Apostila - Completa 05/08/16
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Apostila - Completa 05/08/16
ÍNDICE CONTEÚDO Página Análise Combinatória Binômio de Newton Cálculo Algébrico Equação da Circunferência Equações do 2° grau Equações Exponenciais Equações Irracionais Equações Modulares Equações Polinomiais Estatística Fatoração de Polinômios 171 191 58 370 62 101 64 120 396 209 65 Funções Função afim (1° grau) Função definida por mais de uma sentença Função Exponencial Função Logarítmica Função quadrática (2° grau) 72 85 112 102 107 92 Geometria Analítica Geometria Espacial de Posição 345 296 Geometria Espacial ( Prismas ) Geometria Plana 306 234 Logaritmos Matemática Comercial Matemática Financeira Matrizes, Determinantes e Sistemas Lineares Números Complexos Números Inteiros Números Irracionais Números Naturais Números Racionais Números Reais Poliedros Polinômios 105 40 137 146 381 25 33 10 26 34 302 391 Probabilidade Progressões Provas ENEM Sistemas de Numeração Teoria dos Conjuntos Teoria Elementar dos Números 198 125 400 21 4 10 Translação e Rotação de Eixos Trigonometria 113 277 1 CALENDÁRIO 2016 ANOTAÇÕES 2 HORÁRIO DE ESTUDO 3 TEORIA DOS CONJUNTOS CONCEITOS PRIMITIVOS A idéia de conjunto é a mesma de coleção, conforme mostram os exemplos a seguir. Exemplos a) Uma coleção de revistas é um conjunto. Cada revista é um elemento desse conjunto. b) Os alunos de sua sala de aula formam um conjunto. Você é um elemento desse conjunto. * Em geral, um conjunto é denotado por uma letra maiúscula do alfabeto; e o elemento de um conjunto, é denotado por uma letra minúscula do alfabeto. REPRESENTAÇÃO DE UM CONJUNTO Tabular (enumeração dos elementos) Os elementos do conjunto são representados entre chaves e separados por vírgulas. Exemplo: Quando um elemento a pertence a um conjunto B, indicamos: aB Quando um elemento c não pertence a um conjunto B, indicamos: cB SUBCONJUNTOS Um conjunto B é subconjunto de um conjunto A se, e somente se, todo elemento de B pertence a A. Notação: B A ( B está contido em A ) A B ( A contém B) Exemplo Se B = {1, 2, 3} e A = {1, 2, 3, 4, 5} , então B A ou A B, já que todo elemento de B também é elemento de A. Neste caso , B é subconjunto de A. * Todo conjunto é subconjunto dele mesmo. TIPOS ESPECIAIS DE CONJUNTOS Exemplo: A = {a, e, i, o, u} Conjunto Unitário Por uma propriedade É o conjunto que possui um único elemento. O conjunto é descrito por uma ou mais propriedades: Exemplo: A = {x / x é uma vogal} Por um diagrama de Venn-Euler (lê-se: "Ven-óiler") A representação de um conjunto por uma diagrama de Venn é aquela em que os elementos são simbolizados por pontos interiores a uma região plana, delimitada por uma linha fechada que não se entrelaça. A .a .e .i .o .u Conjunto Vazio É todo conjunto que não tem elementos. Representamos o conjunto vazio por { } ou . Conjunto Universo (U) É um conjunto que contém todos os elementos do contexto no qual estamos trabalhando e também contém todos os conjuntos desse contexto. O conjunto universo é representado por uma letra U. Conjunto das Partes RELAÇÃO DE PERTINÊNCIA É a relação existente entre o elemento e o conjunto do qual pertence. Notação: Pertence Não pertence Dado um conjunto A qualquer, pode-se obter um outro conjunto, cujos elementos são todos os possíveis subconjuntos do conjunto A. Este conjunto, representado por P(A), é denominado conjuntos das partes de A. Se um conjunto A qualquer possui N elementos,então P(A) terá 2n elementos: n(A) = n n(P(A)) = 2n 4 Exercício resolvido 1. ( UEPI ) Seja o conjunto A = { 0, {0}, 1, {1}, {0, 1} }. É correto afirmar que: a) 0 A b) { 0, 1 } A c) { 0, 1 } A d) Os elementos de A são 0 e 1 e) O número de subconjuntos de A é 22 = 4 União De Conjuntos Dados os conjuntos A e B, define-se como união dos conjuntos A e B ao conjunto representado por A B , formado por todos pertencentes a A ou B, ou seja: os elementos A B {x / x A ou x B} A B A B Exemplo Se A = {a, e, i} e B = {i, o, u} , temos que : AUB= {a, e, i, o, u} Exemplo Obtenha o conjunto das partes do conjunto A= {2; 5; 6}: n 3 P(A) = 2 P(A) = 2 Diferença De Conjuntos Dados os conjuntos A e B, define-se como diferença entre A e B (nesta ordem) ao conjunto representado por A B , formado por todos os elementos pertencentes a A, mas que não pertencem a B, ou seja : A B {x / x A , x B} P(A) = 8 subconjuntos A B São eles: P(A) = {{2}; {5}; {6}; {2; 5}; {2; 6}; {5; 6}; {2; 5; 6}; { }} A B OPERAÇÕES COM CONJUNTOS Interseção De Conjuntos Dados os conjuntos A e B, define-se como conjunto representado por A B , formado por todos os elementos pertencentes a A e B, simultaneamente, ou seja: A B {x / x A e x B} A B A B Exemplo: A = {x, y, z, w} e B= {a, b, x, y}, temos que : A B z, w Conjunto Complementar O complemento do conjunto B contido no conjunto B A, denotado por C A , é a diferença entre os conjuntos A e B, ou seja, é o conjunto de todos os elementos que pertencem ao conjunto A e não pertencem ao conjunto B. CBA = A – B = {x / x A e x B} Exemplo Se A = {1, 2, 3, 8, 9,} e B = {2, 3, 4, 7, 9} , temos que : A B 2, 3, 9 A CBA B 5 Exemplo Se A={1, 2, 3} e B={1, 2, 3, 4, 5}, então NÚMERO DE ELEMENTOS DA UNIÃO DE CONJUNTOS CBA = B – A = {4, 5} Com dois conjuntos B Observe que, no exemplo acima, não existe C A , pois para n( A B) n( A) n(B) n( A B) B existir C A ,B deveria estar contido em A. A Complementar em relação ao universo U A B Quando tivermos um conjunto universo U previamente fixado, indicaremos o complementar de A em relação a U simplesmente por A em vez de A B BA CUA . B EXERCÍCIOS AB 01.Se A = {2, 3, 6, 7, 8}, B = {1, 2, 3, 6, 8,9} e C = {0, 4, 6, 8}, então determine : Exercício resolvido a) A – (B ∩ C) 01. Em uma classe de 48 alunos, cada aluno apresentou um trabalho sobre ecologia, tendo sido indicado dois livros sobre esse assunto. O livro A foi consultado por 26 alunos e o livro B por 28 alunos. Pergunta-se: a) Quantos alunos consultaram os dois livros? b) (A – B) ∩ (C – A) b) Quantos alunos consultaram apenas o livro A? Resolução: nA B os dois livros n( A) leram o livro A n(B) leram o livro B n( A B) ? c) (A ∩ C ) ( B – C ) a) solução nA B n( A) n(B) n( A B) 48 26 28 n( A B) n( A B) 54 48 6 b) solução 26 alunos consultaram o livro A, porém 6 leram A e B, logo os que leram apenas o livro a será: 26 - 6 = 20 6 Com três conjuntos Para completar o conjunto A, devemos Ter: 300 (30 40 25 ) 300 95 205 n( A B C) n( A ) n(B) n(C) n( A B) n( A C) n(B C) n( A B C) Da mesma forma: n(B) 135 250 135 115 n(C) 130 200 130 70 Respostas de: a) 205 lêem apenas o jornal A b) nA B n( A) n(b) n( A B) nA B 300 250 70 480 Exercício resolvido 01. Desejando verificar qual o jornal preferido pela população de uma cidade, foi apresentado o resultado de uma pesquisa: c) 205 30 115 150 500 d) 205 30 115 150 70 25 65 40 700 Pergunta-se: Júlio César Oliveira a) Quantas pessoas lêem apenas o jornal A? b) Quantas pessoas lêem o jornal A ou B? c) Quantas pessoas não lêem o jornal C? d) Quantas pessoas foram consultadas? Solução: Vamos recorrer aos diagramas, observe: U A B 30 205 115 40 25 65 EXERCÍCIOS 01. Uepi – PI O número de subconjuntos de A = {1, 2, 3, 4}, exceto o conjunto vazio é: a) 15 b) 16 c) 25 d) 31 e) 63 02. PUC - MG Se A = { {}, , {0} }, podemos afirmar que: A) {} A B) {0} A C) {} = D) { {0}, } A E) { {0}, } A 70 C 150 A B C 40 (ver tabela ) Na região complementar colocamos 150 (não leram nenhum dos 3 jornais) Como n( A B) 70 e já foram colocados 40 leitores, restam 30 para completar ( A B) . Da mesma forma: n( A C) 40 65 40 25 n(B C) 40 105 40 65 03. PUC – MG Seja o conjunto A = { x, y, {x} } e as proposições: (I) x A (II) {x} A (III) {x} A (IV) A A) Apenas (I) e (II) são verdadeiras B) Apenas (II) e (IV) são verdadeiras C) Todas as proposições são falsas D) Todas as proposições são verdadeiras 7 04. UFLA Se n é o número de subconjuntos não-vazios do conjunto formado por cinco algarismos ímpares, então, n vale: a) 63 b) 24 c) 31 d) 32 05. UFLA Considere o conjunto A = {1, 2, 5, 8, {5}, {1, 2} }. Então a alternativa correta é: a) 1 A, 5 A, {5} A, {1, 5} A b) 5 A, {5} A, {5} A, {{5}} A c) {1, 2} A, {1, 2, 5} A, 8 A, {8} A d) 1 A, 2 A, 8 A, {1, 2, 8} A e) A, A, {1, 2, 5} A, {} A 06.(PUC-MG) Em um grupo de n crianças, 80 receberam a vacina de Sabin, 58 receberam a vacina contra sarampo, 36 receberam as duas vacinas e 15% não foram vacinadas. O valor de n é: a) 117 b) 120 c) 135 d) 143 e) 179 07. PUC – MG Se A = { , 3, {3}, {2, 3} }, então: A) B) C) D) E) {2, 3} A 2A A 3A {3} A 08. UFOP – MG Sejam os conjuntos A, B, e C, apresentados no diagrama abaixo: C A B A) (A – B) (A – C) B) (A B) (A – B) = C) (A B C) (A – B) D) (A – C) (A – B) E) A B A 09. UFJF 10.(ESAF/AFC) Considere dois conjuntos, A e B, onde A = {X1, X2, X3, X4} e B = {X1, X5, X6, X4}. Sabendose que a operação Ψ é definida por AΨB = (A–B)U(B– A), então a expressão (AΨB)ΨB é dada por: A) { X1, X5, X4} B) { X1, X2} C) { X1, X2, X3, X4} D) {X4, X6, X5} E) {X1, X6} 11. (Esaf - ANEEL) X e Y são dois conjuntos não vazios. O conjunto X possui 64 subconjuntos. O conjunto Y, por sua vez, possui 256 subconjuntos. Sabe-se, também, que o conjunto Z X Y possui 2 elementos. Desse modo, conclui-se que o número de elementos do conjunto P = Y – X é igual a: A) 4 B) 6 C) 8 D) vazio E) 1 12.(F.C.C.-SP) Se A {{ }, 3, {3}, {2,3}} , então A) {2, 3} A B) 2 A C) { } A D) 3 A E) {3} A 13.(Cesgranrio) Em uma universidade são lidos dois jornais A e B . Exatamente 80% dos alunos lêem o jornal A ; e 60% , o jornal B .Sabendo que todo aluno é leitor de pelo menos um dos jornais , o percentual de alunos que lêem ambos é : A) 48% B) 140% C) 60% D) 80% E) 40% 14. (UFMG) Em uma escola , 5000 alunos inscreveram-se para cursar as disciplinas A e B . Desses alunos , 2825 matricularam-se na disciplina A e 1027 na disciplina B . por falta de condições 8 acadêmicas , 1324 alunos não puderam matricular-se em nenhuma das disciplinas . O número de alunos matriculados , simultaneamente , nas duas disciplinas, é : A) 156 B) 176 C) 297 D) 1027 E) 1798 15.(UFMG) Em uma pesquisa de opinião, foram obtidos estes dados: - 40% dos entrevistados lêem o jornal A. - 55% dos entrevistados lêem o jornal B. - 35% dos entrevistados lêem o jornal C. - 12% dos entrevistados lêem os jornais A e B. - 15% dos entrevistados lêem os jornais A e C. - 19% dos entrevistados lêem os jornais B e C. - 7% dos entrevistados lêem os três jornais. - 135 pessoas entrevistadas não lêem nenhum dos três jornais. Considerando-se esses dados, é CORRETO afirmar que o número total de entrevistados foi A) 1 200. B) 1 500. C) 1 250. D) 1 350 16.(UESC) No diagrama de Venn, a região sombreada representa o conjunto: 18. (FASA - 2015) Dos pacientes que tomam certo medicamento, um quarto apresenta insônia ou taquicardia como efeitos colaterais, sendo que os que têm insônia são três vezes mais numerosos que aqueles com taquicardia. Se 5% dos pacientes apresentam ambos os problemas,então a porcentagem que tem apenas insônia é 01) 22,5% 02) 17,5% 03) 12% 04) 7% 05) 2,5% GABARITO 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. A E D C B B E B A C B E E B B 01 A 02 01) C (B – A) 02) C – (A B C) 03) C – (A B) 04) C B A 05) C B A 17.(CFO/PM 2009)Sejam C, F e O os conjuntos tais que: Os elementos do conjunto O são: A) {3,4,6,8,9,10} B) {1,2,9,10} C) {3,4,6,8,9} D) {9,10} 9 TEORIA ELEMENTAR DOS NÚMEROS 1. O CONJUNTO DOS NÚMEROS NATURAIS ( ) A idéia de número natural surgiu da necessidade de contar objetos. Tal fato deu origem, inicialmente, aos números 1, 2, 3, 4, 5, ...e, posteriormente, ao número zero. Portanto, chamamos conjunto dos naturais o conjunto IN = {0, 1, 2, 3, 4, 5, ...} números n an a n ,b0 b b Aplicação: Simplifique a expressão 34 62 50 28 34 (2 3)2 1 28 34 22 32.28 2 82 3 4 26.34 23 34 2 3 10 6 2 .3 6 4 24 32 O conjunto dos números naturais não-nulos é representado por IN*. Logo DIVISÃO COM RESTO ( DIVISÃO EUCLIDIANA ) IN* = {1, 2, 3, 4, 5, ...} Definida em IN, a divisão com resto, então sejam a IN e b IN com b 0. Dividir a por b é encontrar dois números q IN e r IN tais que: Propriedades P1. A soma de dois números naturais quaisquer é um numero natural. P2. O produto de dois números naturais quaisquer é um numero natural. POTENCIAÇÃO EM Sendo an, n IN, definimos a potenciação em IN da seguinte maneira: a0 = 1, a 0 a1 = a I. II. III. a r (b.q) + r = a b q onde r < b O número “a” é o dividendo, “b” é o divisor, “q” é o quociente e “r” é o resto da divisão. Observe que o resto “r” deve ser menor que o divisor “b”. Exemplo: Na divisão de 34 (dividendo) por 5 (divisor), o quociente é 6 e o resto é 4. porque 6 . 5 + 4 = 34 e 4 < 5. an a a a ... a , n 2 n fatores Se an = b, o número a é denominado base, o número n é o expoente e o resultado b é a potência. Não se define 00. Exemplos: 53 = 5. 5. 5 =125 271 = 27 160 = 1 27 = 2 . 2. 2. 2. 2. 2. 2 =128 A potenciação possui algumas importantes, que apresentamos a seguir. Se na divisão de a por b 0 encontramos r = 0, concluímos que a = b . q, que temos uma divisão exata e ainda, que a é divisível por b. Dizemos, então, que a divisão de a por b é exata ou, Podemos afirmar ainda, neste caso, que a é múltiplo de b e que b é divisor de a. a bq propriedades a é múltiplo de b b é divisor de a O maior resto possível de uma divisão exata será sempre o Divisor menos uma unidade. CRITÉRIOS DE DIVISIBILIDADE a a a m am a n n m n a mn , com a 0 a a mn a b n São critérios que nos permite verificar se um número é divisível por outro sem precisarmos efetuar grandes divisões. Por 2: Se termina em número par. mn Por 3: Se a soma dos algarismos é múltiplo de 3. a b n n 10 Por 15: Um número será divisível por 15 quando for, ao mesmo tempo, divisível por 3 e por 5. Por 4: Se seus dois últimos algarismos é 00 ou é um múltiplo de 4. Por 5: Se termina em 0 ou em 5. Por 6: Se é divisível por 2 e por 3. TEOREMA 1 Se dividirmos uma soma e cada uma das parcelas pelo mesmo número, a soma dará o mesmo resto que a soma dos restos das parcelas. Exemplo: Por 7: Separa-se o algarismo das unidades do restante, então a diferença entre esse número e o dobro do algarismo das unidades, tem que ser divisível por 7. TEOREMA 2 Se dividirmos o produto de vários fatores e cada um deles pelo mesmo número, o produto dará o mesmo resto que o produto dos fatores. Exemplo: Por 8: Se seus três últimos algarismos é 000 ou formar um número divisível por 8. Por 9: Se a soma dos algarismos resultar em um número divisível por 9. Por 10: Se terminar em 0. Por 11: A diferença entre as somas dos algarismos de ordem ímpar e de ordem par resulta em um no divisível por 11 os números iguais. Dado um número a IN, convencionaremos representar por D(a) o conjunto dos divisores de a. Para determinar todos os divisores de um número natural não nulo é uma tarefa às vezes um pouco complexa, principalmente para números maiores. Iremos ver alguns processos de determinação mais adiante. Vejamos alguns exemplos simples em que basta efetuar divisões elementares: D(12) = {1, 2, 3, 4, 6, 12} D(14) = {1, 2, 7 , 14) D(17) = {1, 17} NÚMEROS PRIMOS Sendo n IN tal que n 0 e n 1, dizemos que n é um número: a) Primo se possui apenas os divisores triviais (1 e n); Por 12: Um número será divisível por 12 quando for, ao mesmo tempo, divisível por 3 e por 4. Pode-se afirmar que, se n é um número primo, ele possui apenas 4 divisores inteiros distintos ( 1, – 1, n, – n ) b) Composto se, além dos divisores triviais (1 e n), possui pelo menos um divisor próprio. 11 Todo número composto pode ser decomposto em um produto de números primos. Ex.: 12 = 2 . 2 . 3 Exemplos: 2 tem apenas os divisores naturais 1 e 2, portanto 2 é primo. 23 tem apenas os divisores naturais 1 e 23, portanto 23 é primo. 10 tem os divisores 1, 2, 5 e 10, portanto 10 é composto. Quando um número natural n, n > 1, não é primo dizemos que ele é composto. Existem infinitos números primos. Atenção: 1 não é um número primo, porque ele tem apenas um divisor que é ele mesmo. TEOREMA FUNDAMENTAL DA ARITMÉTICA Todo número composto é igual a um produto de números primos. Quando escrevemos um número composto como um produto de números primos, nós dizemos que o número dado foi decomposto em seus fatores primos ou, ainda, que o número foi fatorado. COMO ACHAR OS DIVISORES DE UM NÚMERO Na prática determinamos todos os divisores de um número utilizando os seus fatores primos. Vamos determinar, por exemplo, os divisores de 72: 1º Fatoramos o número 72. Exemplo: Decompor em fatores primos os números 72, 540 e 1800. Solução: 2º Traçamos uma linha e escrevemos o 1 no alto, porque ele é divisor de qualquer número. Regra: Coloque à direita do traço vertical o menor número primo que divide o número dado. Continue procedendo do mesmo modo com os quocientes obtidos, até encontrar o quociente 1. 3º Multiplicamos sucessivamente cada fator primo pelos divisores já obtidos e escrevemos esses produtos ao lado de cada fator primo(desconsiderando os valores repetidos). Quando um número termina em zeros, podemos cancelá-los e substituí-los pelo produto 2n x 5n, onde n é a quantidade de zeros cortados. Observe: 12 4º Os divisores já obtidos não precisam ser repetidos. Então o conjunto dos divisores de 72 é Qual comprimento deve possuir cada uma das partes? D(72) = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 12, 18, 24, 36, 72} QUANTIDADE DE DIVISORES DE UM NÚMERO Será que é possível descobrir quantos divisores tem um número sem determinar antes quais são eles? Isso é possível e é outra interessante aplicação da fatoração. Exemplo: D(12) = {1, 2, 3, 4, 6, 12} Vamos descobrir quantos são os divisores POSITIVOS de 72 (já sabemos, contando, que são 24). O processo, cuja demonstração utiliza noções elementares de cálculo combinatório, é o seguinte: 1°) Fatoramos o número: Para responder a estas pergunta, devem-se encontrar os divisores de 12, 18 e 24? 72 = 23 x 32 2°) Tomamos apenas os expoentes da fatoração: 3 e 2. 3°) Adicionamos 1 (um) a cada expoente: 3 + 1 = 4; 2 + 1 = 3; 4°) Multiplicamos os resultados obtidos: 4 x 3 = 12 Conclusão: o número 72 possui 12 divisores (positivos ou naturais), conforme já havíamos descoberto por mera contagem. Obs.: O número 72 possui 24 divisores INTEIROS. REGRA GERAL DE DIVISIBILIDADE Sejam a e b dois números, decompostos em seus fatores primos. O número a será divisível por b se ele contiver todos os fatores primos de b, com expoentes maiores ou iguais. D(18) = {1, 2, 3, 6, 18} D(24) = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24} D(12) ∩ M(18) ∩ M(24) = {6} Observe que 6 é o maior divisor comum entre 12, 18 e 24. Logo, cada tora deve possuir comprimento igual a 6 m para que todas fiquem no maior tamanho possível. O máximo divisor comum entre dois ou mais números naturais não nulos (números diferentes de zero) é o maior número que é divisor ao mesmo tempo de todos eles. PROCESSOS PRÁTICOS PARA DETERMINAR O MDC I) Regra da decomposição simultânea Escrevemos os números dados, separamos uns dos outros por vírgulas, e colocamos um traço vertical ao lado do último. No outro lado do traço colocamos o menor dos fatores primos que for divisor de todos os números de uma só vês. O mdc será a multiplicação dos fatores primos que serão usados. Exemplo Exemplos: MÁXIMO DIVISOR COMUM (MDC) Analise a seguinte situação: deseja-se dividir 3 toras de madeira, que medem respectivamente 12m, 18m e 24m, em partes iguais e com maior tamanho possível. 