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Questão 21

AFA 2019
Matemática

(AFA - 2019) O domínio mais amplo da função real f definida por f(x) = sqrt {log_a (x^2-3)}, em que a epsilon ]0,1[, é

A

[-2,2]

B

]-2,2[

C

]-propto,-2] U[2, +propto[

D

[-2,-sqrt{3}[U] sqrt {3},2]

Gabarito:

[-2,-sqrt{3}[U] sqrt {3},2]



Resolução:

A função f(x) = sqrt {log_a (x^2-3)} deve obedecer os seguintes critérios:

 

1. log_a (x^2-3)geq0, pois esta expressão está dentro de uma raiz quadrada que só suporta, para soluções reais, números nulo ou positivos:

    Sabendo que ain,, ]0,1[ e tendo conhecimento das propriedades de Inequações Logarítimicas, podemos afirmar que

    left(x^2-3 
ight )leq a^{0}Rightarrow x^2-3leq1.

    Este tipo de inequação, é importante colocarmos todas as expressões diferentes de zero em um só lado da inequação e resolvê-la:

    x^2-3leq1Rightarrow x^2-4leq0Rightarrow left(x+2 
ight )left(x-2 
ight )leq0

  • Se x+2leq0: então, obrigatoriamente, x-2geq0Rightarrow xgeq2, porém isto é impossível dado que a hipótese inicial é que x+2leq0Rightarrow xleq-2.
  • Se x+2geq0: então, obrigatoriamente, x-2leq0Rightarrow xleq2. Dado que o resultado da hipótese inicial, x+2geq0, é que xgeq-2, então a solução para esta inequação é -2leq xleq2.

 

2. Na própria expressão logarítima, log_a (x^2-3), para que esta seja válida, x^2-3 deve sempre assumir valores positivos ou nulo:

    x^2-3geq0Rightarrowleft(x-sqrt{3} 
ight )left(x+sqrt{3} 
ight )geq0:

  • Se x-sqrt{3}geq0: então, obrigatoriamente, x+sqrt{3}geq0 e isto implica que xgeqsqrt{3}.
  • Se x-sqrt{3}leq0: então, obrigatoriamente, x+sqrt{3}leq0 e isto implica que xleq-sqrt{3}.

    A solução deste "2." fica portanto como xleq-sqrt{3} ou xgeqsqrt{3}.

 

Unindo as duas soluções acima:

Para xgeqsqrt{3}, como a solução de "1." nos dá -2leq xleq2, então, para este intervalo temos a solução sqrt{3}leq xleq2.

Para xleq-sqrt{3}, como a solução de "1." nos dá -2leq xleq2, então, para este intervalo temos a solução -2leq xleq-sqrt{3}.

 

Agora, lembrando que para x^2-3=0, ou seja, quando x=pmsqrt{3}log_a (x^2-3) tende a menos infinito, ou seja, x
ightarrowpmsqrt{3}log_a (x^2-3)
ightarrow-infty. Pela abstração do infinito, não se pode fechar a extremidade do conjunto-solução que expressa este caso específico, ou seja, no intervalo do conjunto-solução da inequação, x não assumirá exatamente os valores pmsqrt{3}.

Desta forma, a única alternativa que é conforme o que aqui foi descoberto é a Letra D.

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