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Questão 32977

ITA 1998
Matemática

(ITA 1998) Seja f:mathbb{R} 
ightarrow mathbb{R} a função definida por fleft(x 
ight )=2senleft(2x 
ight )-cosleft(2x 
ight ).
Então:
 

A

f é ímpar e periódica de período pi.

B

f é par e periódica de período pi/2.

C

f não é par nem ímpar e é periódica de período pi.

D

f é não é par e é periódica de período pi/4.

E

f não é ímpar e não é periódica.

Gabarito:

f não é par nem ímpar e é periódica de período pi.



Resolução:

Da função: fleft(x 
ight )=2senleft(2x 
ight )-cosleft(2x 
ight )

  1. Para fleft(-x 
ight ), temos: fleft(-x 
ight )=2senleft(2(-x) 
ight )-cosleft(2(-x) 
ight )=2senleft(-2x 
ight )-cosleft(-2x 
ight ), já que senleft(-x 
ight )=-senleft(x
ight) e cosleft(-x 
ight )=cosleft(x
ight), então senleft(-2x 
ight )=-senleft(2x
ight)cosleft(-2x 
ight )=cosleft(2x
ight).
    Daí,
    fleft(-x 
ight )=2senleft(-2x 
ight )-cosleft(-2x 
ight )=-2senleft(2x 
ight )-left(+cosleft(2x 
ight ) 
ight )=-2senleft(2x 
ight )-cosleft(2x 
ight )
    Repare que fleft(x 
ight )
eq fleft(-x 
ight ) (o que significaria que a função seria par se a igualdade existisse) e nem fleft(x 
ight )
eq -fleft(-x 
ight ) (o que significaria que a função seria ímpar se a igualdade existisse). Logo, f não é par nem ímpar.
  2. Para descobrirmos a periodicidade desta função, vamos somar os parâmetros "2x" com p, sendo p um número real.
    Se p é o período da função então a relação fleft(x 
ight )=fleft(x +p
ight ) e p deve ser o menor real possível tal que esta relação seja verdadeira. Daí:
    fleft(x +p
ight )=2senleft(2x+2p 
ight )-cosleft(2x +2p
ight )=2cdotleft(sen2xcdot cos2p +sen2pcdot cos2x
ight )-left(cos2xcdot cos2p - sen2xcdot sen2p 
ight )
    Para que esta expressão acima fique parecido com fleft(x 
ight )=2senleft(2x 
ight )-cosleft(2x 
ight ), vamos colocar o 2sen(2x) e cos(2x) em evidência:
    fleft(x +p
ight )=2cdotleft(sen2xcdot cos2p +sen2pcdot cos2x
ight )-left(cos2xcdot cos2p - sen2xcdot sen2p 
ight )Rightarrow 2senleft(2x 
ight )cdotleft(cos2p+frac{sen2p}{2} 
ight )-cosleft(2x 
ight )cdotleft(-2sen2p+cos2p 
ight )
    Para que fleft(x+p 
ight )=2senleft(2x 
ight )cdotleft(cos2p+frac{sen2p}{2} 
ight )-cosleft(2x 
ight )cdotleft(-2sen2p+cos2p 
ight ) seja igual a fleft(x 
ight )=2senleft(2x 
ight )-cosleft(2x 
ight ), é razoável pensar que left(cos2p+frac{sen2p}{2} 
ight )=left(-2sen2p+cos2p 
ight )=1.
    É fácil ver que, p = pi é o menor real positivo tal que a equação logo acima é verdadeira (só pensar na equação acima no ciclo trigonométrico. Entre 0 e pi não p possível).
    Logo, p = pi é o período desta função.

A alternativa correta é, portanto, a Letra C.

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