13 M(5) = {x IN / x = 5n} = {5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, ...)= { 0, 5, 10, 15, 20, ...} M(7) = {x IN / x = 7n} = {7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, ...} = {0, 7, 14, 21, 28, ...} MÍNIMO MÚLTIPLO COMUM (MMC) II) Divisões sucessivas O cálculo do m.d.c. de dois números pelo processo das divisões sucessivas obedece às seguintes regras: 1) Divide-se o maior número pelo menor. 2) Divide-se o número menor pelo primeiro resto. 3) Divide-se o primeiro resto pelo segundo resto, e assim sucessivamente, até se obter uma divisão exata. O mínimo múltiplo comum entre dois ou mais números naturais não nulos(números diferente de zero), é o menor número que é múltiplo de todos eles. Analise a seguinte situação: Três navios fazem o mesmo percurso entre dois portos: o primeiro de 8 em 8 dias. O segundo de 12 em 12 dias e o terceiro de 16 em 16 dias. Tendo saído juntos em certo dia do mês, após quantos dias sairão juntos novamente? Para responder a essa pergunta, devem-se encontrar os múltiplos de 8, 12 e 16. 4) O último divisor é o m.d.c. procurado. M(8) = {0, 8,16, 24, 32, 40,48, ....} Exemplo: Calcular o m.d.c de 78 e 54. M(12) = {0, 12, 24, 36, 48, 60, ...} M(16) = {0, 16, 32, 48, 64, 80, .... } M(8) ∩ M(12) ∩ M(16) = {48} Logo, após 48 dias esses navios sairão juntos novamente. NÚMEROS PRIMOS ENTRE SI Regra da decomposição simultânea Dois números naturais a e b são ditos primos entre si ou relativamente primos, se e somente se, o MDC(a, b) = 1. Devemos saber que existe outras formas de calcular o mmc, mas vamos nos ater apenas a decomposição simultânea. Exemplo: Verifique se 4 e 15 são primos entre si. OBS: Esta regra difere da usada para o MDC, fique atento as diferenças. D(4) = {1, 2, 4) e D(15) = {1, 3, 5, 15} Como o único divisor comum de 4 e 15 é 1 então 4 e 15 são primos entre si. É claro que, sendo a e b primos entre si, MDC (a, b) = 1, já que 1 é o único divisor comum. MÚLTIPLOS DE UM NÚMERO Dado um número a IN, convencionaremos representar por M (a) o conjunto dos múltiplos de a e por D (a) o conjunto dos divisores de a. Na prática, para obter os múltiplos de um número a 0, basta multiplicar cada número natural não nulo por a. Assim, sendo n uma variável natural não nula, podemos escrever, por exemplo: Exemplos: MMC (18, 25, 30) = 720 1º: Escrevemos os números dados, separados por vírgulas, e colocamos um traço vertical a direita dos números dados. 2º: Abaixo de cada número divisível pelo fator primo colocamos o resultado da divisão. Os números não divisíveis pelo fator primo são repetidos. 3º: Continuamos a divisão até obtermos resto 1 para todos os números. 14 Observe: 2°) Calculando o MDC Fatores comuns: 2, 3, 5 com os menores expoentes: 3 2 . 3 . 5 = 120 3°) Calculando o MMC Fatores comuns e não comuns: 2, 3, 5, 7 maiores expoentes: 25 . 32 . 52 . 7 = 50400 com os Logo, MDC (1200, 480, 2520) = 120 e MMC (1200, 480, 2520) = 50400 RELAÇÃO ENTRE MMC E MDC MMC(a, b) x MDC(a, b) = a x b Exemplo: Propriedade: Observe, o mmc (10, 20, 100) , note que o maior deles é múltiplo dos menores ao mesmo tempo, logo o mmc entre eles vai ser 100. Exemplos: mmc (150, 50 ) = 150, pois 150 é múltiplo de 50 e dele mesmo. MDC (12, 20) = 4 e MMC (12, 20) = 60 observe que, de fato, 4 x 60 = 12 x 20 = 240. **CURIOSIDADES Números PRIMOS GÊMEOS São aqueles que tem diferença 2. Ex.: 3 e 5, 11 e 13, 59 e 61, 137 e 139, etc. mmc (4, 12, 24) = 24, pois 24 é múltiplo de 4, 12 e dele mesmo. Números PRIMOS EM SEGUNDO GRAU CALCULANDO MDC E MMC PELA FATORAÇÃO São os quadrados dos números primos e que tem apenas três divisores naturais O cálculo do MDC e do MMC de dois ou mais números torna-se extremamente simples quando eles se apresentam na forma fatorada, ou seja, decompostos em fatores primos. 4 →1, 2, 4 9 →1, 3, 9 25 →1, 5, 25 Basta usar a seguinte regra geral: MDC - tomam-se apenas os fatores comuns com os menores expoentes. MMC - tomam-se tanto os fatores comuns como os não comuns com os maiores expoentes. Exemplos: Calcular o MDC e o MMC de 1200, 480 e 2520 1°) Fatoramos os três números. 1200 = 24 . 3 . 52 480 = 25 . 3 . 5 3 2 2520 = 2 . 3 . 5 . 7 Números AMIGOS OU AMIGÁVEIS Se um é a soma dos divisores próprios do outro (divisores próprios são todos divisores positivos do números, exceto o próprio número). Ex.: 220 e 284 Números PERFEITOS Um número é perfeito se o seu ciclo é de comprimento 1(um) ou seja, é aquele cuja soma dos seus divisores próprios é igual a si mesmo. 6→1+2+3=6 15 EXERCÍCIOS 01. (CESGRANRIO) Se a2 = 996, b3 = 997 e c4 = 998, então 12 (abc) vale: A) 9912 21/2 B) 99 C) 9928 88 D) 99 99 E) 99 02 . ( PUC – MG ) Na divisão do número natural P pelo número natural m o quociente é 13 e o resto, 5. O menor valor de P é : a) 44 b) 57 c) 83 d) 13 03. (UFMG) Na divisão de dois inteiros positivos, o quociente é 16 e o resto é o maior possível. Se a soma do dividendo e do divisor é 125, o resto é: A) 4 B) 5 C) 6 D) 7 E) 8 04. ( PUC – MG ) Os números M e N são inteiros positivos. Na divisão de M por N o quociente é 17 e o resto, o maior possível. Se M – N = 407, o resto é: a) 24 b) 23 c) 21 d) 18 e) 16 05. ( UFMG) Um número é da forma 3a7b. Sabendo-se que este número é divisível por 25 e por 9, os algarismos a e b são, respectivamente: a) 0 e 8 b) 3 e 7 c) 6 e 5 d) 3 e 5 e) N.d.a 06. ( ETF – RJ ) Qual o menor número que se deve subtrair de 21.316 para se obter um número que seja divisível por 5 e por 9 ? a) 31 b) 1 c) 30 d) 42 e) 41 07. (UNIMONTES PAES/2007 ) Se no número m498n, m é o algarismo da dezena de milhar e n o algarismo das unidades e m498n é divisível por 45, então m + n vale: A) 6 B) 7 C) 8 D) 9 08. (UNIMONTES) Um número de seis algarismos é formado pela repetição de uma classe, por exemplo: 256256 ou 678678. Qualquer número dessa forma é sempre divisível por A) 13, somente. B) 1010. C) 11, somente. D) 1001 09. ( UFU – MG ) São dados os conjuntos : D = divisores positivos de 24 M = múltiplos positivos de 3 S= DM N = números de subconjuntos de S. Portanto, N é igual a: a) 64 b) 16 c) 32 d) 8 e) 4 10. ( Unimontes / PAES – 2004 ) Dados os conjuntos A = { x N / x = 3n, n N } e B = { x N–{0} / 18 = x n, n N } , tem-se que AB é igual ao conjunto: a) [3, 18 ] b) Vazio c) { x N / 3 ≤ x ≤ 18 } d) { 3, 18, 6, 9 } 11. ( Fuvest) O número de divisores positivos de 360 é: a) 18 b) 22 c) 24 d) 26 e) 30 12. ( PUC – MG ) O número 2a . 3b tem oito divisores. Se a.b = 3, então a + b é igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 60 a b 13. (UFMG) O número N = 2 . 3 . c divide o número 3600. Suponha que a, b e c sejam números inteiros, positivos, c seja um número primo maior que 3 e N com 16 divisores. Então, a + b – c será igual a: a) - 2 b) - 1 c) 0 d) 1 e) 2 16 14. (UFMG) A soma de todos os divisores do número 105 é: a) 15 b) 16 c) 120 d) 121 e) 192 15.( Unimontes – MG ) Entre os números 20 e 35, quantos são os números que têm apenas quatro divisores no conjunto dos números inteiros? a) 4 b) 3 c) 5 d) 6 16. (UFMG) Sabe-se que o número 213 – 1 é primo. Seja n = 217 – 16. No conjunto dos números naturais, o número de divisores de n é a) 5 b) 8 c) 6 d) 10 17. ( UFMG ) Sabe-se que os meses de janeiro, março, maio, julho, agosto, outubro e dezembro têm 31 dias. O dia 31 de março de um certo ano ocorreu numa quartafeira. Então, 15 de outubro do mesmo ano foi: a) quinta-feira b) terça-feira c) quarta-feira d) sexta-feira 18. ( UFMG ) Seja N o menor número inteiro pelo qual se deve multiplicar 2520 para que o resultado seja um quadrado de um número natural. Então, a soma dos algarismos de N é: a) 9 b) 7 c) 8 d) 10 19. ( FCC ) Sejam os números A = 23. 32. 5 e B = 2. 33. 52 . O MDC e o MMC entre A e B valem respectivamente : 2 3 3 2 a) 2. 3 . 5 e 2 . 3 . 5 2 2 2 b) 2. 5 . 5 e 2 . 3 . 5 3 3 2 c) 2. 3. 5 e 2 . 3 . 5 2 2 2 d) 2 . 3 . 5 e 2. 3 . 5 e) 23. 32. 52 e 2. 33. 52 20. (UFU-MG) Se o máximo divisor comum entre os números 144 e (30)P é 36, em que p é um inteiro positivo, então o expoente p é igual a: A) 1 B) 3 C) 4 D) 2 21. ( Fuvest ) Sejam a e b o máximo divisor comum e o mínimo múltiplo comum de 360 e 300, respectivamente. Então o produto a.b vale : 4 4 3 a) 2 . 3 . 5 5 2 b) 2 . 3 . 52 5 3 3 c) 2 . 3 . 5 6 3 2 d) 2 . 3 . 5 6 4 e) 2 . 3 . 52 22. (UFU) Os irmãos José e Maria visitam regularmente seu avô Pedro. José visita-o a cada 8 dias e Maria a cada 6 dias, ambos, rigorosamente, sem nunca falharem. Se José e Maria visitaram simultaneamente o avô no primeiro dia do ano de 2004, quantas vezes mais eles fizeram a visita simultânea até o dia 31 de dezembro de 2006? Obs.: Considere cada ano com 365 dias. A) 48 B) 44 C) 46 D) 45 23. ( CFTPR ) Três vendedores encontraram-se num certo dia na cidade de Medianeira - PR e jantaram juntos. O primeiro vendedor visita esta cidade a cada 6 dias, o segundo a cada 8 dias e o terceiro a cada 5 dias. Estes três vendedores marcaram de jantar juntos novamente no próximo encontro. Este, deverá acontecer após: a) 480 dias. b) 120 dias. c) 48 dias. d) 80 dias. e) 60 dias. 24. ( UEL – PR ) Em 1982 ocorreu uma conjunção entre os planetas Júpiter e Saturno, o que significa que podiam ser vistos bem próximos um do outro quando avistados da Terra. Se Júpiter e Saturno dão uma volta completa ao redor do Sol aproximadamente a cada 12 e 30 anos, respectivamente, em qual dos anos seguintes ambos estiveram em conjunção no céu da Terra? a) 1840 b) 1852 c) 1864 d) 1922 e) 1960 25. ( UERJ ) Dois sinais luminosos fecham juntos num determinado instante. Um deles permanece 10 segundos fechado e 40 segundos aberto, enquanto o outro permanece 10 segundos fechado e 30 segundos aberto. O número mínimo de segundos necessários, a partir daquele instante, para que os dois sinais voltem a fechar juntos outra vez é de: a) 150 b) 160 17 c) 190 d) 200 d) 4 e) 5 26. ( FGV – SP ) Seja x o maior número inteiro de 4 algarismos que é divisível por 13 e y o menor número inteiro positivo de 4 algarismos que é divisível por 17. Se a diferença entre x e y é igual a K, a soma dos algarismos de K é: a) 26 b) 27 c) 28 d) 29 e) 30 31. (CFO/PM 2007) No alto de uma torre de uma emissora de televisão, duas luzes "piscam" com freqüências diferentes. A primeira "pisca" 15 vezes por minuto e a segunda "pisca" 10 vezes por minuto. Se num certo instante as luzes piscam simultaneamente, após quantos segundos elas voltarão a piscar simultaneamente? A. ( ) 12 B. ( ) 10 C. ( ) 20 D. ( ) 15 27. (UESB) Um paciente deve tomar três medicamentos distintos, em intervalos de 2:00h, 2:30h e 3:20h respectivamente. Se esse paciente tomou os três medicamentos às 7:00h, então deverá voltar a tomar os três, ao mesmo tempo, às (01) 10:00h (02) 12:50h (03) 15:00h (04) 16:30h (05) 17:00h 28. (CFO/PM 2005) Duas pessoas, fazendo exercícios diários, partem simultaneamente de um mesmo ponto e, andando, contornam uma pista oval que circunda um jardim. Uma dessas pessoas dá uma volta completa na pista em 12 minutos. A outra, andando mais devagar, leva 20 minutos para completar a volta. Depois de quantos minutos essas duas pessoas voltarão a se encontrar no ponto de partida? A. ( ) 30 minutos. B. ( ) 45 minutos. C. ( ) 60 minutos. D. ( ) 240 minutos. 29.( UECE) Dois relógios tocam uma música periodicamente, um deles a cada 60 segundos e o outro a cada 62 segundos. Se ambos tocaram, juntos, às 10 horas, que horas estarão marcando os relógios quando voltarem a tocar juntos, pela primeira vez após as 10 horas ? a) 10 horas e 31 minutos b) 11 horas e 02 minutos c) 13 horas e 30 minutos d) 17 horas 30. (UPE-PE) Neto e Rebeca fazem diariamente uma caminhada de duas horas em uma pista circular. Rebeca gasta 18 minutos para completar uma volta, e Neto, 12 minutos para completar a volta. Se eles partem do mesmo ponto P da pista e caminham em sentidos opostos, podese afirmar que o número de vezes que o casal se encontra no ponto P é a) 1 b) 2 c) 3 32. (UFTM) Márcia fabrica trufas de chocolate, que são vendidas em embalagens com 5, 8 ou 12 unidades. Renata, uma de suas vendedoras, possui em seu estoque 793 trufas, que serão todas vendidas em embalagens do mesmo tipo. Porém, ela ainda não decidiu qual das três embalagens irá utilizar. Nessas condições, a menor quantidade de trufas que Márcia deverá acrescentar ao estoque de Renata de modo que, independentemente do tipo de embalagem utilizada, não sobre nenhuma trufa no estoque depois da confecção das embalagens, é igual a a) 7. b) 11. c) 23. d) 39. e) 47. 33. (UFMG) No sítio de Paulo, a colheita de laranjas ficou entre 500 e 1500 unidades. Se essas laranjas fossem colocadas em sacos com 50 unidades cada um, sobrariam 12 laranjas e, se fossem colocadas em sacos com 36 unidades cada um, também sobrariam 12 laranjas. Assim sendo, quantas laranjas sobrariam se elas fossem colocadas em sacos com 35 unidades cada um? A) 4 B) 6 C) 7 D) 2 34. ( EEAer ) Três rolos de arame farpado têm, respectivamente, 168 m, 264 m e 312 m. Deseja-se cortá-los em partes de mesmo comprimento, de forma que, cada parte, seja a maior possível. Qual o número de partes obtidas e o comprimento, em metros de cada parte? a) 21 e 14 b) 23 e 16 c) 25 e 18 d) 31 e 24 35. ( FEI – SP ) Em uma sala retangular de piso plano nas dimensões 8,80 m por 7,60 m deseja-se colocar ladrilhos quadrados iguais, sem necessidade de 18 recortar nenhuma peça. A medida máxima do lado de cada ladrilho é: a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm 36. ( PUC / MG – 2001 ) Uma praça retangular, de 110 m de comprimento por 66 m de largura é contornada por fileiras de palmeiras igualmente espaçadas. A distância entre uma palmeira e a seguinte é a mesma e a maior possível. Se em cada vértice da praça existe uma palmeira, o número total de palmeiras contornando a praça é : 110 a) 16 b) 18 66 c) 22 d) 24 41. (FIP-2010) Observe a figura abaixo, que descreve as dimensões oficiais possíveis para um campo de futebol: 37. ( UFMG ) Sejam a, b e c números primos distintos, em que a > b. O máximo divisor comum e o mínimo múltiplo comum de m = a2.b.c2 e n = a.b2 são, respectivamente, 21 e 1764. Pode-se afirmar que a + b +c é: a) 9 b) 10 c) 12 d) 42 e) 62 38. (UFU-MG) Se p é um número natural primo e a soma de todos os divisores positivos de p2 é igual a 31, então p é igual a: a) 5 b) 7 c) 13 d) 3 39. (FIP-2009) Numa competição de arremesso de disco, o vencedor conseguiu 61 m. O segundo colocado, 58m. De quanto foi o lançamento do terceiro colocado, sabendo-se que a diferença entre o seu lançamento e o lançamento do segundo colocado foi duas vezes a diferença entre o segundo colocado e o primeiro? A) 56m B) 52m C) 54m D) 50m 40. (FIP-2009) Suponha que uma pessoa esteja percorrendo uma pista em forma do polígono ABCDEFGHI da figura abaixo. Saindo do ponto A, no sentido horário, ao caminhar, ela irá contando quantos lados já percorreu. Em qual dos vértices (A, B, C, ...) ela estará quando disser 555.555.555.555.555? Segundo o projeto, o comprimento do campo pode variar de 90 a 120 metros, e a largura de 45 a 90 metros. Admitindo que o comprimento seja um múltiplo de 10, e a largura seja um múltiplo de 5, de quantos modos possíveis pode ser construído o campo? A) 80 B) 60 C) 120 D) 40 42. (FIP-2010) Pensando em contribuir com uma alimentação mais saudável para a sua família, um professor da rede Pitágoras está planejando uma horta em um espaço retangular de 1,56m por 84cm, disponível em seu quintal. Ele inicia o preparo da horta dividindo o comprimento e a largura do terreno em partes iguais, todas de mesma medida inteira, quando expressas em centímetros. Dessa maneira, esse professor formou, na superfície do terreno, um quadriculado composto por quadrados congruentes, de modo que as medidas das arestas de cada quadrado tivessem o maior valor possível. Sua intenção é plantar, no centro de cada quadrado obtido, uma única muda. Nessas condições, a quantidade máxima de mudas que pode ser plantada é: 19 A) 480 passos B) 240 passos C) 120 passos D) 80 passos GABARITO A) 91 B) 76 C) 120 D) 144 43. (FIP-2011) Um grupo de estudantes se preparava para as provas do vestibular das FIPMoc. Ao estudar o assunto CONJUNTOS, em Matemática, eles observaram que o número de subconjuntos de um conjunto era dado por 2n. Se P e Q são conjuntos que possuem um único elemento em comum e se o número de subconjuntos de P é igual ao dobro do número de subconjuntos de Q, então o número de elementos do conjunto P união Q é o: 1) D 2) C 3) C 4) B 5) D 6) A 7) A 8) D 9) B 10) D 11) C 12) D 13) B 14) E 15) B 16) D 17) D 18) B 19) A 20) D 21) C 22) D 23) B 24) D 25) D 26) E 27) 5 28) C 29) A 30) C 31) A 32) E 33) D 34) D 35) D 36) A 37) C 38) A 39) B 40) A 41) D 42) A 43)B 44) C 45) B A) triplo do número de elementos de P. B) dobro do número de elementos de Q. C) triplo do número de elementos de Q. D) dobro do número de elementos de P. 44 .(FIP-2012) Os números primos são verdadeiras estrelas da matemática - eles só podem ser divididos por eles mesmos (com resultado igual a um) ou por um (com resultado igual a ele mesmo), sem nenhuma outra possibilidade de se conseguir um número inteiro. O mais célebre desses números é o 2, mas o maior deles foi descoberto no ano passado por Martin Nowak, professor da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos. O 25 964 951 número é dado pela notação 2 – 1 e tem mais de sete milhões de dígitos, o equivalente ao número total de letras publicadas em mais de 61 edições de Galileu. Considere um número natural N, dado por N = 251 929 902 – 225 964 951. A quantidade de divisores naturais do número N é: A) 12 982 476 B) 25 964 952 C) 51 929 904 D) 103 859 804 45 .(FIP-2013) Numa prova de aquecimento, o atleta Bruno Lins sai correndo e, após dar 200 passos, o atleta UsainBolt parte em seu encalço. Enquanto Bolt dá 3 passos, Lins dá 11 passos; porém, 2 passos de Bolt valem 9 de Lins. É correto afirmar que, para alcançar Bruno Lins, UsainBolt deverá dar 20 SISTEMAS DE NUMERAÇÃO A ORIGEM DO SISTEMA DE NUMERAÇÃO Para entender como surgiram os números, é preciso ter uma idéia de como o homem, desde a época mais remota, vivia e quais eram suas necessidades. Naquele tempo, o homem, para alimentar-se, caçava, pescava e colhia frutos; para morar, usava cavernas; para defenderse, usava paus e pedras. Portanto o homem precisava contar. Quantos peixes havia? Quantas espigas de milho? Quantos dias faltavam para a caça de pássaros antes das chuvas? Quantas ovelhas havia no rebanho? Essas necessidades de sobrevivência levaram-no a fazer comparações entre as “coisas” que tinham ou queriam com os dedos das mãos. Segundo alguns autores, o surgimento da primeira máquina de calcular deve-se às contagens nos dedos das mãos. NOSSO SISTEMA DE NUMERAÇÃO O Brasil, assim como a maioria dos países, utiliza o sistema de numeração indo-arábico, que é decimal. A palavra “decimal” origina-se do latim decem, que significa dez, ou seja, os agrupamentos são sempre feitos de dez em dez. Por isso, é usualmente chamado de sistema numérico decimal. A denominação indo-arábico deve-se ao fato de seus símbolos e suas regras terem sido inventados pela antiga civilização hindu e aperfeiçoados e divulgados pelos árabes. A seguir, as principais características desse sistema: 1) Utiliza apenas 10 símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9, com os quais é possível representar qualquer número. Esses símbolos são chamados algarismos. 