Matemática — Cálculo Múltipla Escolha

Dada a função $f(x) = e^x$, a equação da reta tangente ao gráfico no ponto de abscissa zero é:

Dada a função f(x) = e^x, a equação da reta tangente ao gráfico no ponto de abscissa zero é:

  1. y = -x
  2. y = x
  3. y = 1
  4. y = x - 1
  5. y = x + 1

Resolução completa

Explicação passo a passo

E
Alternativa E

Alternativa E - y = x + 1

Para encontrar a equação da reta tangente a um gráfico em um determinado ponto, precisamos de duas informações essenciais: as coordenadas do ponto de tangência e o coeficiente angular (inclinação) da reta nesse ponto.

No caso desta questão envolvendo uma função exponencial, aplicamos conceitos de cálculo diferencial para determinar esses valores.

Desenvolvimento

O processo de resolução segue três etapas lógicas que garantem a precisão da resposta:

  1. Determinar o ponto de tangência: Avaliamos a função dada no valor da abscissa informado (x = 0).
  2. Calcular a inclinação da reta: Calculamos a derivada da função e avaliamos no mesmo ponto para encontrar a taxa de variação instantânea.
  3. Escrever a equação da reta: Utilizamos a forma ponto-inclinação para montar a equação final.

Vamos aplicar cada passo detalhadamente abaixo.

Análise Detalhada

  • Passo 1: Coordenadas do Ponto
  • A função é f(x) = e^x.
  • O ponto tem abscissa x_0 = 0.
  • Calculamos a ordenada substituindo na função: y_0 = f(0) = e^0.
  • Sabendo que qualquer número elevado a zero é igual a 1, temos y_0 = 1.
  • Portanto, o ponto de tangência é $(0, 1)$.
  • Passo 2: Coeficiente Angular (Derivada)
  • O coeficiente angular m da reta tangente é dado pelo valor da derivada f'(x) no ponto.
  • A derivada da função exponatural f(x) = e^x é ela mesma: f'(x) = e^x.
  • Avaliamos a derivada em x = 0: m = f'(0) = e^0.
  • Novamente, e^0 = 1. Logo, o coeficiente angular é $m = 1$.
  • Passo 3: Equação da Reta
  • Usamos a fórmula geral da reta: y - y_0 = m \cdot (x - x_0).
  • Substituímos os valores encontrados: y - 1 = 1 \cdot (x - 0).
  • Simplificando a expressão: y - 1 = x.
  • Isolando o y, obtemos a forma reduzida da reta: $y = x + 1$.

Conclusão

Comparando o resultado obtido com as alternativas apresentadas:

AlternativaEquaçãoCorreta?
Ay = -xNão
By = xNão
Cy = 1Não (Corresponde a uma reta horizontal)
Dy = x - 1Não
E$y = x + 1$Sim

A alternativa marcada na imagem (C) está incorreta, pois representa uma reta horizontal (m=0), enquanto nossa análise demonstrou que a inclinação é positiva (m=1). A resposta correta matemática é a letra E.

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