Ano 2022avancado#ime#cfg#fase1#objetiva#2022#matematica#engenharia

Sobre o tema

Questões de funções com desigualdades condicionais, como as do IME, testam sua capacidade de extrair informações de relações funcionais restritivas. O problema fornece duas desigualdades que acoplam os valores de f em pontos espaçados por 1 e por 7. A partir delas, é possível demonstrar que f(x+1) e f(x+7) são exatamente iguais aos limites inferiores, levando a uma periodicidade mista. Esse tipo de raciocínio é comum em olimpíadas de matemática e concursos militares, exigindo cuidado com manipulações algébricas e aplicação de indução ou telescopia. A função g definida a partir de f simplifica a expressão final, revelando um valor constante.

Tópicos relacionados

  • Desigualdades funcionais
  • Funções com periodicidade mista
  • Indução matemática aplicada a funções
  • Técnica de telescopia em sequências
  • Propriedades de monotonicidade e igualdade

Enunciado

: 0,25

Seja f (x) uma fun��o definida em R tal que f (1) = 1. Para todo x R valem as seguintes

desigualdades

f (x + 7) f (x) + 7 e f (x + 1) f (x) + 1 .

Se g(x) = f (x - 1) - x + 2, o valor de g(2023) �

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 2022 (E) 2023

2

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Perguntas frequentes

Como provar que f(x+1) = f(x) + 1 a partir das desigualdades dadas?

Use a desigualdade f(x+7) ≤ f(x)+7 e aplicações sucessivas de f(x+1) ≤ f(x)+1. Por exemplo, encadeie f(x+7) ≤ f(x+6)+1 ≤ ... ≤ f(x)+7. Como os dois limites coincidem, todas as desigualdades intermediárias devem ser igualdades, forçando f(x+1)=f(x)+1 para todo x.

O que significa uma função satisfazer f(x+1)=f(x)+1 para todo x?

Significa que f é uma função afim com coeficiente angular 1, ou seja, f(x)=x+c para alguma constante c. Neste problema, a condição adicional f(1)=1 determina que c=0, logo f(x)=x.

Por que a função g é constante no problema?

Substituindo f(x)=x, obtemos g(x)=f(x-1)-x+2 = (x-1)-x+2 = 1, independente de x. Assim, g(2023)=1.