200 + 30 + 5 (princípio aditivo) Ou seja, 2 ×100 + 3 ×10 + 5 ×1 (princípio multiplicativo) No princípio aditivo, o número é obtido pela adição dos valores posicionais. No princípio multiplicativo, cada algarismo escrito imediatamente à esquerda de um outro algarismo vale dez vezes o valor posicional deste. Assim, cada grupo de dez unidades forma uma dezena. Cada grupo de dez dezenas forma uma centena. Cada grupo de dez centenas forma um milhar. Cada grupo de dez unidades de milhar forma uma dezena de milhar. Cada grupo de dez dezenas de milhar forma uma centena de milhar. E assim por diante. Dessa forma, todo número pode ser representado utilizando potências de dez. Este tipo de representação do número é chamado de notação exponencial. BASES DIFERENTES DE 10 Quando se precisa contar uma grande quantidade de coisas, separam-se os objetos em grupos, pois isto facilita a contagem. Por exemplo, contar as dúzias de ovos é uma forma de agrupar: agrupar de 12 em 12. Os fabricantes agrupam um determinado número de unidades em cada embalagem. Por exemplo: as barrinhas de drops vêm com o mesmo número de balas, as cartelas dos medicamentos vêm com o mesmo número de comprimidos. Até a medição do tempo é feita por meio de grupamentos de 60 em 60 – sistema sexagesimal. Exemplo: Uma hora tem 60 minutos e um minuto tem 60 segundos. Dessa forma, tem-se: 2) Tem base 10, ou seja, os agrupamentos são feitos de dez em dez. 3) É um sistema posicional, isto é, um mesmo símbolo representa valores diferentes dependendo da posição que ocupa no numeral. Exemplo: no número 32 524, o primeiro algarismo “2” (contando a partir da direita) vale vinte unidades, enquanto o segundo vale duas mil unidades. 4) Obedece aos princípios aditivo e multiplicativo. O número 235, por exemplo, significa: Portanto é possível usar qualquer número como base para criar um sistema numérico posicional. Regra: obtém-se o valor do número, multiplicando o valor de cada algarismo pela base elevada à posição ocupada por ele (a partir da posição zero), somando-se todas as parcelas. Outro sistema não decimal bastante utilizado é o sistema binário – sistema numérico posicional de 21 base dois que usa apenas os algarismos “um” e “zero”. A grande maioria dos componentes de circuitos elétricos podem assumir apenas um dentre dois estados. Por exemplo: interruptores ou transistores podem estar fechados ou abertos; capacitores podem estar carregados ou descarregados; lâmpadas podem estar acesas ou apagadas. Foi estabelecido que um desses estados representa o “um” (lâmpada acesa, por exemplo) e que o outro representa o “zero” (lâmpada apagada, por exemplo). O algarismo do sistema binário é chamado de dígito binário, oriundo do inglês binary digit, cuja contração produz bit. O bit é a menor unidade de dado (ou informação) que pode ser armazenada em um computador. O processo de conversão das grandezas do mundo real em quantidades expressas no sistema binário chamase “digitalização”. O sistema binário funciona de modo parecido a um interruptor, como mostra a Figura MUDANÇA DE BASE 1° caso: Dado um número numa base não-decimal, passá-lo para a base decimal. Nesse caso, é só indicar o valor posicional de cada algarismo, em seguida, efetuar as operações indicadas. Exemplo Escrever 1203(4) na base dez. 1203(4) = 2° caso: Dado um número na base decimal, passá-lo para uma base não-decimal . Como proceder para fazer o caminho inverso,ou seja, escrever 99 na base 4? Vejamos Se desejar representar, neste sistema numérico, o número oito mediante um conjunto de lâmpadas, onde uma lâmpada acesa representa o algarismo “1” e uma lâmpada apagada o algarismo “0”, tem-se as 3 lâmpadas da esquerda para direita apagadas e 1 acesa a) Dividir o número 99 pela nova base, no caso 4, temse: b) Dividir o quociente obtido (24) pela nova base (4). Continuar dividindo cada novo quociente obtido pela base, até que se obtenha quociente menos que a base. Em seguida, destacar os restos encontrados e o último quociente obtido: 1 000(dois) = 1×23 + 0×22 + 0×21 + 0×20 = 8 Já foi demonstrado como escrever um número em uma determinada base para a base 10. Agora, será demonstrado como fazer o processo inverso. A maneira mais simples consiste em fazer divisões sucessivas pela base. As divisões serão feitas com o número e com cada um dos quocientes inteiros encontrados. O processo termina quando o quociente for igual a zero. Os restos das divisões, escritos na ordem inversa em que aparecem, darão a representação do número na base escolhida. Observe como fica transformando o número oito na base 10 para a base 2. c) Para a representação de 99 na base quatro, tomase, ordenadamente, o último quociente e os restos das divisões, do último até o primeiro. Assim, 99 = 1203(4) 22 MUDANÇA DA BASE 10 PARA HEXADECIMAL (base 16) Os números binários sendo cada vez mais longos, foi necessário introduzir uma nova base: a base hexadecimal. A base hexadecimal consiste em contar numa base 16, é por isso que, além dos 10 primeiros números, decidiu-se acrescentar as 6 primeiras letras : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Decimal Hexa Decimal Hexa 0 0 8 8 1 1 9 9 2 2 10 A 3 3 11 B 4 4 12 C 5 5 13 D 6 6 14 E 7 7 15 F 82, parágrafo 3º da Constituição Mineira de ( 10101 )2 de setembro de 1989. Ao digitar o texto acima, o digitador se distraiu e colocou o dia das duas datas na base 2. Escrevendo esses dias na base 10, encontramos respectivamente : a) 28 e 21 b) 26 e 20 c) 24 e 30 d) 24 e 21 03.(F.C.Chagas) Num sistema de numeração de base 4, faz-se a contagem do seguinte modo: 1, 2, 3, 10, 11, 12, 13, 20, 21, 22, 23, 30... O número 42 ( quarenta e dois ) no sistema de base 4 é composto de: a) 4 algarismos iguais. b) 3 algarismos iguais. c) 2 algarismos iguais. d) 3 algarismos distintos. e) 2 algarismos distintos. 04.( Unimontes) A tábua da multiplicação abaixo está incompleta. Exemplo Para mudar 1069 para a base 16, devemos realizar a divisão de 1069 por 16. Após realizar a divisão iremos substituir por letras os restos ou o quociente, quando forem superiores a 9. Então 1069 = 42D. EXERCÍCIOS 01. (UNIMONTES) O numeral na base três, que representa o número de pontos do quadro abaixo, é a) 123. b) 1203. c) 1023. d) 3203. 02.( PAES / UNIMONTES ) Em 1962, através da Lei 2615 de ( 11000 )2 de maio de 1962, foi criada a Fundação Norte-Mineira de Ensino Superior ( FUNM ) de cuja transformação resultou a Universidade Estadual de Montes Claros ( UNIMONTES ), de acordo com o artigo 05.(F.G.V) Qualquer número pode ser representado na base "2" como a soma de fatores que indicam potências crescentes de 2, da direita para esquerda, aparecendo o símbolo "1" se 2 elevado aquela potência está presente na composição de número e o símbolo "0" se 2 elevado aquela potência não está presente na composição do número. Por exemplo: O número 5 é representado por (101), 2 1 0 pois 5 = 1.(2 ) + 0.( 2 ) + 1.( 2 ) O número 9 pode ser representado por (1001), pois 9 = 1.( 23 ) + 0.( 22 ) + 0 .( 21 ) + 1.( 20 ) Utilizando os números a seguir, (10010)2 e (1010)2 representados na base "2", somando-os e apresentando o resultado na base "2" teremos: a) (11000) b) (11100) c) (11011) d) (11101) e) (11111) 23 06.(Escola Técnica Federal - RJ) Escrevendo o número 324 num sistema de base 3 obtemos: a) 110000 b) 101110 c) 122010 d) 210010 e) 112110 07. ( PUC – MG ) Se A = 10023, B = 2214 e C = 10012, o valor A + B – C, na base 6 é: a) 114 b) 121 c) 141 d) 212 e) 221 08.( CEFET – MG ) Seja x = ( 1001) 2e valor de ( x + y ) 16 é : a) 5C b) 5E c) 46 d) 92 e) 125 y = ( 123 ) 8. O caractere padronizado em uma tabela chamada de ASCII. Veja o exemplo abaixo: Quando o computador recebe o sinal elétrico acima, ele reconhece a letra “e” minúscula. De acordo com parte da tabela ASCII abaixo, o sinal elétrico indicado corresponde ao símbolo: a) b) c) d) e) Y Z [ \ ] 09.( UFLA – MG ) Dois números a e b, são representados em uma base x por 100 e 102, respectivamente. O produto a.b é representado na base 5 por 344. A base x é: a) 3 b) 2 c) 5 d) 7 e) 9 GABARITO 10.(UNIMONTES) No sistema de numeração em base 5, a contagem é feita assim: 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 13, 14, 20, 21, ... O número 69, na base 10, quando descrito em base 5, é um número formado por A) 3 dígitos consecutivos. B) 2 dígitos consecutivos. C) 2 dígitos não consecutivos. D) 3 dígitos não consecutivos. 11. (UNIMONTES) Um número de 3 dígitos tem, da esquerda para a direita, os dígitos h, t e u, sendo h > u. Quando o número com os dígitos em posição reversa é subtraído do número original, o dígito da unidade da diferença é 4. Então, os dois dígitos seguintes, da direita para a esquerda, são A) 9 e 5. B) 5 e 4. C) 5 e 9. D) 4 e 5. 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09. 10. 11. 12. B D B B B A C A A A A C 12. O computador trabalha convertendo pulsos elétricos em números binários onde cada conjunto binário de oito dígitos é chamado de BYTE e cada dígito desse número é chamado de BIT. Cada BYTE pode ser convertido para o sistema decimal e esse número corresponde a um 24 O CONJUNTO DOS NÚMEROS INTEIROS ( ) Lembrete: 1º: Zero é maior que qualquer número negativo. O conjunto Z = {....-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5....}. 2º: Menos um é o maior número negativo. Observe que este conjunto é formado por números negativos, zero e números positivos. Vale lembrar que zero é um número nulo ou neutro, não é negativo e nem positivo. No seu dia a dia você já dever ter deparado com números inteiros; quando temos um crédito temos um número positivo, um débito é um número negativo, temperaturas acima de zero são positivas, abaixo de zero são negativas, se você prestar atenção ao seu redor vai encontrar muitos números negativo e positivos. 3º: Zero é menor que qualquer número positivo. 4º: Qualquer número positivo é maior que qualquer número negativo. NÚMEROS OPOSTOS OU SIMÉTRICOS Observe na reta numérica que a distancia do -3 até o zero é a mesma do +3 até o zero, estes números são chamados de opostos ou simétricos. Como subconjuntos de Z, destacamos: Logo: - 3 é oposto ou simétrico do + 3. a. o conjunto dos inteiros não negativos POTENCIAÇÃO DE NÚMEROS INTEIROS Z + = {0, + 1, +2, +3, +4, ...} = IN b. o conjunto dos inteiros positivos Z = {+1, +2, +3, +4, ... } = IN* c. o conjunto dos inteiros não positivos Z –= {0, –1 , –2, –3, –4, ...} d. o conjunto dos inteiros negativos Z = {–1, –2. –3, –4, ... } Exemplos: a) (+3)2 = (+3) x (+3) = + 9 b) (-2)5 = (-2) x (-2) x (-2) x (-2) x (-2) = - 32 **Importante: (-2)2 = (-2) x (-2) = 4 é diferente de - 22 = -(2) x (2) = - (4) = - 4 No primeiro caso tanto o sinal quanto ao número estão ao quadrado e no segundo caso apenas o número está elevado ao quadrado. Propriedades P1. A soma de números inteiros quaisquer é um número inteiro. P2. A diferença de dois números inteiros quaisquer é um número inteiro. P3. O produto de dois números inteiros quaisquer é um número inteiro. EXERCÍCIOS 01.( Unimontes – PAES) Se n é um número inteiro positivo, podemos afirmar que: a) b) c) d) n2 + n n2 + n n2 – 1 n2 – 1 é sempre um número par. é sempre um número ímpar. é sempre um número par. é sempre um número ímpar. RETA NUMÉRICA INTEIRA GABARITO 01. A Observe que a reta tem uma seta que indica a ordem de crescimento dos números, eles estão crescendo da esquerda para a direita, -7 é menor que -6, 0 é maior que 1 e assim em diante. 25 O CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS ( ) O conjunto dos Números Racionais (Q) é formado por a todos os números que podem ser escritos na forma b onde a e b Z e b 0 (1º Mandamento da Matemática: NÃO DIVIDIRÁS POR ZERO) São racionais por exemplo: 12 12 4 3 3 ( inteiro ) 13 13 3,25 ( Decimal exato ) 4 4 8 8 2,6666... ( Dízima periódica ) 3 3 que a fração é aparente. Observe que uma fração aparente é, na verdade, um número inteiro. Exemplos: 6 15 3; 5 2 3 SIMPLIFICANDO FRAÇÕES Uma fração pode ser simplificada dividindo-se numerador e denominador pelo seu máximo divisor comum Exemplos: 15 15 5 3 20 20 5 4 (MDC (15, 20) = 5) 3 é irredutível, pois o único 4 divisor comum do numerador e do denominador é 1. Dizemos que a fração Podemos definir, portanto, o conjunto Q dos números racionais da seguinte forma OPERAÇÕES EM Q Propriedades As operações com número racionais segue as mesmas regras de operação das frações. P1. A soma de dois números racionais quaisquer é um número racional. Adição e Subtração P2. A diferença de dois números racionais quaisquer é um número racional. P3. O produto de dois números racionais quaisquer é um número racional. P4. O quociente de dois números racionais quaisquer, sendo o divisor diferente de zero, é um número racional. TIPOS DE FRAÇÃO a) Fração própria É aquela cujo numerador é menor que o denominador Exemplos: 3 2 1 , , 5 7 4 b) Fração imprópria É aquela cujo numerador é maior que o denominador. Exemplos: 7 3 5 , , 5 2 4 Reduzem-se as frações ao mesmo denominador. Para isso devemos encontrar o mmc dos denominadores, criarmos uma mesma seqüência de fração com o novo denominador e numerador igual ao resultado da divisão do novo denominador pelo velho multiplicado pelo numerador velho. Exemplo 2 3 3 4 O mmc(3,4) = 12 então 12 12 Dividindo-se 12 por 3 e multiplicando-se por 2, depois dividindo-se 12 por 4 e multiplicando-se por 3, então teremos: 8 9 17 12 12 12 Inverso De Um Número Racional Chama–se inverso de um número racional a ≠ 0 o b b ≠ 0 , obtido do primeiro a invertendo-se numerador e denominador. número racional Obs.:Se o numerador é múltiplo do denominador, dizemos 26 Potenciação De Frações – Expoente Inteiro Negativo a Sendo ≠ 0 um numero racional, definimos a b potenciação com expoente inteiro negativo da seguinte forma: Exemplos: 3 5 O inverso de é . 5 3 O inverso de 8 7 é . 7 8 n n a) Não se define o inverso de 0 (zero): a b b) O produto de um racional pelo seu inverso e igual a 1. Observe que basta tomar o inverso da base e elevar ao expoente natural simétrico. Observe que: De fato: a b ab 1 b a ab Exemplos: **O inverso de um numero racional a pode ser indicado 1 –1 por sendo a 0 ou por a . a Exemplo: 7 O inverso de é: 13 1 1 a x x a a 2 3 3 33 27 27 3 8 8 2 23 3 0 – 5 não se define. Pois não existe o inverso de 0. A partir desta definição, o inverso de um número 1 racional x 0 pode ser indicado por ou x –1. x 1 13 13 1 7 7 7 13 x Observe que: b , com n IN a a IR * x IR OPERAÇÕES COM OS NÚMEROS DECIMAIS Multiplicação As operações elementares com números decimais obedecem a regras simples, conforme veremos a seguir. Multiplicam-se os numeradores e os denominadores obtendo-se assim o resultado. Adição e subtração de decimais 3 2 6 . 5 7 35 Divisão Deve-se multiplicar a primeira pelo inverso da segunda Colocamos vírgula debaixo de vírgula e efetuamos a operação normalmente. Exemplos: 31,45 + 2,137 31,45 + 2,137 33,587 3 2 3 7 21 : . 5 7 5 2 10 Potenciação de frações Para se elevar uma fração a um expoente natural, elevamse numerador e denominador a esse expoente. 6,4 – 3,158 6,400 + 3,158 3,242 Exemplos: 2 32 9 3 2 25 5 5 3 (2) 3 8 2 3 27 3 3 Multiplicação de decimais Efetuamos normalmente a multiplicação e separamos, no produto, um número de casas decimais igual à soma do número de casas decimais de cada um dos dois fatores. 27 Exemplo: Vamos efetuar 2,3 . 0,138 Encontrando a Fração Geratriz de uma Dízima Periódica 0,138 3 casas decimais 2,3 1 casa decimal 414 + 267 . 0,3174 4 casas decimais Dízima periódica simples Divisão de decimais Transformamos o divisor em inteiro, multiplicando dividendo e divisor por uma potência de dez adequada efetuamos a divisão normalmente e separamos, no quociente, um número de casas decimais igual ao numero de casas decimais utilizadas no dividendo (incluindo os zeros que tenham sido acrescentados) Devemos adicionar a parte decimal à parte inteira. Deve-se lembrar que a parte decimal será transformada em uma fração cujo numerador é o período da dízima e o denominador é um número formado por tantos noves quantos sãos os algarismos do período. Exemplos: Exemplos: Dividir 32,4 por 0,008 32,4 0,008 = 32400 8 = 4050 Dízima periódica composta FRAÇÃO GERATRIZ DE UMA DÍZIMA PERIÓDICA Conforme você já estudou, todo número racional (Conjunto Q), resulta da divisão de dois números inteiros, a divisão pode resultar em um número inteiro ou decimal. Convém lembrar que temos decimais exatos. Exemplo: 2,45; 0,256; 12,5689; 12,5689 Temos também decimais não exatos (dízima periódica) Exemplos: 2,555555.... ; 45,252525....; 456,12454545; 7,4689999.... Devemos adicionar à parte inteira, uma fração cujo numerador é formado pelo anti-período, seguindo de um período, menos o anti-período, e cujo denominador é formado de tantos noves quantos são os algarismos do período seguidos de tantos zeros quanto são os Algarismos do ante-período. Exemplos: Parte inteira = 0 Período = 7(implica que temos um nove) Anti-período = 1 (implica em um 0) 0,123123123...; Você deve saber, que em uma dízima periódica a parte decimal que repete, recebe o nome de período, a parte que não repete é chamada de anti-período, a parte não decimal é a parte inteira. Parte inteira = 2 Período = 5 (implica um nove) Anti-período = 003 (implica três zeros) Exemplo: 28 Exercício Resolvido as raízes definidas em IR. m 1. 2. 3. 4. an n n a n b m n n m a b n a n am (m Z e n IN*) a n b n ab 5. 6. n b0 n am a n m a am n p am p A simplificação de um radical consiste em reduzir seu radicando à expressão mais simples possível. Um radical em que o índice e o expoente do radicando têm um divisor comum pode ser simplificado. Exemplo: 6 16 6 2 4 6:2 2 4:2 3 22 3 4 RADICIAÇÃO NO CONJUNTO DOS RACIONAIS A Radiciação é o ato de extrair a raiz de um número, lembrando que temos raiz quadrada, raiz cúbica, raiz quarta, raiz quinta e etc... Radiciação é a operação inversa da potenciação. Sendo: Se o radicando ou os fatores que o compõem possuem expoentes maiores que ou iguais ao índice do radical, ele pode também ser simplificado. Exemplo: Sendo a Q e n IN*, definimos a raiz enésima de a a da seguinte forma: 5 162 5 2.3 4 5 3 4 . 2 5.3 2. 