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Questão 23 da UNICAMP 2027

1ª fase · Matemática: Função quadrática

Sejam A,B subconjuntos de \mathbb{R}. Considere a função \text{f: A} \to \text{B}, f(x) = x^2 - x - 2, com x \in A. Considerando que essa função é invertível, qual das alternativas abaixo indica uma possibilidade para o conjunto A?

  1. A
    [0,2].
  2. B
    [-1,2].
  3. C
    [1,2].
  4. D
    [-2,1].
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Resolução comentada

Uma função é invertível quando é bijetora. Como o contradomínio B pode ser escolhido (por exemplo, igual à imagem), basta que f seja injetora em A, isto é, que nunca assuma o mesmo valor em dois pontos distintos de A.

A função f(x)=x^2-x-2 é uma parábola com concavidade para cima. O vértice fica em:

x_v=\frac{-b}{2a}=\frac{1}{2}=0{,}5

A parábola é simétrica em torno de x=0{,}5: dois pontos x_1 e x_2 com x_1+x_2=1 têm a mesma imagem. Logo, f só é injetora em intervalos que ficam todos de um lado do vértice, ou seja, contidos em (-\infty,0{,}5] ou em [0{,}5,+\infty).

Testando cada alternativa:

  1. [0,2] contém 0{,}5 no interior: f(0)=-2 e f(1)=-2, repetem valor. Não serve.
  2. [-1,2]: f(-1)=0 e f(2)=0. Não serve.
  3. [1,2]: está inteiro à direita de 0{,}5, onde f é estritamente crescente (f(1)=-2, f(2)=0). Serve, com B=[-2,0].
  4. [-2,1]: f(-1)=0 e f(2)=0 não importam aqui, mas f(0)=f(1)=-2 com ambos em A. Não serve.

Portanto, A pode ser [1,2].

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO intervalo contém o vértice x=0{,}5 no interior; f(0)=f(1)=-2, então não é injetora.
  • BContém o vértice no interior; f(-1)=f(2)=0, valor repetido.
  • DContém o vértice no interior; f(0)=f(1)=-2, valor repetido.

Assuntos: Função quadrática, Conceito de função, composta e inversa.

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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2027. Prova oficial ↗