Considere as funções f(x) = x2 + x + c e g(x) = x + k, onde c, k são números reais.

a) Determine os valores de k e c para que se tenha f(g(1)) – g(f(1)) < 0.

b) Sabendo que a equação f(x) = 0 tem uma única solução real, determine o(s) valor(es) de k para que a soma das soluções da equação f(g–1(x)) = 1/4 seja igual a 2025, onde g–1(x) denota a função inversa de g(x).

a)

começar estilo tamanho matemático 14px g parêntese esquerdo 1 parêntese direito igual a 1 mais k seta dupla para a direita seta dupla para a direita f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito igual a abre parênteses 1 mais k fecha parênteses ao quadrado mais abre parênteses 1 mais k fecha parênteses mais c seta dupla para a direita seta dupla para a direita f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito igual a 1 mais 2 k mais k ao quadrado mais 1 mais k mais c seta dupla para a direita seta dupla para a direita f parêntese esquerdo g parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito igual a k ao quadrado mais 3 k mais 2 mais c espaço parêntese esquerdo asterisco parêntese direito  f parêntese esquerdo 1 parêntese direito igual a 1 ao quadrado mais 1 mais c igual a 2 mais c seta dupla para a direita seta dupla para a direita g parêntese esquerdo f parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito igual a f parêntese esquerdo 1 parêntese direito mais k seta dupla para a direita seta dupla para a direita g parêntese esquerdo f parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito igual a 2 mais c mais k espaço parêntese esquerdo asterisco asterisco parêntese direito fim do estilo

Como começar estilo tamanho matemático 14px reto f parêntese esquerdo reto g parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito menos reto g parêntese esquerdo reto f parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito menor que 0 fim do estilo, tem-se reto f parêntese esquerdo reto g parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito menor que reto g parêntese esquerdo reto f parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito. Com isso, segue de (*) e (**):

começar estilo tamanho matemático 14px reto k ao quadrado mais 3 reto k mais 2 mais reto c menor que 2 mais reto c mais reto k seta dupla para a direita seta dupla para a direita reto k ao quadrado mais 2 reto k menor que 0 seta dupla para a direita seta dupla para a direita reto k abre parênteses reto k mais 2 fecha parênteses menor que 0 seta dupla para a direita seta dupla para a direita menos 2 menor que reto k menor que 0 fim do estilo

Resposta: começar estilo tamanho matemático 14px menos 2 menor que reto k menor que 0 fim do estilo e c é qualquer número real.

 

b) O discriminante de começar estilo tamanho matemático 14px reto x ao quadrado mais reto x mais reto c fim do estilo é dado por começar estilo tamanho matemático 14px incremento igual a 1 menos 4 reto c fim do estilo.

Dado que a equação começar estilo tamanho matemático 14px reto x ao quadrado mais reto x mais reto c igual a 0 fim do estilo possui uma única solução real, conclui-se que começar estilo tamanho matemático 14px incremento igual a 0 vírgula fim do estilo ou seja, começar estilo tamanho matemático 14px reto c igual a 1 quarto fim do estilo e começar estilo tamanho matemático 14px reto f parêntese esquerdo reto x parêntese direito igual a reto x ao quadrado mais reto x mais 1 quarto. fim do estilo

Sendo começar estilo tamanho matemático 14px reto g parêntese esquerdo reto x parêntese direito igual a reto x mais reto k fim do estilo, tem-se que começar estilo tamanho matemático 14px reto g à potência de menos 1 fim do exponencial parêntese esquerdo reto x parêntese direito igual a reto x menos reto k. fim do estilo

De começar estilo tamanho matemático 14px reto f abre parênteses reto g à potência de menos 1 fim do exponencial parêntese esquerdo reto x parêntese direito fecha parênteses igual a 1 quarto fim do estilo, tem-se:

começar estilo tamanho matemático 14px reto f parêntese esquerdo reto x menos reto k parêntese direito igual a 1 quarto seta dupla para a direita seta dupla para a direita abre parênteses reto x menos reto k fecha parênteses ao quadrado mais abre parênteses reto x menos reto k fecha parênteses mais 1 quarto igual a 1 quarto seta dupla para a direita seta dupla para a direita parêntese esquerdo reto x menos reto k parêntese direito ao quadrado mais parêntese esquerdo reto x menos reto k parêntese direito igual a 0 seta dupla para a direita seta dupla para a direita parêntese esquerdo reto x menos reto k parêntese direito parêntese esquerdo reto x menos reto k mais 1 parêntese direito igual a 0 seta dupla para a direita seta dupla para a direita reto x menos reto k igual a 0 espaço ou espaço reto x igual a reto k menos 1 fim do estilo

Como a soma dessas soluções é igual a 2025, tem-se:

começar estilo tamanho matemático 14px reto k mais reto k menos 1 igual a 2025 seta dupla para a direita seta dupla para a direita 2 reto k igual a 2026 então reto k igual a 1013 fim do estilo