2 45 2 A redução de radicais ao mesmo índice é importante na multiplicação e na divisão de radicais. Para reduzir radicais ao mesmo índice, utilizamos a propriedade 6, tomando como índice comum o MMC dos índices dos radicais dados. n n par e a 0 n ímpar n a b bn a e b 0 n a b bn a Lembrando que: Se o índice é um número maior que 1 (n > 1), se este for igual a dois (raiz quadrada "não escrevemos este valor, o local do índice fica vazio ou seja fica entendido que ali está o número 2"), se for igual a 3 (raiz cúbica "este valor deve aparecer no índice"), etc... Exemplos: 2 9 3 porque 3 = 9 e 3 > 0 8 0 0 4 81 3 81 3 3 porque e 0 16 2 2 2 16 4 Para trabalhar com radicais, utilizamos a definição potência de expoente fracionário e as propriedades da radiciação, conformes iremos ver a seguir, onde supomos Exemplos: Reduza ao mesmo índice os radicais ab , 34 ab2 e 6 a 5b Os índices são 2, 4 e 6, cujo MMC é 12. Temos: 2 ab 12 (ab)6 34 ab2 312 (ab2 )3 6 a5b 12 a5b 2 Obtemos então: 12 a 6b 6 , 312 a 3b 6 e 12 a10 b 2 Operações Com Radicais A adição e a subtração de radicais semelhantes resulta sempre em um radical. Basta aplicar a propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição. Esse procedimento é denominado redução de radicais semelhantes. 29 Exemplos: d) 3 5 5 3 5 3 11 11 5 3 1 5 5 4 4 4 4 7 , 3 e 2 5 15 5 2) ( PUC – MG) Em uma caixa há m pirulitos. Depois 2 do total de pirulitos 7 dessa caixa e a criança B retira 11 pirulitos, ainda 2 restam na caixa, de m. O valor de m é : 5 a) 25 b) 30 c) 35 d) 40 que a criança A De maneira geral, a adição e a subtração de radicais se efetuam simplificando-se os radicais (se possível) e reduzindo-se, em seguida, os radicais semelhantes acaso existentes. A multiplicação e a divisão de radicais se efetuam da seguinte forma: 1º- Reduzem-se os radicais ao mesmo índice; 2°- Aplicam-se as propriedades 2 e 3. Exemplos: 3 2 2 5 3.2. 2. 5 6 10 3 2. 5 6 22 .6 53 6 22.53 6 500 A potenciação de radicais é efetuada utilizando-se a propriedade 4 e simplificando-se, em seguida, a expressão obtida. Exemplo: 3 2 3 4 3 4 3 2 4 81.3 23.2 1623 2 A radiciação de radicais é efetuada introduzindo-se o coeficiente no radicando e aplicando-se, em seguida, a propriedade 5 . Exemplos: 5 65 3 23 5 3 23.5 6 40 retira 2 2 2 3) ( Fatec – SP ) Se A = (–3) – 2 , B = – 3 + (–2) 2 e 2 C = (–3 –2) , então C + A × B é igual a a) –150 b) –100 c) 50 d) 10 e) 0 4) ( Fuvest – SP ) Qual desses números é igual a 0,064 ? 2 a) ( 1/80 ) 2 b) ( 1/8 ) c) ( 2/5 )3 d) ( 1/800 )2 e) ( 8/10 )3 3 2 3 5) ( UNIP ) Simplificando-se a expressão [(2 ) ] , obtém-se: a) 66 b) 68 c) 28 d) 218 e) 224 6) ( UEL – PR ) Se x e y são números reais, então a única alternativa correta é: EXERCÍCIOS 1) ( PAES – 2006 ) Considere as figuras abaixo na ordem dada. x a) 3 b) c) d) e) y 3x y (2x . 3y)2 = 22x . 32y x x y xy xy xy (2 – 3 ) = 2 – 3 = –1 x x x 5 +3 =8 3 . 2x = 6x 9 7) ( PUC – MG ) O resultado da expressão {[2 : (2 . 2 3 –3 As frações representadas pelas regiões assinaladas nessas figuras são, respectivamente: a) b) c) 4 , 1 e 1 3 15 10 3 2 4 , e 7 5 15 7 , 2 e 1 3 15 5 2 ) ] } / 2 é: a) 1/5 b) 1/4 c) 1/3 d) 1/2 2 8 8) ( CFTCE ) O valor da expressão [(0, 5) ] . 1 2 64 3 como uma só potência de 2 é: 30 a) b) c) d) e) 2 16 18 2 20 2 22 2 2 24 b) 2.49 2 11 c) –1 0 9) ( UFJF ) A soma 3.10 + 3.10 + 3.10 é igual a: 16) ( PUC – SP ) O valor da expressão 27000. 1 30 3 2 1 2 1 2 2 3 2 é: 3 c) 3001,01 d) 3001,3 e) 3003,3 a) 2 2 2 3 b) 3 3 2 10) ( Fuvest – SP ) O valor de ( 0,2 ) + ( 0,16 ) é 1 0,0264 0,0336 0,1056 0,2568 0,6256 c) 62 1 d) 3 2 1 e) 2 6 11) ( PUC – RJ ) O maior número a seguir é: 17) ( PUC – SP ) Considere o número p = a) 3 31 b) 8 10 c)16 8 d) 81 6 e) 243 4 2 12) ( UFG – GO ) O número a) b) 8 4 c) 18 6 d) e) 10 2 0 quando a 2 18) ( PUC / MG ) A seguir, estão três afirmativas sobre números reais : I - O número 2,3235666... é racional. a 3 .b 2 . c , d II- O número 1 , b = – 2, c = 4 e d = – 8 é : 2 k t p , 7 pode ser escrito na forma q na qual p e q são inteiros, com q 0. III – O valor de m = –8 –4 –2 – 1/4 – 1/8 2k 14) ( Izabela Hendrix – BH ) Se 2 = x e 2 = y, então 2 32 é – 1 ou 1. 3 O número de afirmativas corretas é: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 1 + 3t é: a) 2x + 3y b) x.y c) x + y d) x2. y3 e) x3. y2 19) ( Unimontes / PAES) Se a = 3 64 e b = 16 4 , então a única alternativa CORRETA é: a) a + b = 1,2222... 15) ( PUC – MG ) O produto 2 51 a) 2. 2 9 2m , em n 2 1 que m + 0,3 e n = 4 – . O valor de 3 2 “p” é tal que: a) 0 < p < 1 b) 1 < p < 2 c) 2 < p < 3 d) 3 < p < 4 e) 4 < p < 5 18 8 2 é igual a: 13) ( Unaerp – SP ) O valor da expressão a) b) c) d) e) 2 16 e) 2.25 2 12 a) 303,3 a) b) c) d) e) 45 d) 2.30 2 3 b) 2. 0,133333... .2 9 2 b) a = b c) a : b = 2 é igual a : d) a.b = 1 8 31 20) ( Unimontes / PAES) Se a e b são números reais 26) (PUC –MG) Calcule o valor da expressão: positivos, m e n são números naturais não nulos, então, das afirmações abaixo, a única INCORRETA é: a) n a.n b n a.b b) m a n b mn a b c) (am )n . (bn)m = (a.b)mn a am n.b m n bm m d) 27) (Unimontes) Qual o valor de a + b, se a b 3 , 444 ... fração irredutível ? 1,222... n A) 42/9 B) 21/9 C) 21 D) 42 21) ( PAES / UNIMONTES ) Os números a e b estão representados na reta. –1 a 0 b é a 1 GABARITO O número a + b está : a) à direita de 1 b) entre 0 e b c) à esquerda de –1 d) entre –1 e 0. 22) (UFOP) O valor simplificado da expressão é: A) 1,7 B) 2 C) -3,025 D) -4 7 5 23) (UNIMONTES) A terça parte da soma 3 + 9 é igual a 9 3 A) 3 + 9 7 2 B) 3 + 9 9 5 C) 3 + 3 6 5 d) 3 + 3 24) (CTSP-2009)(FUVEST) Dividir um número por 0,0125 equivale a multiplicá-lo por: A. 8 B. 80 C. 1/8 D. 1/125 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25) 26) 27) C C E C D B D C E B A E A D C E B B(V F F) C B B B A B B 7/3 D 25) 32 O CONJUNTO DOS NÚMEROS IRRACIONAIS ( ) A radiciação nem sempre e possível no conjunto Q dos números racionais. Observe que, por exemplo, 3 8 2 Q; 36 6 Q 25 5 Pode–se provar, no entanto, que raízes do tipo 3 5, 5 racionalização de denominadores. O processo geral consiste em multiplicar numerador e denominador por um fator conveniente, denominado fator racionalizante. 1º- O denominador é um radical simples 2, 3 , etc. não são racionais. Isso quer dizer que, por 4 exemplo, não existe número racional cujo quadrado é 2, não existe número racional cujo cubo é 5, e assim por diante. Números como esses são chamados números irracionais. Escritos na forma decimal, os números irracionais, não são exatos nem periódicos. De fato, usando uma simples calculadora, encontramos O fator racionalizante é um radical com o mesmo índice que o denominador e com radicando tal que, ao se efetuar a multiplicação, a raiz obtida no denominador seja exata. Exemplo: 6 6 2 2 2 6 2 3 2 2 2 a b 2º- O denominador é do tipo 2 = 1,414213562... 3 Duas expressões do tipo a b e a b são ditas conjugadas. É importante observar que 5 = 1,709975947... 3 = 0,944087511... 4 a b a b a b 5 Os números irracionais não provém necessariamente da radiciação. São também irracionais, por exemplo, os números = 3.141592654... (importante no estudo do círculo) e = 2.71828182... (importante no estudo dos logaritmos) 0,303303330... Essa identidade nos permite denominadores do tipo a b . O fator racionalizante é o conjugado do denominador. Exemplo: 6 5 1 6 5 1 5 1 5 1 Exemplo: 3 3 2 1 P1. A soma de um número racional com um número irracional é um número irracional. P2. A diferença entre um número racional e um número irracional, em qualquer ordem, é um número irracional. 3 3 2 1 2 1 3 2 1 3 3 3 3 2 1 3 2 1 2 2 6 3 42 6 3 6 3 42 6 3 2 2 3 6 4 42 6 42 6 P3. O produto de um número racional, não-nulo,por um número irracional é um número irracional. P4. O quociente de um número racional, não-nulo, por um número irracional é um número irracional. Quando um radical ou uma expressão com radicais aparece como denominador de uma fração, é possível as vezes encontrar uma fração equivalente cujo denominador não contém radical. Tal procedimento é chamado 6 5 1 3 5 1 5 1 2 Às vezes, a racionalização deve ser feita por partes. Propriedades RACIONALIZAÇÃO DE DENOMINADORES racionalizar 3 3º- o denominador é do tipo a 3b As identidades notáveis, nos permitem escrever: a b . 3 3 3 a 2 3 ab 3 b 2 a b 33 a b . 3 3 3 Intervalo fechado: a 2 3 ab 3 b 2 a b Em cada caso, a segunda expressão entre parênteses é o fator racionalizante. Exemplo: 2 3 3 1 2 3 3 1 3 32 3 3 1 3 3 3 1 2 3 2 3 9 3 3 1 3 1 3 9 3 3 1 O CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS (IR) Acrescentando ao conjunto dos números racionais os números irracionais, obtemos o conjunto IR dos números Reais. Portanto, IR = Q U {irracionais} Podendo ser representado da seguinte maneira pelo diagrama de VENN: Notação: [a, b] = {x IR / a ≤ x ≤b} A este intervalo pertencem todos os números compreendidos entre a e b ,inclusive a e b . Intervalo aberto: Notação: ]a, b[ = { x IR / a < x < b } A este intervalo pertencem todos os números compreendidos entre a e b , excluindo a e b. Intervalo fechado à esquerda e aberto à direita: Notação: [a, b[ = { x IR / a ≤ x < b } A este intervalo pertencem todos os números compreendidos entre a e b , incluindo a e não incluindo b. Intervalo aberto à esquerda e fechado à direita: O EIXO REAL A cada ponto de uma reta pode-se associar um único número real e a cada número real pode-se associar um único ponto dessa reta. Notação: ]a, b] = { x IR / a < x ≤ b } A este intervalo pertencem todos os números compreendidos entre a e b , exceto a e incluindo b. Intervalos indicados pelo símbolo∞ (infinito): Notação: ]a, +∞[ = { x IR / x > a } Notação: ]-∞, a[ = { x IR / x < a } INTERVALOS REAIS Os intervalos reais são subconjuntos dos números reais . Serão caracterizados por desigualdades, sendo a e b números reais, com a < b, temos: Notação: [a, +∞[ = { x IR / x ≥ a } Notação: ]-∞, a] = { x IR / x ≤ a } 34 EXERCÍCIOS Notação : ]-∞, ∞[ = IR Não esqueça!!!!! Os números reais a e b são denominados extremos dos intervalos. O intervalo é sempre aberto na indicação do infinito. MÓDULO DE UM NÚMERO REAL Chama-se módulo ou valor absoluto de um número inteiro “x” a distância desse número até o zero na reta numérica. Sendo x IR, definimos de módulo ou valor absoluto de x e indicamos por x , através da relação: x, se x 0 , x x se x 0 ou seja: um número real positivo tem como módulo o próprio número. Já um número real negativo terá como módulo o oposto a esse número. Exemplos: O módulo de +177 é 177 e indica-se |+177| = 177. O módulo de − 79 é 79 e indica-se |−79| = 79. 01. (PUC-SP) Seja x um número natural que, ao ser dividido por 9, deixa resto 5 e, ao ser dividido por 3, deixa resto 2. Sabendo que a soma dos quocientes é 9, podemos afirmar que x é igual a: A) 28 B) 35 C) 27 D) 33 E) 23 02. Analise as sentenças abaixo: I. todo número primo admite apenas 2 divisores. II. 1 é primo. III. se a e b são primos distintos, então a e b são primos entre si. IV. se a e b são primos entre si, então a e b são primos. São falsas A) apenas I e III B) apenas II e IV C) apenas I e II D) apenas I, II e IV E) apenas III e IV 03. O número 45a4, onde a é o algarismo das dezenas, é divisível por 12. A soma dos possíveis valores de a é: A) 9 B) 10 C) 12 D) 15 E) 16 04.(UFMG) O produto de um inteiro positivo a de três algarismos por 3 é um número terminado em 721. A soma dos algarismos de a é: A) 12 B) 13 C) 14 D) 15 E) 16 Propriedades envolvendo módulo Admitiremos, sem demonstrar, algumas propriedades dos módulos: 1. Para todo x IR, temos |x| ≥ 0 e |x| = 0 ⇔ x = 0 2. Para todo x IR, temos |x| = |−x| 3. Para todo x IR, temos |x2| = |−x2| = x2 4. Para todo x e y 1 IR, temos |x|−|y| ≤ |x − y| 1 1 5 (UNB) A expressão é equivalente a: 3 1 1 1 5 3 2 2 3 1 3 1 4 1 06. IR, temos |x.y| = |x|.|y| 5. Para todo x e y IR, temos |x+y||≤|x|+|y| 6. Para todo x e y 05. (UFMG) O número de 3 algarismos divisível, ao mesmo tempo, por 2, 3, 5, 6, 9, 11 é: A) 330 B) 660 C) 676 D) 990 E) 996 A) B) C) D) 35 1 1 07. A expressão 3 a: A) B) C) D) E) 8 –3 5 4 2 08. A) B) C) D) E) (PUC) O valor de 0,222... 0,333... 0,444... 0.555... 0,666... 6 1 3 0,4 5 1 2 1 3 5 0 é igual C) 2 2 2 3 D) 2 2 3 E) 2 3 2 14.(Bombeiros-MG) Considere os números reais a, b c b e c tais que : a b c, 0 e 0 Nessas b a condições podemos afirmar que: 2 A) a > 0 e b < 0 2 B) b < 0 e a > 0 C) a2 > 0 e a < 0 D) c2 > 0 e c < 0 0,444... é: 09. (USP) Sela a a fração geratriz da dízima 0,1222... b com a e b primos entre si. Nestas condições, temos: A) ab = 990 B) ab = 900 C) a – b = 8 D) a + b = 110 E) b – a = 79 10. (UFMG) Efetuando as operações indicadas na expressão 1 0,01 0,12 0,142 0,04 obtemos: 3 A) B) C) D) E) 0,220 0,226 0,296 0,560 0,650 11. A) B) C) D) E) (UFMG) O valor de 10–2 . [(–3)2 – (–2)3] 3 0,001 é: –17 – 1,7 – 0,1 0,1 1,7 12. (FUVEST) O valor da expressão A) 2 B) 1 2 2 2 1 2 C) 2 D) 1 2 é: 15. (Bombeiros-MG) Sejam p e q dois números primos. Sabe-se que a soma dos divisores naturais de p2 é 133, e que a soma dos divisores naturais de 2q é 18. O valor de p + q é: A) 10 B) 7 C) 18 D) 16 16. (CFO/PM) Duas pessoas, fazendo exercícios diários, partem simultaneamente de um mesmo ponto e, andando, contornam uma pista oval que circunda um jardim. Uma dessas pessoas dá uma volta completa na pista em 12 minutos. A outra, andando mais devagar, leva 20 minutos para completar a volta. Depois de quantos minutos essas duas pessoas voltarão a se encontrar no ponto de partida? A) 30 minutos. B) 45 minutos. C) 60 minutos. D) 240 minutos. 17.(CFO/PM) No alto de uma torre de uma emissora de televisão, duas luzes "piscam" com freqüências diferentes. A primeira "pisca" 15 vezes por minuto e a segunda "pisca" 10 vezes por minuto. Se num certo instante as luzes piscam simultaneamente, após quantos segundos elas voltarão a piscar simultaneamente? A) 12 B) 10 C) 20 D) 15 18.(BNB-ACEP)Sejam x e y números reais dados por suas representações decimais 2 1 E) A) 2 2 B) 3 2 3 13. (FGV-SP) Simplificando-se a expressão 1 3 2 2 3 2 obteremos: Pode-se afirmar que: A) x + y = 1 B) x – y = 8 / 9 36 C) xy = 0,9 D) 1 / ( x + y ) = 0,9 E) xy = 1 19.(IBGE-UFRJ) Três de cada oito moradores de um edifício são do sexo feminino; se, nesse edifício, há doze moradores do sexo feminino, então o número de moradores do sexo masculino é igual a: A) 12 B) 16 C) 20 D) 30 E) 36. 20. (UFMG) Na representação dos números reais por pontos da linha reta, a unidade de comprimento esta dividida em três partes iguais. como na figura. O valor de 24. (EPCAR) Qual das proposições abaixo e falsa? a) Todo numero real e racional. b) Todo numero natural e inteiro. c) Todo numero irracional e real. d) Todo numero inteiro e racional. e) Todo numero natural e racional. GABARITO A B é: A B 1 9 1 B) 3 C) 1 D) 3 E) 9 A) 21.(PUC –MG) Na reta real da figura, estão representados os números 0, a, b e 1. O ponto P que corresponde ao b número está: a a) à esquerda de 0 b) entre 0 e a c) entre a e b d) entre b e 1 e) à direita de 1 22. (PASES) O número ( ) –1 é um numero irracional ( ) √64 é um numero inteiro ( ) 2/7 é um numero racional ( ) – 0,6666... é um numero irracional ( )7 Z ( )1 Q ( ) √3 R ( )2∉Z ( )–1∉I ( ) √8 ∉ N ( ) 6/2 N ( ) 72 N ( ) 0,7777... Z é: 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. E B B E D A A E E A B A B C D C A D C A E A V,F,V,V,F,V,V,V,F,V,V,V,V,F A a) racional menor do que 7 b) irracional maior do que 3 c) irracional menor do que 3 d) racional maior do que 12 e) racional entre 7 e 12 23.Coloque V ou F conforme a sentença seja verdadeira ou falsa, respectivamente: ( ) 4 é um numero natural 37 QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2009) No calendário utilizado atualmente, os anos são numerados em uma escala sem o zero, isto é, não existe o zero. A era cristã se inicia no ano 1 depois de Cristo (d.C.) e designa-se o ano anterior a esse como ano 1 antes de Cristo (a.C). Por essa razão, o primeiro século ou intervalo de 100 anos da era cristã terminou no dia 31 de dezembro do ano 100 d.C., quando haviam decorrido os primeiros 100 anos após o início da era. O século II começou no dia 1º de janeiro do ano 101 d.C., e assim sucessivamente. Como não existe o ano zero, o intervalo entre os anos de 50 a.C. e 50 d.C., por exemplo, é de 100 anos. Outra forma de representar anos é utilizando-se números inteiros, como fazemos astrônomos. Para eles, o ano 1ª.C. corresponde ao ano 0, o ano 2 a.C. ao ano –1, e assim sucessivamente. Os anos depois de Cristo são representados pelos números inteiros positivos, fazendo corresponder o número 1 ao ano 1 d.C. Considerando o intervalo de 3a.C a 2 d.C., o quadro que relaciona as duas contagens descritas no texto é segundo por 9, e assim sucessivamente); em seguida, calcula-se o resto r da divisão da soma dos resultados das multiplicações por 11, e se esse resto r for 0 ou 1, d1 é zero, caso contrário d1 = (11 – r). O dígito d2 é calculado pela mesma regra, na qual os números a serem multiplicados pela sequência dada são contados a partir do segundo algarismo, sendo d1 o último algarismo, isto é, d2 é zero se o resto s da divisão por 11 das somas das multiplicações for 0 ou 1, caso contrário, d2 = (11 – s). Suponha que João tenha perdido seus documentos, inclusive o cartão de CPF e, ao dar queixa da perda na delegacia, não conseguisse lembrar quais eram os dígitos verificadores, recordando-se apenas que os nove primeiros algarismos eram 123.456.789. Neste caso, os dígitos verificadores d1 e d2 esquecidos são, respectivamente, A) 0 e 9. B) 1 e 4. C) 1 e 7. D) 9 e 1. E) 0 e 1. 03. (ENEM-2013) Em um certo teatro, as poltronas são divididas em setores. A figura apresenta a vista do setor 3 desse teatro, no qual as cadeiras escuras estão reservadas e as claras não foram vendidas. A razão que representa a quantidade de cadeiras reservadas do setor 3 em relação ao total de cadeiras desse mesmo setor é 02. (ENEM-2009) Para cada indivíduo, a sua inscrição no Cadastro de Pessoas Físicas (CPF) é composto por um número de 9 algarismos e outro número de 2 algarismos, na forma d1d2, em que os dígitos d1 e d2 são denominados dígitos verificadores. Os dígitos verificadores são calculados, a partir da esquerda, da seguinte maneira: os 9 primeiros algarismos são multiplicados pela sequência 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 (o primeiro por 10, o 03. (ENEM-2013) O ciclo de atividade magnética do Sol tem um período de 11 anos. O início do primeiro ciclo registrado se deu no começo de 1755 e se estendeu até o final de 1765. Desde então, todos os ciclos de atividade magnética do Sol têm sido registrados. Disponível em: http://g1.globo.com. Acesso em: 27 fev. 2013. No ano de 2101, o Sol estará no ciclo de atividade magnética de número A) 32. B) 34. C) 33. D) 35. E) 31. 38 04.