Enunciado. Faça o esboço do gráfico da função
e discuta sua continuidade. Como a função é definida por partes, devemos estudar cada trecho separadamente e dar atenção especial ao ponto em que a regra muda: x = 4.
1. Trecho para x < 4
Para valores menores que 4, temos f(x)=|x|. O gráfico do módulo é o conhecido formato em “V”, com vértice em (0,0). Como a condição exige x < 4, esse trecho se aproxima de (4,4), mas não inclui o ponto x = 4.
2. Valor da função em x = 4
No ponto x = 4, a definição fornece diretamente
Assim, o gráfico possui um ponto preenchido em (4,6). É importante não confundir esse valor com o ponto (4,4), para o qual os dois ramos se aproximam.
3. Trecho para x > 4
Para x maior que 4, a função é a reta
Se estendêssemos essa reta até x = 4, obteríamos
Portanto, pela direita, o gráfico também se aproxima de (4,4). Como a regra vale apenas para x > 4, representamos (4,4) com círculo aberto.
4. Esboço do gráfico
Leitura do gráfico: os dois ramos se aproximam de (4,4), mas esse ponto não pertence ao gráfico; o valor efetivo da função em x = 4 é o ponto preenchido (4,6).
Observe ainda que a reta y = −4x + 20 cruza o eixo x em x = 5, pois −4(5)+20=0. Isso ajuda a conferir visualmente a inclinação do ramo à direita.
5. Discussão da continuidade em x = 4
Para uma função ser contínua em x = 4, precisamos que três condições sejam satisfeitas: f(4) esteja definida, o limite em x = 4 exista e esse limite seja igual a f(4).
Já sabemos que os limites laterais são
Como os limites laterais coincidem, o limite existe e vale
Entretanto,
Portanto,
Logo, a função não é contínua em x = 4.
6. Que tipo de descontinuidade ocorre?
A descontinuidade é removível. O limite existe e vale 4, mas o valor atribuído à função no ponto é 6. Bastaria redefinir o valor no ponto como f(4)=4 para tornar a função contínua em x=4.
Resposta final
O gráfico é formado pelo ramo de y=|x| para x<4, pela reta y=−4x+20 para x>4, por um círculo aberto em (4,4) e por um ponto preenchido em (4,6). A função é contínua em todos os pontos de seu domínio, exceto em x=4. Nesse ponto, ocorre uma descontinuidade removível, pois