Função de 1° grau: Forma geral e gráfico

Sendo a mais simples das funções polinomiais, e responsável por nos possibilitar a análise de coisas que crescem ou decrescem de forma uniforme, é indispensável estudá-la para entendermos o processo de criação do gráfico de uma função e suas aplicações.

O que é uma função de 1° grau?

Muitas vezes chamada de função afim ou função linear, ela é uma função, regra matemática que relaciona duas ou mais variáveis, que possui um polinômio de grau 1, ou seja, o maior grau da variável é 1.

Exemplos:

1) 𝑓(𝑥) =2𝑥 3

2) 𝑓(𝑥) =𝑥 +1

3) 𝑓(𝑥) =𝑥

Sua forma geral é dada por:

𝑓(𝑥)=𝑎𝑥+𝑏

ou

𝑦=𝑎𝑥+𝑏

Onde 𝑎 e 𝑏 podem ser números quaisquer, geralmente pertencentes ao conjunto dos números reais (mas caso a questão especifique outro conjunto, consideraremos válidos apenas valores que pertençam a ele), e o 𝑎 deve ser diferente de zero, pois se o 𝑎 for igual à zero, teremos uma função constante.

Gráfico da função de 1° grau

O formato do gráfico da função linear é uma reta, que pode ser crescente ou decrescente, diferentemente do gráfico da função constante, cujo 𝑓(𝑥) não varia.

Como fazer o gráfico da função de 1° grau?

Para desenharmos o gráfico dessa função, precisamos apenas de dois pontos, mas quais devem ser eles? Podemos escolher alguns valores para 𝑥 e com o valor resultante da função marcamos dois pontos no plano cartesiano, mas há uma forma mais eficaz e que funcionará para toda e qualquer função afim. O método consiste em acharmos os pontos em que o gráfico intersecta os eixos 𝑥 e 𝑦, e podemos fazer isso ao zerarmos a variável dependente ou independente, vamos entender melhor por meio de um exemplo.

Exemplo:

Determine o gráfico da função 𝑓(𝑥) =2𝑥 4

 

Primeiramente, vamos zerar o 𝑥, para encontrarmos o valor em que o gráfico cruza o eixo 𝑦

𝑓(𝑥)=2𝑥4

𝑓(0)=2.04

𝑓(0)=04

𝑓(0)=4

Agora, zeramos o valor de 𝑓(𝑥) (ou 𝑦), para sabermos o valor em que o gráfico intersecta (toca) o eixo 𝑥, com a observação de que temos que isolar o 𝑥 nesse processo

𝑓(𝑥)=2𝑥4

0=2𝑥4

2𝑥=4

𝑥=42

𝑥=2

Então, marcamos os pontos cujas coordenadas são (0,4) e (2,0) no plano cartesiano e os ligamos

De forma geral, o valor que representa a intersecção do gráfico com o eixo 𝑦 é o coeficiente 𝑏, e podemos encontrar o ponto de toque com o outro eixo através da fórmula 𝑏/𝑎, utilizemos o exemplo acima para comprovar o que acabei de explicar

𝑓(𝑥)=2𝑥4

O coeficiente 𝑏, é o número que não estiver acompanhado da variável independente (nesse caso, o 𝑥), que na função em questão é 4, agora vamos usar a fórmula para descobrir onde o gráfico intersecta o eixo 𝑥

𝑏𝑎=(4)2=42=2

Olha só, achamos os mesmos valores, só que de uma forma bem mais prática e rápida, e isso funciona para qualquer função linear. O único cuidado que você deve ter é de identificar corretamente os coeficientes 𝑎 e 𝑏, para isso, basta comparar a função dada na questão com a forma geral 𝑓(𝑥) =𝑎𝑥 +𝑏.