(ENEM/2009) A música e a matemática se encontram na representação dos tempos das notas musicais, conforme a figura seguinte. GABARITO 01. B 02. A 03. A 04. D 05. D 06. E Um compasso é uma unidade musical composta por determinada quantidade de notas musicais em que a soma das durações coincide com a fração indicada como fórmula do compasso. Por exemplo, se a fórmula de compasso for 1 , poderia ter um compasso ou com duas 2 semínimas ou uma mínima ou quatro colcheias, sendo possível a combinação de diferentes figuras. Um trecho musical de oito compassos, cuja fórmula é 3 , 4 poderia ser preenchido com a) 24 fusas. b)3 semínimas. c)8 semínimas. d)24 colcheias e 12 semínimas. e)16 semínimas e 8 semicolcheias. 05.(ENEM/2010) O gráfico a seguir apresenta o gasto militar dos Estados Unidos, no período de 1988 a 2006. Almanaque Abril 2008. Editora Abril. Com base no gráfico, o gasto militar no início da guerra no Iraque foi de a) U$ 4.174.000,00. b) U$ 41.740.000,00. c) U$ 417.400.000,00. d) U$ 41.740.000.000,00. e) U$ 417.400.000.000,00. 39 MATEMÁTICA COMERCIAL SISTEMA LEGAL DE UNIDADE DE MEDIDA GRANDEZA Intuitivamente, podemos chamar de grandeza qualquer entidade que pode ser medida numericamente. Vamos analisar as seguintes afirmações: a) "O tempo gasto em uma viagem foi de 6 horas; b) "O comprimento da bandeira do Atlético é 3 metros; c) "A temperatura máxima de hoje foi de 39 graus". Uma medida de uma grandeza é constituída de um número real e uma unidade de medida. Por questões práticas, as unidades de medida das principais grandezas são convencionadas e adotadas universalmente. Essa providência facilita a comunicação, pois estabelece padrões que uniformizam a linguagem. MEDINDO ÁREAS A área é uma grandeza que mede a extensão de uma superfície limitada. No sistema métrico decimal, a unidade fundamental de área é o metro quadrado (símbolo m2). Na verdade, toda medida de área é obtida a partir do produto de 2 medidas de comprimento. Observe: 5m.8m medidas de comprimento Múltiplos Unidade padrão Submúltiplos Unidade Quilômetro Hectômetro Decâmetro Metro Decímetro Centímetro Milímetro símbolo km hm dam m dm cm mm Valor 1 000 m 100 m 10 m 1m 0,1 m 0,01 m 0,001 m Na seqüência em que as unidades aparecem no quadro (da maior para a menor), podemos dizer que cada unidade de comprimento vale 10 vezes a unidade seguinte. Em função disso, é muito prático utilizar-se o número decimal na medida de um comprimento. Ao escrevermos, por exemplo 35,472m O algarismo 5, que se encontra imediatamente antes da vírgula, é o que de fato corresponde à unidade "metro". Poderíamos escrever, então: 35,472m = 3 dam 5 m 4 dm 7 cm 2 mm 2 40 m medida de área O metro quadrado admite também seus múltiplos e submúltiplos, todos derivados das unidades de comprimento. Veja o quadro a seguir. Múltiplos MEDINDO COMPRIMENTOS O comprimento é a grandeza que mede a extensão de um segmento ou a distância entre dois pontos. É uma das grandezas chamadas fundamentais. No sistema métrico decimal, a unidade fundamental de comprimento é o metro (símbolo m). No quadro a seguir, apresentamos os múltiplos e submúltiplos do metro com os símbolos e valores respectivos. = Unidade padrão Unidade Quilômetro quadrado Hectômetro quadrado Decâmetro quadrado Metro quadrado Símbolo valor km 2 10 m 6 2 hm 2 10 m 4 2 dam2 m2 102 m2 1 m2 Decímetro dm2 10–2 m2 quadrado Centímetro Submúltiplos cm2 10–4 m2 quadrado Milímetro mm2 10–6 m2 quadrado Observe que, para o caso de medidas de área, cada unidade vale 100 vezes a unidade seguinte. De fato, temos por exemplo: 1 dam2 = l dam . 1 dam = 10m . 10m = 100m 2 Em função disso, a mudança de unidades de área no sistema decimal se efetua deslocando a vírgula de 2 em 2 casas decimais. Observe, por exemplo, o quadro a seguir, em que escrevemos uma mesma medida de área em diferentes unidades. MEDINDO VOLUMES E CAPACIDADES O volume é uma grandeza que mede o espaço ocupado por um corpo. No sistema métrico decimal, a unidade padrão de 3 volume é o metro cúbico (símbolo m ). Uma medida de volume é obtida, na prática, a partir do produto de 3 medidas de comprimento. Por exemplo: 2 m . 5 m . 6 m = 60 m3 Observe, no quadro a seguir, os múltiplos e submúltiplos do metro cúbico. Unidade Símbolo Valor Quilômetro km3 109 m3 cúbico Múltiplos Hectômetro hm3 106 m3 cúbico 40 Unidade padrão Submúltiplos Decâmetro cúbico dam Metro cúbico m3 3 3 10 m 3 como unidade-referência, já que os nomes das demais unidades derivam do grama. Observe: 1 m3 3 Decímetro cúbico dm Centímetro cúbico cm Milímetro cúbico mm 3 3 –3 10 m3 10–6 m3 10–9 m3 Ao trabalhar com medidas de volume, observe que cada unidade vale 1000 vezes a unidade seguinte. Veja o porquê no seguinte exemplo: 1dam3 = 1dam . 1dam . 1dam = 10m . 10m . 10m = 1000m3 Como conseqüência, a mudança de unidades de volume se processa deslocando a vírgula de 3 em 3 casas decimais. No quadro a seguir, escrevemos uma mesma medida de volume em quatro unidades diferentes. A capacidade é uma grandeza associada ao volume. Ao dizermos que um recipiente tem uma determinada capacidade, queremos dizer, na verdade, que ele comporta um certo volume em seu interior. Desta forma, se uma lata está cheia de água, a grandeza volume está associada à água, ao passo que a grandeza capacidade está associada à lata que contém a água. É tão sutil essa diferença que, na prática, podemos utilizar as mesmas unidades para medir volumes e capacidades. Além das unidades já vistas para o volume, utilizamos com freqüência a unidade litro (símbolo ), com a seguinte definição: 3 1l = 1 dm O litro possui múltiplos e submúltiplos, sendo o principal o mililitro (símbolo m l), correspondente a um milésimo do litro. Temos então: 1 ml = 0,001 l = 0,001 dm3 = 1 cm3 Temos ainda o decalitro (1 da l = 10l), o hectolitro (1 hl = 100l) e o quilolitro (1 kl = 1000l) como múltiplos do litro e o decilitro (1dl = 0,1l) e o centilitro (1cl = 0,01l) como submúltiplos do litro. MEDINDO A MASSA A massa é uma grandeza padrão associada à inércia de um corpo. No sistema métrico decimal, a unidade fundamental é o quilograma (símbolo Kg). Um quilograma é a massa de 1 dm 3 (1 litro) de água em determinadas condições ideais. Podemos considerar o grama (símbolo g), no entanto, Unidade Símbolo Valor quilograma Kg 1000 g hectograma Hg 100 g decagrama Dag 10 g Grama G 1g decigrama Dg 0,1 g centigrama Cg 0,01 g miligrama MG 0,001 g Para medir massas de valor mais elevado, utilizamos também a tonelada (símbolo t), assim definida: 1 t = 1.000 kg = 1.000.000 g A transformação de unidades de massa é efetuada da mesma forma utilizada para as unidades de comprimento. Basta observar, no quadro anterior, que cada unidade de massa vale 10 vezes a unidade seguinte. MEDINDO O TEMPO O tempo é uma grandeza fundamental, como o comprimento e a massa. A unidade fundamental de tempo é o segundo (símbolo s). Seus múltiplos principais são o minuto (símbolo min) e a hora (símbolo h), com os seguintes valores: 1 min = 60 s 1 h = 60 min = 3600 s O dia equivale a 24h, o mês comercial equivale a 30 dias e o ano equivale a 12 meses. Para intervalos de tempo menores que o segundo, utilizam-se o décimo de segundo, o centésimo de segundo, etc. É importante observar que as unidades de medida de tempo não fazem parte do sistema métrico decimal. Em vista disso, os números decimais não são os mais adequados para representar medidas de tempo, excetuando-se obviamente medidas menores que o segundo, conforme acabamos de mencionar. Veja como interpretar medidas de tempo expressas na forma decimal ou fracionária. Exemplos: Vamos interpretar o tempo t = 6,8h. Temos: 6,8h = 6h e 0,8 da hora = 6h 48min 6h e 0,8.60min = Vejamos, agora o significado de t = 17 min. 3 41 Dividindo (com resto) 17 por 3, 17 2 v d 280km 280km 80km / h t 3h30 min 3,5h 3 5 17 2 5 3 3 2 17 Então min = 5 min e do minuto = 3 3 2 = 5 min e .60s = 5 min 40s. 3 PROPORÇÃO Proporção, é uma igualdade entre duas razões. Dados os números racionais a, b, c e d, diferentes de zero, dizemos que eles formam, nessa ordem uma proporção quando a razão de a para b for igual a razão de c para d. RAZÃO Sendo a e b dois números reais com b 0, chamamos a razão de a para b o quociente . b Exemplo: 6 A razão do número real 6 para o número real 8 é 8 = 0,75. Sendo os Termos de uma Razão: A razão entre duas medidas de uma mesma grandeza é sempre um número real "puro" (sem unidade). Esse número nos leva, na prática, a uma comparação entre as duas medidas. Exemplos: Um segmento AB mede 36 cm e um outro segmento AB CD mede 1,44 m. Vamos calcular as razões e CD CD . AB AB 36cm 36cm 1 0,25 CD 1,44m 144cm 4 CD 1,44m 144cm 4 AB 36cm 36cm A última razão 4 obtida significa que o segmento AB cabe 4 vezes no segmento CD, ou seja, CD = 4 AB. A razão entre duas grandezas distintas define, muitas vezes, outras grandezas importantes. Se um automóvel percorreu 280 km em 3h 30min, sua velocidade escalar média foi Costuma-se ler: a está para b assim como c está para d. Podemos dizer também, neste caso, que os números a e c são proporcionais aos números b e d. Numa proporção, o produto dos extremos é igual ao produto dos meios. Em símbolos, Exemplo Numa maquete, a altura de um edifício é igual a 80 cm. Se a maquete foi construída na escala 1:40, vamos calcular a altura real do edifício. Sendo x a altura real do edifício, temos: 80cm 1 x = 40 .80 cm = 3200 cm = 32 m x 40 QUESTÕES 01.(Enem )No depósito de uma biblioteca há caixas contendo folhas de papel de 0,1 mm de espessura, e em cada uma delas estão anotadas 10 títulos de livros diferentes. Essas folhas foram empilhadas formando uma torre vertical de 1 m de altura. Qual a representação, em potência de 10, correspondente à quantidade de títulos de livros registrados nesse empilhamento? 2 A) 10 4 B) 10 C) 105 D) 106 7 E) 10 02.(ENEM) Os calendários usados pelos diferentes povos da terra são muito variados. O calendário islâmico, por exemplo, é lunar, e nele cada mês tem sincronia com a fase da lua. O calendário maia segue o ciclo de Vênus, com cerca de 584 dias, e cada 5 ciclos de Vênus corresponde a 8 anos de 365 dias da 42 terra. MATSSURA, Oscar. Calendário e o fluxo do tempo. Scientific American Brasil. Disponível em: http://www.uol.com.br Acesso em: 14 out. 2008 (adaptado) Quantos ciclos teria, em Vênus, um período terrestre de 48 anos? (A) 30 ciclos. (B) 40 ciclos. (C) 73 ciclos. (D) 240 ciclos. (E) 384 ciclos. 03(ENEM) Pneus usados geralmente são descartados de forma inadequada, favorecendo a proliferação de insetos e roedores e provocando sérios problemas de saúde pública. Estima-se que, no Brasil, a cada ano, sejam descartados 20 milhões de pneus usados. Como alternativa para dar uma destinação final a esses pneus, a Petrobras, em sua unidade de São Mateus do Sul, no Paraná, desenvolveu um processo de obtenção de combustível a partir da mistura dos pneus com xisto. Esse procedimento permite, a partir de uma tonelada de pneu, um rendimento de cerca de 530 kg de óleo. Disponível em: http://www.ambientebrasil.com.br. Acesso em 3 out. 2008 (adaptado) Considerando que uma tonelada corresponde, em média, a cerca de 200 pneus, se todos os pneus descartados anualmente fossem utilizados no processo de obtenção de combustível pela mistura com xisto, seriam então produzidas (A) 5,3 mil toneladas de óleo. (B) 53 mil toneladas de óleo. (C) 530 mil toneladas de óleo. (D) 5,3 milhões de toneladas de óleo. (E) 530 milhões de toneladas de óleo. 04.(ENEM) No monte do Cerro Amazones, no deserto do Atacama, no Chile, ficará o maior telescópio da superfície terrestre, o Telescópio Europeu Extremamente Grande (E – ELT). O E–ELT terá um espelho primário de 42m de diâmetro, “O maior olho do mundo voltado para o céu”. Ao ler o texto em sala de aula, a professora fez uma suposição de que o diâmetro do olho humano mede aproximadamente 2,1cm. Qual a razão entre o diâmetro do olho humano, e o diâmetro do espelho primário do telescópio citado? a) 1:20; b) 1:100; c) 1:200; d) 1:1000; e) 1:2000. 06.(Unimontes)Um artesão faz um trabalho em 10 dias. O mesmo trabalho é feito por outro artesão em 15 dias. Se os dois trabalhassem juntos, quantos dias gastariam para fazer o trabalho? A) 6 dias. B) 5 dias. C) 12 dias e 12 horas. D) 9 dias. 07. (UFMG) As dimensões de uma caixa retangular são 3cm, 20mm e 0,07m. O volume dessa caixa, em mililitros, é A) 0,42 B) 4,2 C) 42 D) 420 E) 4200 08. (UFOP) Na planta de uma casa, escala 1:100, a área de uma sala retangular, com dimensões de 5m por 6m, é: 2 A) 0,3 cm 2 B) 3 cm C) 15 cm2 2 D) 30 cm E) 150 cm2 09.(UFMG) Na maqueta de um prédio, feita na escala 1:1000, a piscina com a forma de um cilindro circular reto, tem a capacidade de 0,6 cm 3. O volume, em litros, dessa piscina será: A) 600 B) 6.000 C) 60.000 D) 600.000 E) 6.000.000 10.(PUC) Um elevador pode levar 20 adultos ou 24 crianças. Se 15 adultos já estão no elevador, quantas crianças podem ainda entrar ? A) 5 B) 6 C) 7 D) 8 E) 9 11.(ENEM) A figura a seguir mostra as medidas reais de uma aeronave que será fabricada para utilização por companhias de transporte aéreo. Um engenheiro precisa fazer o desenho desse avião em escala de 1:150. 05.(PUC-MG) Um caminhão pode carregar 52 sacos de areia ou 416 tijolos. Se forem colocados no caminhão 30 sacos de areia, o número de tijolos que ele ainda pode carregar é: A) 144 B) 156 C) 176 D) 194 43 Para o engenheiro fazer esse desenho em uma folha de papel, deixando uma margem de 1 cm em relação às bordas da folha, quais as dimensões mínimas, em centímetros, que essa folha deverá ter? A) 2,9 cm × 3,4 cm. B) 3,9 cm × 4,4 cm. C) 20 cm × 25 cm. D) 21 cm × 26 cm. E) 192 cm × 242 cm. 12.Se dois carteiros, de igual capacidade de produção, entregam uma certa quantidade de cartas em 5 horas, em quanto tempo três carteiros, de mesma capacidade de produção que os anteriores, entregarão a mesma quantidade de cartas? A. 3h 40min B. 3h 33min C. 3h 20min D. 3h 10min E. 3h 13. (UFMG) Se, para encher um tanque, uma torneira A gasta 3 h, e outra, B, gasta 7 horas, ambas abertas ao mesmo tempo levam: A) 1 h 50 min. B) 2 h 06 min C) 2 h 10 min D) 2 h 20 min E) 2 h 30 min 14. (UFMG) Dois operários, juntos, realizam uma tarefa em 5 horas. Sabendo que, trabalhando isoladamente. o primeiro gasta a metade do tempo do segundo. concluímos que o primeiro operário, sozinho, realiza a tarefa em A) 6 h 40 min B) 7 h 10 min C) 7 h 50 min D) 7 h 30 min E) 8 h 10 min 15. (CESGRANRIO) Uma torneira enche um tanque em 4 horas. O ralo do tanque pode esvaziá-lo em 3 horas. Estando o tanque cheio, abrimos, simultaneamente a torneira e o ralo. Então o tanque, A) nunca se esvazia. B) esvazia-se em 1 hora. C) esvazia-se em 4 horas. D) esvazia-se em 7 horas. E) esvazia-se em 12 horas. GABARITO 01. 02. 03. 04. 05. 06. C A B E C A 07. 08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. C D D B D C B D E GRANDEZAS DIRETAMENTE PROPORCIONAIS Suponhamos duas grandezas x e y, relacionadas entre si. Suponhamos que x 1, x2, x3, x4, ... sejam medidas da grandeza x. e y1, y2, y3, y4, ... as medidas correspondentes da grandeza y. Dizemos que as grandezas x e y são diretamente proporcionais ou simplesmente proporcionais se e somente se x1 x 2 x 3 x 4 ... k y1 y 2 y 3 y 4 A constante k é chamada constante de proporcionalidade das duas grandezas. Temos então, genericamente: x k ou x = ky y Exercício resolvido: Dividir o número 72 em três partes diretamente proporcionais aos números 3, 4 e 5. Resolução: Indicamos por A, B e C as partes procuradas, temos que: A 3p , B 4p , C 5p e A B C 72 e sendo assim, 3 p 4 p 5 p 72 12 p 72 p6 e portanto, as três partes procuradas são 18, 24 e 30. GRANDEZAS INVERSAMENTE PROPORCIONAIS Suponhamos, novamente, duas grandezas x e y, relacionadas entre si. Sejam x 1, x2, x3, x4, ... medidas da grandeza x e y1, y2, y3, y4, ... as medidas correspondentes da grandeza y. Dizemos que as grandezas x e y são inversamente proporcionais se e somente se x1.y1 = x2.y2 = x3.y3 = x4.y4 = ... = k Considerando genericamente as duas grandezas. k x . y = k ou x y 44 Exemplo Uma herança de R$ 288.200,00 deve ser dividida entre três herdeiros, em partes inversamente proporcionais às suas idades: 3 anos, 6 anos e 9 anos. Vamos encontrar a parte que cabe a cada um. Chamando x, y e z as partes respectivas, temos: x y z 288.200 3x 6y 9z p p p p ; y ; z 3 6 9 p p p 288.200 6p + 3p + 2p = 5 187 600 3 6 9 x 11 p = 5 187 600 p = 471 600 05. Três amigos fazem um bolão para jogar na Mega Sena. Um entra com R$ 10,00, o outro com R$ 20,00 e o terceiro com R$ 30,00. Se ganharem um prêmio de 6 milhões de reais, eles será dividido em partes proporcionais às quantias jogadas. Nesse caso, quanto receberá cada um? 06.Dividir o número 260 em partes inversamente proporcionais aos números 2, 3 e 4. 07.Luciana guardou em uma caixa todas as suas bijuterias, num total de 94 peças. Sabendo que a quantidade de pulseiras, a de colares e a de anéis que Luciana possui é inversamente proporcional aos números 3, 4 e 5, respectivamente, calcule quantas bijuterias de cada tipo há nessa caixa. 471600 157200 3 471600 y 78600 6 471600 z 52400 9 x QUESTÕES 01. (Unimontes) Um pai tinha R$800,00. Com essa quantia, pagou uma dívida correspondente a 08. Os números da sequência 12, 10, 16 são proporcionais aos da sequência 18, 15, 24? Justifique. 7 do que 20 tinha, e o restante repartiu entre seus três filhos, em partes inversamente proporcionais às suas respectivas idades que são 3, 8 e 12 anos. Quanto recebeu o filho mais velho? A) R$320,00. B) R$120,00. C) R$160,00. D) R$80,00. 02. (Unimontes) Se a idade de três crianças é diretamente proporcional a 6, 3 e 15, e se a idade da primeira com o dobro da idade da segunda e o triplo da idade da terceira é 38 anos, então as idades são A)1, 2 e 3. B)2, 4 e 6. C) 4, 2 e 10. D)4, 6 e 10. 03.(Correios) Dividindo-se R$ 3.375,00 em partes A, B e C, proporcionais respectivamente, a 3, 5 e 7, a parte correspondente a C é igual a: A) R$ 675,00. B) R$ 1.125,00. C) R$ 2.025,00. D) R$ 1.575,00. E) R$ 1.350,00. 04. Dois operários contratam um serviço por R$180,00. Como devem repartir essa quantia, se um trabalhou 7 horas e o outro 8 horas, sendo a divisão diretamente proporcional ao tempo de trabalho? 09.Ao dividir o número 120 em partes diretamente proporcionais a 2 e 3, obtemos: a) ( ) 60 e 60. b) ( ) 52 e 68. c) ( ) 48 e 72. d) ( ) 30 e 90. 10.(CEFET-MG) Uma herança de R$60.000,00 foi dividida entre três filhos A, B e C, de maneira inversamente proporcional às respectivas idades 10, 15 e 18 anos. A quantia, em reais, que o filho B recebeu foi: a) ( ) 12.000,00 b) ( ) 14.000,00 c) ( ) 18.000,00 d) ( ) 27.000,00 11. Os três jogadores mais disciplinados de um campeonato de futebol amador irão receber um prêmio de R$3340,00 rateados em partes inversamente proporcionais ao número de faltas cometidas em todo o campeonato. Os jogadores cometeram 5, 7 e 11 faltas. Qual a premiação, em reais, referente a cada um deles respectivamente? a) ( ) 1530, 1000, 810. b) ( ) 1540, 1100, 700. c) ( ) 700, 1100, 1540. d) ( ) 810, 1000, 1530. 