11º ano

11º anoFunções e gráficosConversão de funções


Tradução


No estudo de funções e gráficos, é importante entender transformações para compreender o comportamento dos gráficos. Um tipo importante de transformação é uma translação. Translações são essencialmente deslocamentos do gráfico no plano coordenado. Elas não mudam a forma ou a orientação do gráfico; ao invés disso, elas simplesmente o movem para uma localização diferente.

O que é translação?

Translação em matemática significa mover uma figura, linha ou gráfico sem girá-lo, redimensioná-lo ou alterá-lo. Quando traduzimos um gráfico, deslizamos horizontalmente, verticalmente ou ambos. Na notação de função, a translação envolve adicionar ou subtrair constantes à função ou às suas variáveis.

Tipos de translação

Existem dois principais tipos de translação:

  • Translação horizontal: Mover o gráfico para a esquerda ou direita.
  • Translação vertical: Mover o gráfico para cima ou para baixo.

Translação horizontal

A translação horizontal envolve deslocar o gráfico para a direita ou esquerda por um certo número de unidades. A função f(x) é traduzida horizontalmente alterando a variável para f(x - k), onde k é o número de unidades pelo qual o gráfico é deslocado.

  • Se k > 0, o gráfico move k unidades para a direita.
  • Se k < 0, o gráfico move |k| unidades para a esquerda.

Exemplo de translação horizontal

Considere a função f(x) = x^2, que é uma função quadrática básica que forma uma parábola com seu vértice na origem (0,0).

 f(x) = (x - 3)^2

Esta é a translação da função f(x) = x^2 por 3 unidades para a direita.

f(x) = (x - 3)^2 f(x) = x^2

Translação vertical

A translação vertical envolve mover o gráfico para cima ou para baixo por um certo número de unidades. A função f(x) é traduzida verticalmente ao adicionar uma constante c à função inteira: f(x) + c.

  • Se c > 0, o gráfico move-se para cima c unidades.
  • Se c < 0, o gráfico move-se para baixo |c| unidades.

Exemplo de translação vertical

Considere a função f(x) = x^2.

 f(x) = x^2 + 4

Esta função resulta em uma transformação f(x) = x^2 4 unidades para cima.

f(x) = x^2 + 4 f(x) = x^2

Combinando translações

As translações podem ser combinadas para mover o gráfico tanto horizontalmente quanto verticalmente. Por exemplo, você pode ter uma função que sofre ambos os tipos de translações:

 f(x) = (x - h)^2 + k

Neste caso, h representa o deslocamento horizontal, e k representa o deslocamento vertical. A função f(x) = (x - h)^2 + k transforma a função original f(x) = x^2 para a direita por h unidades e para cima por k unidades.

  • Se h > 0, mova h unidades para a direita; se h < 0, mova |h| unidades para a esquerda.
  • Se k > 0, mova para cima k unidades; se k < 0, mova para baixo |k| unidades.

Exemplo de uma translação combinada

Vamos aplicar tanto a translação horizontal quanto a vertical na função f(x) = x^2:

 f(x) = (x - 2)^2 + 3

Aqui, a função é traduzida 2 unidades para a direita e 3 unidades para cima.

f(x) = (x - 2)^2 + 3 f(x) = x^2

Compreendendo os efeitos da translação

Translação em matemática significa entender como cada operação afeta o estado do gráfico. Uma vez que se entende como a translação funciona, torna-se mais fácil prever mudanças gráficas e aplicar esse conhecimento a problemas complexos.

Exemplos práticos e exercícios

Para tornar estes conceitos claros, vamos considerar alguns exemplos e exercícios adicionais:

Exemplo 1

Considere esta função:

 g(x) = (x + 1)^2 - 2

Determine a translação aplicada a f(x) = x^2:

  • O gráfico é deslocado horizontalmente 1 unidade para a esquerda, porque x + 1 representa movimento na direção oposta.
  • O gráfico é deslocado verticalmente para baixo por 2 unidades porque o termo - 2 diminui o resultado para cada valor correspondente de x.

Exemplo 2

Vamos resolver esta translação:

 h(x) = 2x - 5

Preste atenção aqui:

  • Não há translação horizontal porque não há adição ou subtração ao argumento da função afetando x.
  • A translação vertical é 5 unidades para baixo, o que traduz cada ponto no gráfico paralelamente.

Pontos chave

  • Translações afetam apenas a posição do gráfico, não seu tamanho ou forma.
  • A translação horizontal e vertical pode ser feita simultaneamente.
  • A translação é necessária para construir um gráfico de conhecimento e entender as tarefas visualmente.

Vistas interativas

Na próxima vez que você vir uma modificação de função, imagine como essas constantes movem o seu gráfico no plano. Compreender translações não apenas ajuda na desenhar gráficos, mas também melhora sua capacidade de prever comportamentos de funções sem cálculos.

Conclusão

Uma vez que o uso de valores positivos e negativos para h (horizontal) e k (vertical) é entendido, traduzir gráficos se torna direto. Esta compreensão fornece insight sobre as modificações de funções e como elas aparecem graficamente, o que estabelece a base para estudos mais avançados em transformações como reflexões e rotações na análise matemática.


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