Matematica

Função Afim

Entenda as funções de primeiro grau, seus gráficos e propriedades fundamentais

Definição

Uma função afim (ou função de primeiro grau) é toda função f:RRf: \mathbb{R} \to \mathbb{R} definida por:

f(x)=ax+bf(x) = ax + b

onde:

  • aRa \in \mathbb{R}^* (coeficiente angular - deve ser diferente de zero)
  • bRb \in \mathbb{R} (coeficiente linear)

Observação importante: Se a=0a = 0, a função deixa de ser afim e passa a ser uma função constante f(x)=bf(x) = b.


Gráfico da Função Afim

O gráfico de uma função afim é sempre uma reta não vertical.

Elementos importantes do gráfico

Coeficiente Linear (bb)

O valor de bb representa o ponto onde a reta intercepta o eixo y.

Coordenadas do ponto: (0,b)(0, b)

Raiz (ou Zero) da Função

A raiz é o valor de xx para o qual f(x)=0f(x) = 0.

Para encontrar a raiz:

ax+b=0    x=baax + b = 0 \implies x = -\frac{b}{a}

Coordenadas do ponto: (ba,0)\left(-\frac{b}{a}, 0\right)

Coeficiente Angular (aa)

O valor de aa determina a inclinação da reta:

  • Se a>0a > 0: função crescente (reta sobe da esquerda para direita)
  • Se a<0a < 0: função decrescente (reta desce da esquerda para direita)

Comportamento da Função

Quando a>0a > 0

A função é crescente em todo o seu domínio.

    x₁ < x₂  ⟹  f(x₁) < f(x₂)

Características:

  • À medida que xx aumenta, f(x)f(x) também aumenta
  • A reta forma um ângulo agudo com o eixo x (sobe)

Quando a<0a < 0

A função é decrescente em todo o seu domínio.

    x₁ < x₂  ⟹  f(x₁) > f(x₂)

Características:

  • À medida que xx aumenta, f(x)f(x) diminui
  • A reta forma um ângulo obtuso com o eixo x (desce)

Estudo do Sinal

O estudo do sinal analisa quando a função é positiva, negativa ou nula.

Método prático

1. Encontre a raiz

Calcule x0=bax_0 = -\frac{b}{a}

2. Analise o sinal de aa

  • Se a>0a > 0: a função é negativa antes da raiz e positiva depois
  • Se a<0a < 0: a função é positiva antes da raiz e negativa depois

Tabela de sinais

Para a>0a > 0:

IntervaloSinal de f(x)f(x)
x<bax < -\frac{b}{a}f(x)<0f(x) < 0 (negativo)
x=bax = -\frac{b}{a}f(x)=0f(x) = 0 (zero)
x>bax > -\frac{b}{a}f(x)>0f(x) > 0 (positivo)

Para a<0a < 0:

IntervaloSinal de f(x)f(x)
x<bax < -\frac{b}{a}f(x)>0f(x) > 0 (positivo)
x=bax = -\frac{b}{a}f(x)=0f(x) = 0 (zero)
x>bax > -\frac{b}{a}f(x)<0f(x) < 0 (negativo)

Exemplos Práticos

Exemplo 1: Identificando os coeficientes

Dada a função f(x)=3x6f(x) = 3x - 6:

  • Coeficiente angular: a=3a = 3 (função crescente)
  • Coeficiente linear: b=6b = -6 (intercepta y em -6)
  • Raiz: x=(6)3=2x = -\frac{(-6)}{3} = 2

Como a=3>0a = 3 > 0, a função é crescente e a reta sobe da esquerda para direita.

Exemplo 2: Estudo do sinal

Para f(x)=2x+8f(x) = -2x + 8:

  1. Raiz: 2x+8=0    x=4-2x + 8 = 0 \implies x = 4
  2. Sinal de a: a=2<0a = -2 < 0 (decrescente)

Resultado:

  • f(x)>0f(x) > 0 quando x<4x < 4
  • f(x)=0f(x) = 0 quando x=4x = 4
  • f(x)<0f(x) < 0 quando x>4x > 4

Resumo Visual

graph LR
    A[Função Afim: f(x) = ax + b] --> B{a > 0?}
    B -->|Sim| C[Função Crescente]
    B -->|Não| D[Função Decrescente]
    C --> E[Reta sobe ↗]
    D --> F[Reta desce ↘]

Atenção: Lembre-se que na função afim, aa nunca pode ser zero. Se a=0a = 0, temos uma função constante!


Dicas para Exercícios

  1. Sempre identifique aa e bb primeiro
  2. Calcule a raiz usando x=bax = -\frac{b}{a}
  3. Verifique o sinal de aa para determinar se é crescente ou decrescente
  4. Desenhe um esboço do gráfico para visualizar melhor