45 12. ( UFT – TO ) Em uma fazenda produtora de soja duas colheitadeiras A e B são utilizadas para a colheita da produção. Quando trabalham juntas conseguem fazer toda a colheita em 72 horas. Porém, utilizando apenas a colheitadeira A, em 120 horas. Se o produtor utilizar apenas a colheitadeira B, toda a colheita será feita em: a) 180 horas b) 165 horas c) 157 horas d) 192 horas 13. Uma verba de R$ 2.700.000,00 deve ser dividida entre os municípios A, B e C em partes proporcionais ao número de matrículas no Ensino Fundamental de cada um deles. O número de alunos matriculados de A é o dobro do número de alunos matriculados de B que, por sua vez, tem o triplo do número de matrículas de C. Com base nessas informações, pode-se afirmar que o município A deverá receber, em milhares de reais, uma quantia igual a: a) 270 b) 810 c) 1270 d) 1620 14. Uma mina d'água localiza-se na divisa de dois sítios. Os dois proprietários, Sr. Edson e Sr. José, resolveram construir, na saída da mina, uma caixa de água coberta e vão dividir as despesas entre si, em partes inversamente proporcionais às distâncias de suas casas em relação à mina. Se as despesas totalizarem R$ 5.600,00 e se as casas do Sr. Edson e do Sr. José distam, respectivamente, 5 km e 3 km da mina, então a parte da despesa que caberá ao Sr. Edson é a) R$ 1.900,00 b) R$ 2.100,00 c) R$ 2.200,00 d) R$ 3.100,00 e) R$ 3.500,00 de reais. 06. 120, 80 e 60. 07. 40 pulseiras, 30 colares e 24 anéis 08. *** 09. c 10. c 11. b 12. A 13. D 14. B 15. 03 REGRA DE TRÊS SIMPLES E REGRA DE TRÊS COMPOSTA Consta na história da matemática que os gregos e os romanos conhecessem as proporções, porem não chegaram a aplicá-las na resolução de problemas. Na idade média, os árabes revelaram ao mundo a regra de três. Nos século XIII, o italiano Leonardo de Pisa difundiu os princípios dessa regra em seu livro Líber Abaci, com o nome de Regra de Três Números Conhecidos. 15. ( FASA - 2015 ) O tempo médio de espera de um pronto-socorro é diretamente proporcional ao número de pacientes atendidos, mas inversamente proporcional ao número de médicos atendentes. Em um dia no qual havia 12 médicos e foram atendidos 75 pacientes, esse tempo foi de 1h15min. Em outro dia, no qual 15 médicos atendam 100 pacientes, calcula-se que esse tempo seja de 01) 1h40min 02) 1h30min 03) 1h20min 04) 1h10min 05) 1h GABARITO 01. D 02. C 03. D 04. R$84,00 e R$96,00. 05. 1 milhão de reais; 2 milhões de reais e 3 milhões 46 REGRA DE TRÊS SIMPLES Exercício resolvido Regra de três simples é um processo prático para resolver problemas que envolvam quatro valores dos quais conhecemos três deles. Devemos, portanto, determinar um valor a partir dos três já conhecidos. Passos utilizados numa regra de três simples: a) Em 8 horas, 20 caminhões descarregam 160m 3 de areia. Em 5 horas, quantos caminhões serão necessários para descarregar 125m 3? Para iniciar a resolução desse tipo de regra de três, devemos organizar as informações. Construir uma tabela, agrupando as grandezas da mesma espécie em colunas e mantendo na mesma linha as grandezas de espécies diferentes em correspondência. Identificar se as grandezas são diretamente ou inversamente proporcionais. Montar a proporção e resolver a equação. Exercícios resolvidos Agora iremos analisar as situações para definir o sentido das setas. Aumentando o número de horas de trabalho, podemos diminuir o número de caminhões.Portanto a relação é inversamente proporcional (seta para cima na 1ª coluna). a) Se 8m de tecido custam 156 reais, qual o preço de 12 m do mesmo tecido? Observe que as grandezas são diretamente proporcionais, aumentando o metro do tecido aumenta na mesma proporção o preço a ser pago, então teremos: 8 156 156.12 8 x 156.12 x 12 x 8 x 234 A quantia a ser paga é de R$234,00. b) Um carro, à velocidade de 60km/h, faz certo percurso em 4 horas. Se a velocidade do carro fosse de 80km/h, em quantas horas seria feito o mesmo percurso? Aumentando o volume de areia, devemos aumentar o número de caminhões. Portanto a relação é diretamente proporcional (seta para baixo na 3ª coluna). Devemos agora igualar a razão que contém o termo x com o produto das outras razões de acordo com o sentido das setas, ficando: 20 5 160 20 20 . 20 x 25.20 x 8 125 x 25 25.20 x x 25 20 Será preciso de 25 caminhões. QUESTÕES Observe que as grandezas são inversamente proporcionais, aumentando a velocidade o tempo diminui na razão inversa, então teremos: 80 4 60.4 80 x 60.4 x 60 x 80 x3 O carro gastará 3 horas para fazer o mesmo percurso. REGRA DE TRÊS COMPOSTA A regra de três composta é utilizada em problemas com mais de duas grandezas, direta ou inversamente proporcionais. 01. (ENEM) Segundo as regras da Fórmula 1, o peso mínimo do carro, de tanque vazio, com o piloto, é de 605 kg, e a gasolina deve ter densidade entre 725 e 780 gramas por litro. Entre os circuitos nos quais ocorrem competições dessa categoria, o mais longo é Spa-Francorchamps, na Bélgica, cujo traçado tem 7 km de extensão. O consumo médio de um carro da Fórmula 1 é de 75 litros para cada 100 km. Suponha que um piloto de uma equipe específica, que utiliza um tipo de gasolina com densidade de 750 g/L, esteja no circuito de Spa-Francorchamps, parado no Box para reabastecimento. Caso ele pretenda dar mais 16 voltas, ao ser liberado para retornar à pista, seu carro deverá pesar, no mínimo, A) 617 kg. B)668 kg. C)680 kg. 47 D) 689 kg. E) 717 kg 02. (UFMG) Um menino percorre, de bicicleta, 7 km em 35 minutos, com velocidade constante. Aumentando essa velocidade de 1/5 de seu valor, o tempo que leva, em minutos, para percorrer 12 km, é: A) 30 B) 40 C) 50 D) 60 E) 72 03. (USP) Uma família composta de 6 pessoas consome em 2 dias 3 kg de pão. Quantos quilos serão necessários para alimentá-la durante 5 dias estando ausentes 2 pessoas? A) 3 B) 2 C) 4 D) 6 E) 5 04. (UFMG) Dez máquinas, funcionando 6 horas por dia, durante 60 dias, produzem 90.000 peças. O número de dias para que 12 dessas máquinas, funcionando 8 horas por dia, produzam 192.000 peças é: A) 40 B) 50 C) 70 D) 80 E) 90 05.(IBGE-UFRJ)Em uma fábrica, quatro máquinas idênticas são capazes de produzir vinte peças em dez horas. Se apenas duas dessas máquinas forem utilizadas, dez peças serão produzidas na seguinte quantidade de horas: A) 4 B) 8 C) 10 D) 16 E) 20. 06.(BNDES-CESGRANRIO) O estoque de pó de café em um escritório é suficiente para seus 16 funcionários durante 62 dias. Depois de 12 dias, passam a trabalhar no escritório mais 4 funcionários. Passados mais 15 dias, 10 funcionários são transferidos para outro escritório. Quantos dias mais durará o estoque de pó de café? A) 23 B) 25 C) 30 D) 35 E) 50 07.(ENEM) Uma escola lançou uma campanha para seus alunos arrecadarem, durante 30 dias, alimentos não perecíveis para doar a uma comunidade carente da região. Vinte alunos aceitaram a tarefa e nos primeiros 10 dias trabalharam 3 horas diárias, arrecadando 12 kg de alimentos por dia. Animados com os resultados, 30 novos alunos somaram-se ao grupo, e passaram a trabalhar 4 horas por dia nos dias seguintes até o término da campanha. Admitindo-se que o ritmo de coleta tenha se mantido constante, a quantidade de alimentos arrecadados ao final do prazo estipulado seria de A) 920 kg. B) 800 kg. C) 720 kg. D) 600 kg. E) 570 kg 08.(UNIFOR-CE) Se 6 impressoras iguais produzem 1000 panfletos em 40 minutos, em quanto tempo 3 dessas impressoras produziriam 2000 desses panfletos? a) ( ) 1 hora e 50 minutos b) ( ) 2 horas c) ( ) 2 horas e 30 minutos d) ( ) 2 horas e 40 minutos e) ( ) 3 horas 09.(UFRGS-RS) Se foram empregados 4 Kg de fios para tecer 14 m de fazenda com 80 cm de largura, quantos quilogramas serão necessários para produzir 350 m de fazenda com 120 cm de largura? a) ( ) 130 b) ( ) 150 c) ( ) 160 d) ( ) 180 e) ( ) 250 10.Andando a pé, 8 horas por dia, um rapaz conseguiu, em 10 dias, percorrer a distância de 320 Km. Quantos quilômetros esse rapaz poderia percorrer, em 8 dias, na mesma velocidade, se andasse 12 horas por dia? a) ( ) 170 b) ( ) 266 c) ( ) 384 d) ( ) 400 11. Em 4 horas, 9 rapazes colhem uma quantidade de laranja que enche 360 caixas. Quantos rapazes colhem a quantidade necessária para encher 510 caixas em 3 horas? 12. ( UFSC ) Observe as proposições abaixo I ) Se 2 impressoras trabalhando 10 horas por dia levam 5 dias para fazer determinado trabalho, então 3 impressoras (com a mesma eficiência das anteriores) trabalhando 8 horas por dia levarão 6 dias para fazer o mesmo trabalho. II ) Um investidor tem seu dinheiro aplicado a 2% ao mês. Deseja comprar um bem no valor de R$ 100.000,00, que pode ser pago a vista ou em três parcelas de R$ 34.000,00, sendo a primeira de entrada 48 e as outras em 30 e 60 dias. Ele sairá lucrando se fizer a compra parcelada. III ) Duplicando-se o lado de um triângulo eqüilátero, sua área fica também duplicada. IV ) Obter 7 acertos numa prova de 12 questões é um desempenho inferior a obter 6 acertos numa prova de 10 questões, porém superior a obter 5 acertos numa prova de 9 questões. Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas INCORRETAS. a) I e II. b) II e III. c) III e IV. d) I, II e IV. e) I, II e III. GABARITO 1) B 2) C 3) E 8) D 10) C 13) D 9) B 14) E 4) D 5) C 6) E 11) 17 rapazes 7) A 12) E 15) C 13. ( UNICAMP – SP ) Uma obra será executada por 13 operários (de mesma capacidade de trabalho) trabalhando durante 11 dias com jornada de trabalho de 6 horas por dia. Decorridos 8 dias do início da obra 3 operários adoeceram e a obra deverá ser concluída pelos operários restantes no prazo estabelecido anteriormente. Qual deverá ser a jornada diária de trabalho dos operários restantes nos dias que faltam para a conclusão da obra no prazo previsto? a) 7h 42 b) 7h 44 c) 7h 46 d) 7h 48 e) 7h 50 14. Um engenheiro, para calcular a área de uma cidade, copiou sua planta numa folha de papel de boa qualidade, recortou e pesou numa balança de precisão, obtendo 40 g. Em seguida, recortou do mesmo desenho, uma praça de dimensões reais 100 m x 100m, pesou o recorte na mesma balança e obteve 0,08g. Com esses dados foi possível dizer que a área da cidade, em metros quadrados, é de, aproximadamente, A) 800 B) 10000 C) 320000 D) 400000 E) 5000000 ( PM – MG ) Um fazendeiro tem milho para alimentar 15 galinhas durante 20 dias. No fim de 2 dias, compra mais 3 galinhas; 4 dias depois desta compra, uma raposa come algumas galinhas. o fazendeiro pôde alimentar as galinhas que restaram durante 18 dias. Quantas galinhas a raposa comeu? A) 5 B) 6 C) 7 D) 8 49 02. (ENEM - 2010) PORCENTAGEM Suponhamos o seguinte problema: Um curso prévestibular aprovou 300 de seus 2.500 alunos. Em cada 100 alunos, quantos foram aprovados? Observe a regra de três: 2.500 alunos 100 alunos 300 2500 x 100 300 aprovados x 2500x = 30000 x = 12 Portanto, em cada 100 alunos, 12 foram aprovados. Dizemos que 12% (doze por cento) dos aluno: foram aprovados ou que tal curso teve uma porcentagem de 12% de aprovação ou ainda que a taxa percentual de aprovação foi de 12%. Uma porcentagem equivale, na prática, a uma razão de denominador 100. Exemplos: 5 = 1 = 0,05 100 20 0,2 0,2% = = 2 = 0,002 100 1000 200 200% = =2 100 5% = Exemplo: Vamos calcular 3,5% de 3800. 3,5% de 3800 = 3,5 x 3800 =133 100 QUESTÕES 01. (UEMG) “O ministro da Saúde, José Gomes Temporão, afirmou nesta sexta-feira que mais 19 casos de gripe suína - a gripe A (H1N1) - foram confirmados no Brasil. Com isso, o número de pessoas infectadas sobe para 756. Os novos casos foram confirmados em São Paulo (7), Minas Gerais (6), Rio de Janeiro (2), Rio Grande do Sul (2), Paraná (1) e Mato Grosso do Sul (1). De acordo com o governo, a maioria dos infectados no país, desde 8 de maio, já recebeu alta ou está em processo de recuperação”. Folha OnLine 03/07/2009 Com base nestas informações, em relação aos novos casos da gripe suína, o número de infectados, na região sudeste, corresponde, APROXIMADAMENTE: A) 79% dos casos. B) 65% dos casos. C) 70% dos casos. D) 90% dos casos. 03.(UNIMONTES) Um aluno acertou 60% das 40 questões já feitas do teste de matemática. Para conseguir 80% de acertos, o número de questões a mais que ele precisa resolver e acertar é A) 64. B) 40. C) 80. D) 30. 04.(UFOP) A concentração do álcool na gasolina brasileira, segundo o CNP – Conselho Nacional de Petróleo –, é de 25%. Certo posto de gasolina foi interditado após a fiscalização determinar que a gasolina possuía concentração de 30% de álcool. Havia nesse posto um estoque de 80.000 litros dessa gasolina adulterada. O número de litros de gasolina pura que deve ser adicionado a esse estoque de modo a se obter uma mistura com 25% de álcool é: A) 16.000 B) 20.000 C) 24.000 D) 30.000 05. (FIP) Em uma sala onde estão 100 pessoas, sabese que 99% são homens. Quantos homens devem sair para que a porcentagem de homens passe a ser de 98%? A) 2 B) 1 50 QUESTÕES DO ENEM C) 50 D) 98 06.Um carro bicombustível percorre 8 km com um litro de álcool e 11 km com um litro do combustível constituído de 75% de gasolina e de 25% de álcool, composição adotada, atualmente, no Brasil. Recentemente, o Governo brasileiro acenou para uma possível redução, nessa mistura, da porcentagem de álcool, que passaria a ser de 20%. Suponha que o número de quilômetros que esse carro percorre com um litro dessa mistura varia linearmente de acordo com a proporção de álcool utilizada. Então, é CORRETO afirmar que, se for utilizado um litro da nova mistura proposta pelo Governo, esse carro percorrerá um total de A) 11,20 km . B) 11,35 km . C) 11,50 km . D) 11,60 km . 07. (CTSP) O valor de A-( ) 30% B-( ) 30 C-( ) 3 D-( ) 3% é: 08. ( MACK – 2001 ) Numa festa, a razão entre o número de moças e o de rapazes rapazes na festa é : a) 44% b) 45% d) 48% e) 46% é 13 . A porcentagem de 12 c) 40% 09. ( Fuvest – SP ) O quadrado de 6%, a raiz quadrada positiva de 49% e 4% de 180 valem, respectivamente : a) 36% ; 7% ; 7,2 b) 0,36% ; 70% ; 7,2 c) 0,36% ; 7% ; 72 d) 36% ; 70% ; 72 e) 3,6% ; 7% ; 7,2 GABARITO 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09. A C B A C A A D B 01. (ENEM-2009) Os calendários usados pelos diferentes povos da terra são muito variados. O calendário islâmico, por exemplo, é lunar, e nele cada mês tem sincronia com a fase da lua. O calendário maia segue o ciclo de Vênus, com cerca de 584 dias, e cada 5 ciclos de Vênus corresponde a 8 anos de 365 dias da terra. MATSSURA, Oscar. Calendário e o fluxo do tempo. Scientific American Brasil. Disponível em: http://www.uol.com.br Acesso em: 14 out. 2008 (adaptado) Quantos ciclos teria, em Vênus, um período terrestre de 48 anos? A) 30 ciclos. B) 40 ciclos. C) 73 ciclos. D) 240 ciclos. E) 384 ciclos. 02.(ENEM-2009) Pneus usados geralmente são descartados de forma inadequada, favorecendo a proliferação de insetos e roedores e provocando sérios problemas de saúde pública. Estima-se que, no Brasil, a cada ano, sejam descartados 20 milhões de pneus usados. Como alternativa para dar uma destinação final a esses pneus, a Petrobras, em sua unidade de São Mateus do Sul, no Paraná, desenvolveu um processo de obtenção de combustível a partir da mistura dos pneus com xisto. Esse procedimento permite, a partir de uma tonelada de pneu, um rendimento de cerca de 530 kg de óleo. Disponível em: http://www.ambientebrasil.com.br. Acesso em 3 out. 2008 (adaptado) Considerando que uma tonelada corresponde, em média, a cerca de 200 pneus, se todos os pneus descartados anualmente fossem utilizados no processo de obtenção de combustível pela mistura com xisto, seriam então produzidas (A) 5,3 mil toneladas de óleo. (B) 53 mil toneladas de óleo. (C) 530 mil toneladas de óleo. (D) 5,3 milhões de toneladas de óleo. (E) 530 milhões de toneladas de óleo. 03.(ENEM-2009) As abelhas domesticadas da América do Norte e da Europa estão desaparecendo, sem qualquer motivo aparente. As abelhas desempenham papel fundamental na agricultura, pois são responsáveis pela polinização (a fecundação das plantas). Anualmente, apicultores americanos alugam 2 milhões de colméias para polinização de lavouras. O sumiço das abelhas já inflacionou o preço de locação das colméias. No ano passado, o aluguel de cada caixa (colméia) com 50.000 abelhas estava na faixa de 75 dólares. Depois do ocorrido, aumentou para 150 dólares. A previsão é que faltem abelhas para polinização neste ano nos EUA. Somente as lavouras de amêndoa da Califórnia necessitam de 1,4 milhões de colméias. Disponível em: http://veja.abril.com.br. Acesso em: 23 fev. 2009 (adaptado) De acordo com essas informações, o valor a ser gasto 51 pelos agricultores das lavouras de amêndoa da Califórnia com o aluguel das colméias será de A) 4,2 mil dólares. B)105 milhões de dólares. C)150 milhões de dólares. D) 210 milhões de dólares. E) 300 milhões de dólares. 04.(ENEM-2009) Segundo a Associação Brasileira de Alumínio (ABAL), o Brasil foi o campeão mundial, pelo sétimo ano seguido, na reciclagem de latas de alumínio. Foi reciclagem 96,5% do que foi utilizado no mercado interno em 2007, o equivalente a 11,9 bilhões de latinhas. Este número significa, em média, um movimento de 1,8 bilhão de reais anuais em função da reutilização de latas no Brasil, sendo 523 milhões referentes à etapa da coleta, gerando, assim, “emprego” e renda para cerca de 180 mil trabalhadores, Essa renda, em muitos casos, serve como complementação do orçamento familiar e, em outros casos, como única renda da família. Revista Conhecimento Prático Geografia, nº.22. (adaptado) Com base nas informações apresentadas, a renda média mensal dos trabalhadores envolvidos nesse tipo de coleta gira em torno de A) R$173,00. B) R$242,00. D) R$504,00. E) R$841,00. C) R$343,00. 05.(ENEM-2009) Uma fotografia tirada em uma câmera digital é formada por um grande número de pontos, denominados pixels. Comercialmente, a resolução de uma câmera digital é especificada indicando os milhões de pixels, ou seja, os megapixels de que são constituídas as suas fotos. Ao se imprimir uma foto digital em papel fotográfico, esses pontos devem ser pequenos para que não sejam distinguíveis a olho nu. A resolução de uma impressora é indicada pelo termo dpi (dot per inch), que é a quantidade de pontos que serão impressos em uma linha com uma polegada de comprimento. Uma foto impressa com 300 dpi, que corresponde a cerca de 120 pontos por centímetro, terá boa qualidade visual já que os pontos serão tão pequenos, que o olho não será capaz de vê-los separados e passará a ver um padrão contínuo. Para se imprimir uma foto retangular de 15 cm por 20 cm, com resolução de pelo menos 300 dpi, qual é o valor aproximado de megapixels que a foto terá? A) 1,00 megapixel. C) 2,70 megapixels E) 4,32 megapixels. B) 2,52 megapixels. D) 3,15megapixels. 06.(ENEM-2009) No depósito de uma biblioteca há caixas contendo folhas de papel de 0,1 mm de espessura, e em cada uma delas estão anotadas 10 títulos de livros diferentes. Essas folhas foram empilhadas formando uma torre vertical de 1 m de altura. Qual a representação, em potência de 10, correspondente à quantidade de títulos de livros registrados nesse empilhamento? 2 4 A) 10 B) 10 5 6 C) 10 D) 10 7 E) 10 07.