PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 17 da UNICAMP 2017

1ª fase · Matemática: Função exponencial

Considere as funções f(x) = 3^x e g(x) = x^3, definidas para todo número real x. O número de soluções da equação f(g(x)) = g(f(x)) é igual a

  1. A
    1.
  2. B
    2.
  3. C
    3.
  4. D
    4.
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Resolução comentada

Primeiro, monte cada lado da equação, compondo as funções.

f(g(x)) = 3^{g(x)} = 3^{x^3}

g(f(x)) = (3^x)^3 = 3^{3x}

A equação fica 3^{x^3} = 3^{3x}. Como a função exponencial de base 3 é injetora (bases iguais e diferentes de 1), os expoentes devem ser iguais:

  1. x^3 = 3x
  2. x^3 - 3x = 0
  3. x(x^2 - 3) = 0

As soluções são x = 0, x = \sqrt{3} e x = -\sqrt{3}.

Conferindo, x=\sqrt3 dá x^3 = 3\sqrt3 e 3x = 3\sqrt3, que são iguais. Para x=-\sqrt3, os dois valores são -3\sqrt3. Para x=0, ambos são 0.

Portanto, a equação tem 3 soluções reais.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aconsidera só x=0 e esquece as raízes de x^2=3.
  • Bconta apenas \sqrt{3} e -\sqrt{3}, esquecendo a raiz x=0 (ao dividir por x).
  • Dnão há quarta solução: x^3-3x=0 é de grau 3 e tem no máximo 3 raízes reais.

Assuntos: Função exponencial, Equações polinomiais e relações de Girard.

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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2017. Prova oficial ↗