FUVEST 2019 · questão 47

Questão 47 FUVEST 2019: Funções (afim e quadrática)

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Se a função \(f:\mathbb{R} - \{2\} \to \mathbb{R}\) é definida por \(f(x) = \dfrac{2x+1}{x-2}\) e a função \(g:\mathbb{R} - \{2\} \to \mathbb{R}\) é definida por \(g(x) = f(f(x))\), então \(g(x)\) é igual a

  1. A
    \(\dfrac{x}{2}\)
  2. B
    \(x^2\)
  3. C
    \(2x\)
  4. D
    \(2x + 3\)
  5. E
    \(x\)
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Gabarito: Alternativa E: \(x\).

Resolução comentada

Ideia-chave: calcule a composta substituindo \(f(x)\) no lugar de \(x\) e simplifique as frações.

  1. Por definição: \[g(x) = f(f(x)) = \dfrac{2f(x) + 1}{f(x) - 2}, \quad f(x) = \dfrac{2x + 1}{x - 2}.\]
  2. Numerador: \[2 \cdot \dfrac{2x+1}{x-2} + 1 = \dfrac{4x + 2 + x - 2}{x - 2} = \dfrac{5x}{x - 2}.\]
  3. Denominador: \[\dfrac{2x+1}{x-2} - 2 = \dfrac{2x + 1 - 2x + 4}{x - 2} = \dfrac{5}{x - 2}.\]
  4. Dividindo: \[g(x) = \dfrac{5x}{x-2} \cdot \dfrac{x-2}{5} = x.\]
  5. Ou seja, \(f\) é a sua própria inversa. Teste: \(f(3) = 7\) e \(f(7) = \dfrac{15}{5} = 3\). Confere.

Resposta: alternativa E.

Por que não as outras: erros de sinal ao distribuir o \(-2\) no denominador (escrever \(-2x - 4\)) produzem expressões como \(2x + 3\) ou \(\tfrac{x}{2}\); \(x^2\) vem de confundir composição com produto.

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