(ENEM-2009) Um comerciante contratou um novo funcionário para cuidar das vendas. Combinou pagar a essa pessoa R$120,00 por semana, desde que as vendas se mantivessem em torno dos R$600,00 semanais e, como um estímulo, também propôs que na semana na qual ele vendesse R$1.200,00, ele receberia R$200,00, em vez de R$120,00. Ao término da primeira semana, esse novo funcionário conseguiu aumentar as vendas para R$990,00e foi pedir ao seu patrão um aumento proporcional ao que consegui aumentar as vendas. O patrão concordou e, após fazer alguns cálculos, pagou ao funcionário a quantia de A) R$160,00. D) R$180,00. B) R$165,00. E) R$198,00. C) R$172,00. 08.(ENEM-2009) A taxa anual de desmatamento na Amazônia é calculada com dados de satélite, pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), de 1º de agosto de um ano a 31 de julho do ano seguinte. O mês de julho de 2008 foi registrado que o desmatamento acumulado nos últimos 1 meses havia sido 64% maior do que no ano anterior, quando o INPE registrou 4.974 km 2 de floresta desmatada. Nesses mesmos 12 meses acumulados, somente o estado de Mato Grosso foi responsável por, aproximadamente, 56%da área total desmatada na Amazônia. Jornal O Estado de São Paulo. Disponível em: <http://www.estadao.com.br>. Acesso em 30 ago.2008 (adaptado). De acordo com os dados, a área desmatada sob a responsabilidade do estado do Mato Grosso,em julho de 2008, foi (A) inferior a 2.500 km 2. 2 2 (B) superior a 2.500 km e inferior a 3.000 km . 2 2 (C) superior a 3.000 km e inferior a 3.900 km . 2 (D) superior a 3.900 km e inferior a 4.700 km 2. (E) superior a 4.700 km2. 09.(ENEM-2009) No mundial de 2007, o americano Bernard Lagat, usando pela primeira vez uma sapatilha 34% mais levedo que a média, conquistou o ouro na corrida de 1.500 metros com um tempo de 3,58 minutos. No ano anterior, em 2006, ele havia ganhado medalha de ouro com um tempo de 3,65 minutos nos mesmos 1.500 metros. Revista Veja, São Paulo, ago. 2008 (adaptado) Sendo assim, a velocidade média do atleta aumentou em aproximadamente A) 1,05 B) 2,00% C) 4,11% D) 4,19% E) 7,00% 52 10.(ENEM-2009)Uma pesquisa foi realizada para tentar descobrir, do ponto de vista das mulheres, qual é o perfil da parceira ideal procurada pelo homem do séc XXI. Alguns resultados estão apresentados no quadro abaixo. pelo correio. O diretor da escola pesquisou que tipos de selos deveriam ser utilizados. Concluiu que, para o primeiro tipo de folheto, bastava um selo de R$ 0,65 enquanto para folhetos do segundo tipo seriam necessários três selos, um de R$ 0,65, um de R$ 0,60 e um de R$ 0,20. O diretor solicitou que se comprassem selos de modo que fossem postados exatamente 500 folhetos do segundo tipo e uma quantidade restante de selos que permitisse o envio do máximo possível de folhetos do primeiro tipo. Quantos selos de R$ 0,65 foram comprados? A) 476 B) 675 C) 923 D) 965 E) 1 538 Se a pesquisa foi realizada com 300 mulheres, então a quantidade delas que acredita que os homens odeiam ir ao shoping e pensam que eles preferem que elas façam todas as tarefas da casa é A) inferior a 80. B) superior a 80 e inferior a 220. C) superior a 100 e inferior a 120. D) superior a 120 e inferior a 140. E) superior a 140. 14.(ENEM-2010) Em 2006, a produção mundial de etanol foi de 40 bilhões de litros e a de biodiesel, de 6,5 bilhões. Neste mesmo ano, a produção brasileira de etanol correspondeu a 43 % da produção mundial, ao passo que a produção dos Estados Unidos da América, usando milho, foi de 45 %. 11.(ENEM-2010) No monte do Cerro Amazones, no deserto do Atacama, no Chile, ficará o maior telescópio da superfície terrestre, o Telescópio Europeu Extremamente Grande (E – ELT). O E– ELT terá um espelho primário de 42m de diâmetro, “O maior olho do mundo voltado para o céu”. Ao ler o texto em sala de aula, a professora fez uma suposição de que o diâmetro do olho humano mede aproximadamente 2,1cm. Qual a razão entre o diâmetro do olho humano, e o diâmetro do espelho primário do telescópio citado? A) 1:20; B) 1:100; C) 1:200; D) 1:1000; E) 1:2000. 12.(ENEM-2010) Uma empresa possui um sistema de controle de qualidade que classifica o seu desempenho financeiro anual, tendo como base o do ano anterior. Os conceitos são: insuficiente, quando o crescimento é menor que 1%; regular, quando o crescimento é maior ou igual a 1% e menor que 5%; bom, quando o crescimento é maior ou igual a 5% e menor que 10%; ótimo, quando é maior ou igual a 10% e menor que 20%; e excelente, quando é maior ou igual a 20%. Essa empresa apresentou lucro de R$ 132 000,00 em 2008 e de R$ 145 000,00 em 2009. De acordo com esse sistema de controle de qualidade, o desempenho financeiro dessa empresa no ano de 2009 deve ser considerado A) insuficiente. B) regular. C) bom. D) ótimo. E) excelente. 13.(ENEM-2010) Uma escola recebeu do governo uma verba de R$ 1000,00 para enviar dois tipos de folhetos Disponível em: planetasustentavel.abril.com.br. Acesso em: 02 maio 2009. Considerando que, em 2009, a produção mundial de etanol seja a mesma de 2006 e que os Estados Unidos produzirão somente a metade de sua produção de 2006, para que o total produzido pelo Brasil e pelos Estados Unidos continue correspondendo a 88% da produção mundial, o Brasil deve aumentar sua produção em, aproximadamente, A) 22,5%. B) 50,0%. C) 52,3%. D) 65,5% E) 77,5%. 15.(ENEM-2010) A disparidade de volume entre os planetas é tão grande que seria possível colocá-los uns dentro dos outros. O planeta Mercúrio é o menor de todos. Marte é o segundo menor: dentro dele cabem três Mercúrios. Terra é o único com vida: dentro dela cabem sete Martes. Netuno é o quarto maior: dentro dele cabem 58 Terras. Júpiter é o maior dos planetas: dentro dele cabem 23 Netunos. Revista Veja. Ano 41, nº 25, 25 jun. 2008 (adaptado). Seguindo o raciocínio proposto, quantas Terras cabem dentro de Júpiter? A) 406 B) 1 334 C) 4 002 D) 9 338 E) 28 014 16.(ENEM-2010) Um dos grandes problemas da poluição dos mananciais (rios, córregos e outros) ocorre pelo hábito de jogar óleo utilizado em frituras nos encanamentos que estão interligados com o sistema de esgoto. Se isso ocorrer, cada 10 litros de óleo poderão contaminar 10 milhões de litros de água potável. Manual de etiqueta. Parte integrante das revistas Veja (ed. 2055), Cláudia (ed. 555), National Geographic (ed. 93) e Nova Escola (ed. 208) (adaptado). Suponha que todas as famílias de uma cidade descartem os óleos de frituras através dos 53 encanamentos e consomem 1 000 litros de óleo em frituras por semana. Qual seria, em litros, a quantidade de água potável contaminada por semana nessa cidade? –2 3 A) 10 B) 10 4 C) 10 C) 10 6 9 E) 10 17.(ENEM-2013)Muitos processos fisiológicos e bioquímicos, tais como batimentos cardíacos e taxa de respiração, apresentam escalas construídas a partir da relação entre superfície e massa (ou volume) do animal. Uma dessas escalas, por exemplo, considera que “o cubo da área S da superfície de um mamífero é proporcional ao quadrado de sua massa M”. HUGHES-HALLETT, D. et al. Cálculo e aplicações. São Paulo: Edgard Blücher, 1999 (adaptado). Isso é equivalente a dizer que, para uma constante k > 0, a área S pode ser escrita em função de M por meio da expressão: A) S = k . M B) S k. M 1 3 C) S k 1 1 3.M 3 D) S k 1 2 3.M 3 1 E) S k 3 . M2 18.(ENEM-2013) Uma indústria tem um reservatório de água com capacidade para 900 m 3. Quando há necessidade de limpeza do reservatório, toda a água precisa ser escoada. O escoamento da água é feito por seis ralos, e dura 6 horas quando o reservatório está cheio. Esta indústria construirá um novo reservatório, com capacidade de 500 m3, cujo escoamento da água deverá ser realizado em 4 horas, quando o reservatório estiver cheio. Os ralos utilizados no novo reservatório deverão ser idênticos aos do já existente. A quantidade de ralos do novo reservatório deverá ser igual a A) 2. B) 4. C) 5. D) 8. E) 9. nas rodovias brasileiras é o excesso de carga transportada pelos caminhões. Dimensionado para o tráfego dentro dos limites legais de carga, o piso das estradas se deteriora com o peso excessivo dos caminhões. Além disso, o excesso de carga interfere na capacidade de frenagem e no funcionamento da suspensão do veículo, causas frequentes de acidentes. Ciente dessa responsabilidade e com base na experiência adquirida com pesagens, um caminhoneiro sabe que seu caminhão pode carregar, no máximo, 1 500telhas ou 1 200 tijolos. Considerando esse caminhão carregado com 900 telhas, quantos tijolos, no máximo, podem ser acrescentados à carga de modo a não ultrapassar a carga máxima do caminhão? A)300 tijolos B)360 tijolos C) 400 tijolos D)480 tijolos E)600 tijolos 21.(ENEM-2013) Uma torneira não foi fechada corretamente e ficou pingando, da meia-noite às seis horas da manhã, com a frequência de uma gota a cada três segundos. Sabe-seque cada gota d’agua tem volume de 0,2 mL.Qual foi o valor mais aproximado do total de água desperdiçada nesse período, em litros? A) 0,2 B) 1,2 C) 1,4 D) 12,9 E) 64,8 22.(ENEM-2013) Nos Estados Unidos a unidade de medida de volume mais utilizada em latas de refrigerante é a onça fluida (fl oz), que equivale a aproximadamente 2,95 centilitros (cL). Sabe-se que o centilitro é a centésima parte do litro e que a lata de refrigerante usualmente comercializada no Brasil tem capacidade de 355 mL. Assim, a medida do volume da lata de refrigerante de 355 mL, em onça fluida (fl oz), é mais próxima de A) 0,83. B) 1,20. C) 12,03. D) 104,73. E) 120,34. 23.(ENEM-2013)A figura apresenta dois mapas, em que o estado do Rio de Janeiro é visto em diferentes escalas. 19.(ENEM-2013) Para se construir um contrapiso, é comum, na constituição do concreto, se utilizar cimento, areia e brita, na seguinte proporção: 1 parte de cimento, 4 partes de areia e 2 partes de brita. Para construir o contrapiso de uma garagem, uma construtora encomendou um caminhão betoneira com 14 m3 de concreto. Qual é o volume de cimento, em m3, na carga de concreto trazido pela betoneira? A) 1,75 B) 2,00 C) 2,33 D) 4,00 E) 8,00 20.(ENEM-2013) Um dos grandes problemas enfrentados 54 de R$ 10,00 por trabalhador por dia de trabalho, e R$ 1.000,00 pelo aluguel diário de cada máquina. O fazendeiro argumentou que fecharia contrato se a cooperativa colhesse 180 hectares de milho em 6 dias, com gasto inferior a R$ 25.000,00. Para atender às exigências do fazendeiro e supondo que o ritmo dos trabalhadores e das máquinas seja constante, a cooperativa deveria A) manter sua proposta. B) oferecer 4 máquinas a mais. C) oferecer 6 trabalhadores a mais. D) aumentar a jornada de trabalho para 9 horas diárias. E) reduzir em R$ 400,00 o valor do aluguel diário de uma máquina. Há interesse em estimar o número de vezes que foi ampliada a área correspondente a esse estado no mapa do Brasil. Esse número é A) menor que 10. B) maior que 10 e menor que 20. C) maior que 20 e menor que 30. D) maior que 30 e menor que 40. E) maior que 40. 24.(ENEM-2013) A Secretaria de Saúde de um município avalia um programa que disponibiliza, para cada aluno de uma escola municipal, uma bicicleta, que deve ser usada no trajeto de ida e volta, entre sua casa e a escola. Na fase de implantação do programa, o aluno que morava mais distante da escola realizou sempre o mesmo trajeto, representado na figura, na escala 1 : 25 000, por um período de cinco dias. 26. (ENEM/2009) O mapa ao lado representa um bairro de determinada cidade, no qual as flechas indicam o sentido das mãos do tráfego. Sabe-se que esse bairro foi planejado e que cada quadra representada na figura é um terreno quadrado, de lado igual a 200 metros. Desconsiderando-se a largura das ruas, qual seria o tempo, em minutos, que um ônibus, em velocidade constante e igual a 40km/h, partindo do ponto X, demoraria para chegar até o ponto Y? A) 25 min B) 15 min C) 2,5 min D)1,5 min E) 0,15 min 27.(ENEM/2009) Uma resolução do Conselho Nacional de Política Energética (CNPE) estabeleceu a obrigatoriedade de adição de biodísel ao óleo dísel comercializado nos postos. A exigência é que, a partir de 1.º de julho de 2009, 4% do volume da mistura final seja formada por biodísel. Até junho de 2009, esse percentual era de 3%. Essa medida estimula a demanda de biodísel, bem como possibilita a redução da importação de dísel de petróleo. Disponível em: http://www1.folha.uol.com.br. Acesso em: 12 jul. 2009 (adaptado). Quantos quilômetros esse aluno percorreu na fase de implantação do programa? A) 4 B) 8 C) 16 D) 20 E) 40 25.(ENEM/2009) Uma cooperativa de colheita propôs a um fazendeiro um contrato de trabalho nos seguintes termos: a cooperativa forneceria 12 trabalhadores e 4 máquinas, em um regime de trabalho de 6 horas diárias, capazes de colher 20 hectares de milho por dia, ao custo Estimativas indicam que, com a adição de 4% de biodísel ao dísel, serão consumidos 925 milhões de litros de biodísel no segundo semestre de 2009. Considerando-se essa estimativa, para o mesmo volume da mistura final dísel/biodísel consumida no segundo semestre de 2009, qual seria o consumo de biodísel com a adição de 3%? A)27,75 milhões de litros. B)37,00 milhões de litros. C)231,25 milhões de litros. D)693,75 milhões de litros. E)888,00 milhões de litros 55 28.(ENEM/2009) Técnicos concluem mapeamento do aquífero Guarani O aquífero Guarani localiza-se no subterrâneo dos territórios da Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai, com extensão total de 1.200.000 quilômetros quadrados, dos quais 840.000 quilômetros quadrados estão no Brasil. O aquífero armazena cerca de 30 mil quilômetros cúbicos de água e é considerado um dos maiores do mundo. Na maioria das vezes em que são feitas referências à água, são usadas as unidades metro cúbico e litro, e não as unidades já descritas. A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) divulgou, por exemplo, um novo reservatório cuja capacidade de armazenagem é de 20 milhões de litros. Disponível em: http://noticias.terra.com.br. Acesso em: 10 jul. 2009 (adaptado). Comparando as capacidades do aquífero Guarani e desse novo reservatório da SABESP, a capacidade do aquífero Guarani é 2 A)1,5 10 vezes a capacidade do reservatório novo. B)1,5 103 vezes a capacidade do reservatório novo. C)1,5 106 vezes a capacidade do reservatório novo. D)1,5 108 vezes a capacidade do reservatório novo. E)1,5 109 vezes a capacidade do reservatório novo. 29.(ENEM/2009) A figura a seguir mostra as medidas reais de uma aeronave que será fabricada para utilização por companhias de transporte aéreo. Um engenheiro precisa fazer o desenho desse avião em escala de 1:150. constante, a quantidade de alimentos arrecadados ao final do prazo estipulado seria de A) 920 kg. B)800 kg. C)720 kg. D)600 kg. E)570 kg. 31.(ENEM/2009) Segundo as regras da Fórmula 1, o peso mínimo do carro, de tanque vazio, com o piloto, é de 605 kg, e a gasolina deve ter densidade entre 725 e 780 gramas por litro. Entre os circuitos nos quais ocorrem competições dessa categoria, o mais longo é Spa-Francorchamps, na Bélgica, cujo traçado tem 7 km de extensão. O consumo médio de um carro da Fórmula 1 é de 75 litros para cada 100 km. Suponha que um piloto de uma equipe específica, que utiliza um tipo de gasolina com densidade de 750 g/L, esteja no circuito de Spa-Francorchamps, parado no box para reabastecimento. Caso ele pretenda dar mais 16 voltas, ao ser liberado para retornar à pista, seu carro deverá pesar, no mínimo, A) 617 kg. B) 668 kg. C) 680 kg. D) 689 kg. E) 717 kg. 32.(ENEM/2009) A vazão do rio Tietê, em São Paulo, constitui preocupação constante nos períodos chuvosos. Em alguns trechos, são construídas canaletas para controlar o fluxo de água. Uma dessas canaletas, cujo corte vertical determina a forma de um trapézio isósceles, tem as medidas especificadas na figura I. Neste caso, a vazão da água é de 1.050 m 3/s. 3 O cálculo da vazão, Q em m /s, envolve o produto da área A do setor transversal (por onde passa a água), em m2, pela velocidade da água no local, v, em m/s, ou seja, Q = Av. Planeja-se uma reforma na canaleta, com as dimensões especificadas na figura II, para evitar a ocorrência de enchentes. Para o engenheiro fazer esse desenho em uma folha de papel, deixando uma margem de 1 cm em relação às bordas da folha, quais as dimensões mínimas, em centímetros, que essa folha deverá ter? A) 2,9 cm 3,4 cm. B)3,9 cm 4,4 cm. C) 20 cm 25 cm. D) 21 cm 26 cm. E)192 cm 242 cm. 30.(ENEM/2009) Uma escola lançou uma campanha para seus alunos arrecadarem, durante 30 dias, alimentos não perecíveis para doar a uma comunidade carente da região. Vinte alunos aceitaram a tarefa e nos primeiros 10 dias trabalharam 3 horas diárias, arrecadando 12 kg de alimentos por dia. Animados com os resultados, 30 novos alunos somaram-se ao grupo, e passaram a trabalhar 4 horas por dia nos dias seguintes até o término da campanha. Admitindo-se que o ritmo de coleta tenha se mantido Na suposição de que a velocidade da água não se alterará, qual a vazão esperada para depois da reforma na canaleta? 56 A) 90 m3/s. 3 C) 1.050 m /s. 3 E)2.009 m /s. B) 750 m3/s. 3 D) 1.512 m /s. 33.(ENEM/2009) A resolução das câmeras digitais modernas é dada em megapixels, unidade de medida que representa um milhão de pontos. As informações sobre cada um desses pontos são armazenadas, em geral, em 3bytes.Porém, para evitar que as imagens ocupem muito espaço, elas são submetidas a algoritmos de compressão, que reduzem em até 95% a quantidade de bytes necessários para armazená-las. Considere 1 KB = 1.000 bytes, 1 MB = 1.000 KB, 1 GB = 1.000 MB. Utilizando uma câmera de 2.0 megapixels cujo algoritmo de compressão é de 95%, João fotografou 150 imagens para seu trabalho escolar. Se ele deseja armazená-las de modo que o espaço restante no dispositivo seja o menor espaço possível, ele deve utilizar A)um CD de 700 MB. B)um pendrivede 1 GB. C)um HD externo de 16 GB. D)um memorystickde 16 MB. E)um cartão de memória de 64 MB. 34.(ENEM/2010) A resistência elétrica e as dimensões do condutor A relação da resistência elétrica com as dimensões do condutor foi estudada por um grupo de cientistas por meio de vários experimentos de eletricidade. Eles verificaram que existe proporcionalidade entre: resistência (R) e comprimento (), dada a mesma secção transversal (A); resistência (R) e área da secção transversal (A). dado o mesmo comprimento () e comprimento () e área da secção transversal (A), dada a mesma resistência (R). Considerando os resistores como fios, pode-se exemplificar o estudo das grandezas que influem na resistência elétrica utilizando as figuras seguintes. d)inversa, direta e direta. e)inversa, direta e inversa. GABARITO 01. A 02. B 03. D 04. B 05. E 06. C 07. C 08. D 09. B 10. C 11. E 12. C 13. C 14. C 15. B 16. E 17. D 18. C 19. B 20. D 21. C 22. C 23. D 24. E 25. D 26. D 27. D 28. E 29. D 30. A 31. B 32. D 33. E 34. C Disponível em: http://www.efeitojoule.com. Acesso em: abr. 2010 (adaptado) As figuras mostram que as proporcionalidades existentes entre resistência (R) e comprimento (), resistência (R) e área da secção transversal (A), e entre comprimento () e área da secção transversal (A) são, respectivamente, a)direta, direta e direta. b)direta, direta e inversa. c)direta, inversa e direta. 