Função de 1° grau crescente:

Quando a função tiver o coeficiente 𝑎 (quem multiplica a variável independente) positivo, ela será crescente, ou seja, à medida que o valor de 𝑥 aumentar, o valor de 𝑓(𝑥) também aumentará

Gráfico de uma função afim crescente:

Função de 1° grau decrescente:

E quando o coeficiente 𝑎 for negativo, ela será decrescente, em outras palavras, à medida que o valor de 𝑥 aumentar, o valor de 𝑓(𝑥) diminuirá

Gráfico de uma função afim decrescente:

É importante ressaltar que o 𝑎 é chamado “coeficiente angular”, pois determina se a inclinação da função será positiva ou negativa (crescente ou negativa), e o 𝑏 é chamado “coeficiente linear” e como já foi explicado, determina o ponto de intersecção com o eixo 𝑦.

Aplicações da função de 1° grau

Sempre que possuirmos algo que cresce ou decresce de forma constante, dependendo de um outro valor, podemos utilizar a função de primeiro grau para representar graficamente essa situação.

Economia:

Podemos escrever a receita, lucro ou gasto total de uma transação financeira como uma função linear, desde que o valor de venda do produto seja constante.

Pesagem:

Podemos descrever o preço de determinado alimento aumentando ou diminuindo de acordo com o peso dele através de uma função afim.

Táxi:

Mesmo que já esteja em certo desuso por causa dos aplicativos de transporte, o táxi ainda é um meio de transporte muito usado e é um exemplo clássico de uso de função de 1° grau, pois o preço a pagar por uma viagem de táxi é dado por um valor fixo mais uma taxa de acordo com os quilômetros rodados.

Exercícios resolvidos de função de 1° grau

1. Determine o gráfico da função abaixo e seu valor para 𝑥 =3

𝑓(𝑥)=𝑥

 

Primeiramente, vamos substituir o valor de 𝑥 que é dado no enunciado para encontrarmos o valor de 𝑓(𝑥) correspondente

𝑓(𝑥)=𝑥

𝑓(3)=3

O valor de 𝑓(𝑥) é igual ao valor de 𝑥 e isso não é por acaso, essa função é uma velha conhecida da matemática, pois nela o valor da variável dependente será sempre igual ao valor da variável independente, e a ela é dada um nome especial: “Função identidade”. Agora vamos desenhar o gráfico dela, e bom, não temos nenhum número sozinho, isso significa que o gráfico não intersecta o eixo vertical? Não, pois podemos reescrever a função da seguinte forma (para facilitar a visualização)

𝑓(𝑥)=𝑥+0

Quando não há nenhum valor aparente sem multiplicar a variável independente, significa que o coeficiente 𝑏 é igual à zero. E por fim, utilizaremos a fórmula citada anteriormente para achar o ponto de intersecção com o eixo horizontal, mas não vamos esquecer que 𝑏 =0

𝑏𝑎=01=0

Portanto, o gráfico da função identidade será:

2. Um rapaz costuma emprestar 50 reais a seus amigos, com a seguinte condição: para cada mês que não for devolvido o valor, será acrescentado mais 10 ao valor inicial. Qual será a dívida após três meses sem pagar?

 

Através da modelagem matemática, vamos transformar essa situação em uma função. Temos um valor inicial (50 reais) que não muda, e um valor que varia de acordo com a passagem dos meses, então, podemos escrever a seguinte expressão:

𝐷(𝑡)=50+10𝑡

Onde 𝐷(𝑡) é a dívida a ser paga, 𝑡 a quantidade de meses e o 10 é o valor que será acrescentado à dívida a cada mês. Para calcular o montante a ser pago após três meses, basta substituir 3 na variável que representa o tempo, na expressão acima

𝐷(𝑡)=50+10𝑡

𝐷(3)=50+10.3

𝐷(3)=50+30

𝐷(3)=80

Portanto, a pessoa que demorar três meses para devolver o dinheiro, terá que pagar 80 reais, ou seja, trinta reais à mais do que os 50 reais que foram emprestados.

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