o resultado é o expoente a que se eleva essa base para chegarmos ao logaritmando.

Dessa forma, considerando as funções f(x) = e^x e g(x) = ln(x) e também seus conhecimentos sobre as derivadas e integrais desses tipos de funções, é correto afirmar que:

Alternativas

A) Para x < 0, a taxa de variação de ambas as funções é negativa.

B) No intervalo 0 < x < 1, a integral de f(x) é positiva e a de g(x) é negativa.

94%

C) No intervalo 0 < x < 1, a integral definida de ambas as funções é positiva.

D) Ambas as funções não possuem taxa de variação em x = 0.

E) Ambas as funções possuem como domínio o conjunto dos números reais.

Explicação

Para analisar as alternativas, usamos fatos básicos sobre f(x)=exf(x)=e^x e g(x)=ln(x)g(x)=\ln(x).

  1. Taxa de variação (derivadas)
  • f(x)=exf'(x)=e^x. Como ex>0e^x>0 para todo xRx\in\mathbb{R}, a taxa de variação de ff é sempre positiva.
  • g(x)=1xg'(x)=\dfrac{1}{x}. Para x>0x>0, g(x)>0g'(x)>0; para x<0x<0, ln(x)\ln(x) nem está definida em R\mathbb{R}. Logo, não é verdade que “para x<0x<0 ambas têm taxa negativa” (A é falsa) e também não faz sentido dizer que ambas não têm taxa em x=0x=0 (D é falsa), pois f(0)=1f'(0)=1 existe, enquanto gg nem está definida em 00.
  1. Integrais no intervalo 0<x<10<x<1 (sinal da área)
  • Para 0<x<10<x<1, temos ex>0e^x>0, então qualquer integral definida de ff em um subintervalo de (0,1)(0,1) é positiva.
  • Para 0<x<10<x<1, ln(x)<0\ln(x)<0, então qualquer integral definida de gg em um subintervalo de (0,1)(0,1) é negativa. Portanto, a afirmação da alternativa B é correta.
  1. Checagem das demais
  • (C) é falsa, pois a integral definida de ln(x)\ln(x) em (0,1)(0,1) é negativa.
  • (E) é falsa, pois o domínio de exe^x é R\mathbb{R}, mas o de ln(x)\ln(x) é (0,)(0,\infty).

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