57 CÁLCULO ALGÉBRICO EXPRESSÃO ALGÉBRICA Chama-se expressão algébrica todo conjunto de números e variáveis ligados entre si pelas operações numéricas usuais. Chama-se variável qualquer símbolo que representa um elemento genérico de um conjunto, que é denominado então domínio da variável. Exemplos a. 3x y 2x x 2 b. 5a 3 x3 y 6 2 MONÔMIOS OU TERMOS ALGÉBRICOS Chama-se monômio ou termo algébrico toda expressão algébrica em que as constantes e as variáveis estão ligadas apenas pela operação multiplicação. Exemplo: 6x = 6 . x semelhantes. Exemplos: 5x – 3x + 6x + x = (5 – 3 + 6 +1)x = 9x 2ab2 – 1 1 ab2 1 2 ab – ab2 = 2 1ab2 ab2 2 2 2 2 A adição e a subtração de monômios não semelhantes não resulta em um monômio. Exemplos 5x + 3y2 – 6x – x + 4y2 + xy2 = = (5x – 6x – x) + (3y + 4y2) + xy2 = – 2x + 7y2 + xy2 A multiplicação, a divisão e a potenciação de expoente natural se efetuam, no conjunto dos monômios, utilizando-se as propriedades dessas operações em IR. A divisão de monômios pode resultar ou não em monômio. Exemplos: (–2x3y).(5xyz).(–xz4) = (–2). 5 (–1).(x3.x.x).(y.y).(z.z4) Num monômio, distinguimos duas partes: o coeficiente (ou parte constante) e a parte variável. Exemplo: 2 2 No monômio M(a, b) a3 b5 , o coeficiente é e 3 3 a parte variável é a3 b5. O grau de um monômio o expoente de sua variável (se ela é única) ou a soma dos expoentes de suas variáveis. Exemplo: A (x) = 3x5 é um monômio de 5° grau MONÔMIOS SEMELHANTES Dois termos ou monômios que apresentam a parte variável igual são chamados termos ou monômios semelhantes. Exemplos: São semelhantes os termos 2xy4, –2xy4 e xy4 Não são semelhantes os monômios 5a3b2 e 5a2b3. OPERAÇÕES COM MONÔMIOS A adição e a subtração de monômios semelhantes resulta sempre em um monômio. Basta aplicar a propriedade distributiva da multiplicação em relação a adição. Tal procedimento é chamado redução de termos = 10 x5 y2 z5. 6ax 3 8x 4 y 6x 2 8 3 x y 3x 5a 3 5a 2 x MDC E MMC DE MONÔMIOS O máximo divisor comum e o mínimo múltiplo comum de monômios são calculados de maneira semelhante ao MDC e MMC de números naturais. –MDC: fatores comuns com os menores expoentes; –MMC:fatores comuns e não comuns com os maiores expoentes. Exemplo: Seja os monômios A 6x 3 y 2 z e B 8x 5 y . MDC (A, B) 2x 3 y e MMC (A, B) 24x 5 y 2 z IDENTIDADES ALGÉBRICAS NOTÁVEIS Uma igualdade algébrica envolvendo dois polinômios pode ser de dois tipos: a) identidade: verifica-se quaisquer que sejam os valores reais atribuídos às variáveis. b) equação: verifica-se apenas para 58 determinados valores atribuídos às variáveis. Algumas identidades algébricas aparecem com muita freqüência e possuem importantes aplicações. São as chamadas identidades notáveis. Apresentamos as mais importantes no quadro a seguir. 2 = a + 2ab + b 2 = a2 – 2ab + b2 (a + b) (a – b) 2 (a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 (a – b)3 = a3 – 3a2b + 3ab2 – b3 a3 + b3 = (a + b)(a2 – ab + b2) a3 – b3 = (a – b)(a2 + ab + b2) (a+b+c) 2 2, obtemos: x 2 = a + b + c +2ab +2ac +2bc Exemplos: 2 2 Calcule (5x – 3) (5x + 3). Observe que se trata do produto da soma de dois termos pela diferença dos mesmos termos. Considerando 2 a = 5x e b = 3; Então, 2 2 2 2 2 4 (5x - 3) (5x + 3) = (5x ) – 3 = 25x – 9. Calcule (2x – y)3. Trata-se do cubo de uma diferença, sendo a = 2x e b = y. 3 3 8 x 6 x 10 7 2 x 17 Dividindo ambos os membros dessa igualdade por = (a + b)(a – b) 2 2 8x 7 6 x 10 Subtraindo 6 x de cada membro da equação e adicionando 7 a cada membro, obtemos: 2 a2 – b2 2 Exemplo Determinar o número real x tal que Resolução 2 (2x – y) = (2x) – 3.(2x) . y + 3.(2x) . y – y 3 Então (2x – y)3 = 8x3 – 12x2y + 6xy2 – y3 17 . 2 Conjunto Universo E Conjunto Solução De Uma Equação Ao estabelecemos um conjunto universo U para uma equação, estamos exigindo que sejam aceitas como soluções apenas as raízes da equação que pertençam a U. O conjunto formado por essas soluções é chamado de conjunto solução(S) ou conjunto verdade(V) da equação. Exercício resolvido 1. (UNIUBE) A fim de arrecadar fundos para obras sociais, um grupo de amigos promoveu um almoço beneficente em que adultos pagaram R$ 6,00 e crianças R$ 3,00. Entre adultos e crianças, compareceram 100 pessoas e o total arrecadado foi R$ 555,00. Compareceram ao almoço um total de: a) 20 crianças b) 15 crianças c) 25 crianças d) 30 crianças EQUAÇÕES DO 1° GRAU As equações do 1° grau são aquelas que podem ser representadas sob a forma: ax b 0 em que a e b são constantes reais, com a 0 , e x é a incógnita. A resolução desse tipo de equação é fundamentada nas propriedades da igualdade, descritas a seguir. Adicionando um mesmo número a ambos os membros de uma igualdade, ou subtraindo um mesmo número de ambos os membros, a igualdade se mantém. Dividindo ou multiplicando ambos os membros de uma igualdade por um mesmo número não-nulo, a igualdade se mantém. 59 EXERCÍCIOS 01. Um carpinteiro cortou um caibro de 11m de comprimentos em dois pedaços. Um dos pedaços tem 1m a menos que o dobro do outro. Qual é a medida do maior pedaço? 02.( VUNESP) Um clube promoveu um show de música popular brasileira ao qual compareceram 200 pessoas entre sócios e não-sócios. No total o valor arrecadado foi R$1400,00 e todas as pessoas pagaram ingressos. Sabendo-se que o preço do ingresso foi R$ 10,00 e cada sócio pagou a metade desse valor, o número de sócios presentes no show é: a) 80 b) 100 c) 120 d) 140 e)160 03.( PUC) A soma das idades de um pai e de seu filho é 65 anos. Daqui a 2 anos o pai terá exatamente o dobro da idade do filho. Determinar a diferença de idade entre pai e filho. 04. A soma de três números ímpares consecutivos excede o maior deles em 32 unidades. O menor desses números é: a) múltiplo de 6 b) múltiplo de 10 c) divisor de 16 d) divisor de 30 05.( PUC-MG) Todos os alunos de uma turma vão ao laboratório de informática. Se em cada computador ficarem 2 alunos, 8 ficarão sem computador. Porém, se em cada computador ficarem 3 alunos, haverá 4 computadores sobrando. O número de alunos dessa turma é: a) 42 b) 48 c) 54 d) 60 06. (UFMG) Um estudante planejou fazer uma viagem de férias e reservou uma certa quantia em dinheiro para o pagamento de diárias. Ele tem duas opções de hospedagem: a Pousada A, com diária R$ 25,00 , e a Pousada B, com diárias de R$ 30,00 . Se escolher a Pousada A, em vez da Pousada B, ele poderá ficar três dias a mais de férias. Neste caso, é correto afirmar que, para o pagamento de diárias, esse estudante reservou: a) R$ 300,00 b) R$ 600,00 c) R$ 350,00 d) R$ 450,00 07.(PAES) Um granjeiro ia vender ovos a R$ 1,60 a dúzia. Quando os estava colocando na prateleira, quebraram-se cincos dúzias. Não pretendendo ter prejuízos, o granjeiro resolveu vender os ovos restantes a R$ 1,80 a dúzia. Quantas dúzias possuía no início? a) 20 b) 15 c) 30 d) 45 08.(CESPE/UNB) Suponha que, em 2006, em um estado brasileiro, o número de candidatos à Câmara Federal foi igual a doze vezes o número de candidatos ao Senado Federal, e o número de candidatos à Câmara Estadual foi igual ao triplo do número de candidatos à Câmara Federal. Sabendo-se que, nesse estado, o número de candidatos à Câmara Federal adicionado ao número de candidatos ao Senado Federal era igual a 65, é correto concluir que, nesse estado, o número de candidatos à Câmara Estadual em 2006 foi A) inferior a 150. B) superior a 150 e inferior a 160. C) superior a 160 e inferior a 170. D) superior a 170. 09. Paulo é 6 anos mais novo que Marcos. Sabendo-se que há 4 anos a soma das idades de Paulo Marcos era 46 anos qual será a idade de Marcos daqui a 5 anos? a) 32 b) 33 c) 34 d) 35 GABARITO 01. 7 cm 05. B 02. C 06. D 03. 23 anos 07. D 08. D 04. D 09. D QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2009) Diante de um sanduíche e de uma porção de batatas fritas, um garoto, muito interessado na quantidade de calorias que pode ingerir em cada refeição, analisa os dados de que dispõe. Ele sabe que a porção de batatas tem 200g, o que equivale a 560 calorias, e que o sanduíche tem 250 g e 500 calorias. Como ele deseja comer um pouco do sanduíche e um pouco das batatas, ele se vê diante da questão:”Quantos gramas de sanduíche e quantos gramas de batata eu posso comer para ingerir apenas as 462 calorias permitidas para esta refeição?” Considerando que x e y representam, respectivamente, 60 em gramas, as quantidades do sanduíche e das batatas que o garoto pode ingerir, assinale a alternativa correspondente à expressão algébrica que relaciona corretamente essas quantidades. A) 2x + 2,8y = 462 C) 1,8x + 2,3y = 1.060 E) 0,4x + 1/2y = 462 B) 2,8x + 2y = 462 D) 1/2x + 0,4y = 462 02. (ENEM-2010) O Salto Triplo é uma modalidade do atletismo em que o atleta dá um salto em um só pé, uma passada e um salto, nessa ordem. Sendo que o salto com impulsão em um só pé será feito de modo que o atleta caia primeiro sobre o mesmo pé que deu a impulsão; na passada ele cairá com o outro pé, do qual o salto é realizado.Disponível em: www.cbat.org.br (adaptado). Um atleta da modalidade Salto Triplo, depois de estudar seus movimentos, percebeu que, do segundo para o primeiro salto, o alcance diminuía em 1,2 m, e, do terceiro para o segundo salto, o alcance diminuía 1,5 m. Querendo atingir a meta de 17,4 m nessa prova e considerando os seus estudos, a distância alcançada no primeiro salto teria de estar entre A) 4,0 m e 5,0 m. C) 6,0 m e 7,0 m. E) 8,0 m e 9,0 m. B) 5,0 m e 6,0 m. D) 7,0 m e 8,0 m. 03. (ENEM-2010) Um grupo de pacientes com Hepatite C foi submetido a um tratamento tradicional em que 40% desses pacientes foram completamente curados. Os pacientes que não obtiveram cura foram distribuídos em dois grupos de mesma quantidade e submetidos a dois tratamentos inovadores. No primeiro tratamento inovador, 35% dos pacientes foram curados e, no segundo, 45%. Em relação aos pacientes submetidos inicialmente, os tratamentos inovadores proporcionaram cura de A) 16%. D) 48%. B) 24%. E) 64%. C) 32%. 04. (ENEM-2009) Um grupo de 50 pessoas fez um orçamento inicial para organizar uma festa, que seria dividido entre elas em cotas iguais. Verificou-se ao final que, para arcar com todas as despesas, faltavam R$ 510,00, e que 5 novas pessoas haviam ingressado no grupo. No acerto foi decidido que a despesa total seria dividida em partes iguais pelas 55 pessoas. Quem não havia ainda contribuído pagaria a sua parte, e cada uma das 50 pessoas do grupo inicial deveria contribuir com mais R$ 7,00. De acordo com essas informações, qual foi o valor da cota calculada no acerto final para cada uma das 55 pessoas? A) R$ 14,00. D) R$ 32,00. B) R$ 17,00. E) R$ 57,00. C) R$ 22,00. 05. (ENEM-2013) Uma fábrica de fórmicas produz placas quadradas de lados de medida igual a y centímetros. Essas placas são vendidas em caixas com N unidades e, na caixa, é especificada a área máxima S que pode ser coberta pelas N placas. Devido a uma demanda do mercado por placas maiores, a fábrica triplicou a medida dos lados de suas placas e conseguiu reuni-las em uma nova caixa, de tal forma que a área coberta S não fosse alterada. A quantidade X, de placas do novo modelo, em cada nova caixa será igual a: A) N/9 B) N/6 C) N/3 D) 3N E) 9N 06. (ENEM-2013) Na aferição de um novo semáforo, os tempos são ajustados de modo que, em cada ciclo completo (verde-amarelo-vermelho), a luz amarela permaneça acesa por 5 segundos, e o tempo em que a luz verde permaneça acesa seja igual a 2/3 do tempo em que a luz vermelha fique acesa. A luz verde fica acesa, em cada ciclo, durante X segundos e cada ciclo dura Y segundos. Qual é a expressão que representa a relação entre X e Y? A) 5X − 3Y + 15 = 0 B) 5X − 2Y + 10 = 0 C) 3X − 3Y + 15 = 0 D) 3X − 2Y + 15 = 0 E) 3X − 2Y + 10 = 0 07.(ENEM/2009) O Indicador do CadÚnico (ICadÚnico), que compõe o cálculo do Índice de Gestão Descentralizada do Programa Bolsa Família (IGD), é obtido por meio da média aritmética entre a taxa de cobertura qualificada de cadastros (TC) e a taxa de atualização de cadastros (TA), em que , TC NV , NF TA NA , NVé o número de cadastros NV domiciliares válidos no perfil do CadÚnico, NF é o número de famílias estimadas como público alvo do CadÚnico e NA é o número de cadastros domiciliares atualizados no perfil do CadÚnico. Portaria n° 148 de 27 de abril de 2006 (adaptado). Suponha que o IcadÚnico de um município específico é 0,6. Porém, dobrando NF o IcadÚnico cairá para 0,5. Se NA +NV = 3.600, então NF é igual a A) 10.000. B)7.500. C)5.000. D)4.500. E)3.000. GABARITO 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. A D B D A B C 61 EQUAÇÕES DO 2° GRAU As equações do 2° grau são aquelas que podem ser representadas sob a forma: ax 2 bx c 0 em que a, b e c são constantes reais, com incógnita. Exemplos: x2 – 5x + 6 = 0 2 -3x + 27 = 0 a 0, e x é a Qualquer equação do 2°grau pode ser resolvida pela fórmula a seguir, conhecida como fórmula de Bhaskara. x b 2.a 2 S 1, 5 EXERCÍCIOS 01. O valor de R$ 450,00 deveria ser distribuído entre um certo número de pessoas, mas, na hora da distribuição, 3 pessoas não compareceram, fazendo com que os presentes recebessem R$ 5,00 a mais do que receberiam. Quantas pessoas haviam inicialmente? 2 em que: b 4ac . A expressão (delta), chamada de discriminante da equação, informa-nos se a equação tem raízes reais e, no caso de existirem, se não são iguais ou diferentes. Quando 0 , a equação possui duas raízes reais distintas. 02.(UNICAMP – SP) Um fio de 48 cm de comprimento é cortado em duas partes, para formar dois quadrados, de modo que a área de um deles seja quatro vezes a área do outro. a) Qual deve ser o comprimento de cada uma das partes do fio? Quando 0 , a equação possui duas raízes reais iguais. Quando reais. 0 , a equação não possui raízes b) Qual será a área de cada um dos quadrados formados? Se x1 e x2 são as raízes da equação do 2° grau ax 2 bx c 0 , então a soma S e o produto P dessas raízes são: S b a e P c a Exercício resolvido 1. Resolver, no universo dos números reais, a equação do 2° grau: 5 x 3x 2 0 . Resolução Identificam-se os coeficientes a,b e c. 2 a 5 ; b 3 e c 2 Calcula-se o discriminante b 2 4ac : (3) 2 4.5.(2) 49 03.(UFMG) Se a equação x2 + px + q = 0 admite duas raízes e simétricas, então: a) p = 1 e q > 0 b) p = 1 e q < 0 c) p = 0 e q < 0 d) p < 0 e q < 0 4 04.A soma dos quadrados das raízes da equação x + 2 4x – 5 = 0, vale: a) 25 b) 5 c) 4 d) 2 e) 0 Aplica-se a fórmula resolutiva: b x 2.a (3) 49 3 7 x 2.5 10 05.(UNIMONTES) As raízes da equação 2 x + 2 x 5 podem ser encontradas resolvendo-se a equação 1 2 = 2 5 Conclui-se que o conjunto solução S da equação é Logo: x 1 ou x 62 06. ( PUC – SP ) O valor de k, para que a equação quadrática 2x2 + 4x + k = 0 possua duas soluções reais e iguais é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 07. ( UERGS ) Sendo S a soma e P o produto das 2 soluções da equação 2x − 5x − 7 = 0 , pode-se afirmar que A) S − P = 6 . B) S + P = 2 . C) S ⋅ P = 4 . D) S/P= 1 E) S < P . 08.(UCS-RS) Se uma das raízes da equação 2x² – 3px + 40 = 0 é 8, pode-se afirmar que o valor de p é: A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 7 09. ( UFRS ) Os possíveis valores reais de m, para que a equação quadrática 2x2 + 4x + m = 0 possua duas soluções reais e diferentes é: a) m < 2 b) m > 2 c) m < – 2 d) m > – 2 e) m < 3 10 .(FIP-2010) Doze amigos brasileiros viajaram animados para assistir à Copa do Mundo. Ao chegar à África do Sul, conheceram um restaurante brasileiro, onde agendaram um jantar para um dia antes de seu retorno ao Brasil. No dia do jantar, quatro deles não puderam comparecer. Por isso, para que o pagamento do jantar fosse efetuado, cada um dos participantes precisou desembolsar R$20,00 a mais. Qual era, em reais, o valor total desse jantar? A) 480,00 B) 520,00 C) 640,00 D) 720,00 11. (FIP-2012) Duas velas de mesma altura são acesas ao mesmo tempo. A primeira é consumida em 4 horas e a segunda em 3 horas. Suponha que as velas queimem em velocidade constante. Nas condições dadas, após quanto tempo, depois de terem sido acesas que a altura da primeira vela, será o dobro da altura da segunda? A) 1h 32min B) 2h 24min C) 2h 40min D) 1h 56min 12. ( UECE ) Sejam x1 e x2 as soluções da equação 2 2 2x - 6 x + p – 2 = 0 . Se ( x1 + x2 ) = x1 . x2, então p é igual a: a) 1 b) 3 c) 5 d) 7 13. (Unimontes / PAES) Um granjeiro ia vender ovos a R$ 1,60 a dúzia. Quando os estava colocando na prateleira, quebraram-se cincos dúzias. Não pretendendo ter prejuízos, o granjeiro resolveu vender os ovos restantes a R$ 1,80 a dúzia. Quantas dúzias possuía no início? A) 20 B) 15 C) 30 D) 45 14. ( PUC – SP ) Sabendo que x’ e x’’ são as raízes da equação quadrática x2 – 8x + m = 0, o valor de m para que se tenha 3x’ – 4x’’ = 3 é: a) m = 15 b) m = 12 c) m = 7 d) m = 16 GABARITO 01. 18 pessoas 02. a) 16 cm e 32 cm 03. C 04. D 05. D 06. A 07. A 08. E 09. A 10. A 11. B 12. C 13. D 14. A b) 16 cm2 e 64 cm2 63 EQUAÇÕES IRRACIONAIS Equação irracional é uma equação em que há incógnita em um ou mais radicais. São equações irracionais: 2. (PUC -MG) O número de soluções reais da equação a) 0 d) 3 b) 1 e) 4 c) 2 As raízes podem ter qualquer índice, mas no nosso estudo trataremos apenas das equações irracionais que apresentarem raízes quadradas. Não existe fórmula para resolver essas equações, mas temos um processo de resolução prático e seguro que nos conduz a equações cuja resolução já conhecemos. Exercícios Resolvidos 1. (FUVEST) Seja V o conjunto dos números reais que são soluções da equação irracional A equação só admite uma raiz S = { 16} Resposta: alternativa B EXERCÍCIOS 01. Resolva as equações em IR : 02.(FEI – SP) Resolva, em IR, a equação: 03. (FGV – SP) Resolva, no campo real, a equação: GABARITO 01. A) X=3 02. S={15} 03. S={ } B) X=5 C) X=-2 D) X=1 64 FATORAÇÃO DE POLINÔMIOS Fatorar um polinômio significa transformá-lo em um produto de fatores de grau menor, podemos dizer, a grosso modo, que fatorar é o "caminho inverso" de multiplicar. 1º caso: colocar fator comum em evidência Este caso se baseia na propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição e subtração: ab + ac – ad = a.(b + c – d) Dizemos que o fator a, comum a todos os termos do 1º membro, foi colocado em evidência. De maneira geral, ao fatorar um polinômio, colocamos em evidência o máximo divisor comum (MDC) de seus termos e, em seguida, dividimos cada termo por esse MDC. Exemplos: 3x3y2 – 6x4y3 + 12x6y4 = 3x3y2 (1 – 2xy + 4x3y2) a3x2y + a2xy3 = a2xy(ax + y2) 2 2 2 x – 6x + 9 = x – 2.x.3 + 3 = (x – 3) 2 Então, B = 4x. (x – 3) 2 3º caso: Trinômio de 2ºgrau Prova-se que um trinômio de 2º grau ax2 + bx + c (a 0), pode ser fatorado em IR caso admita raízes reais ( 0). Sendo x1 e x2 suas raízes, sua fatoração é o produto do coeficiente a por dois fatores do 1º grau: ax2 + bx + c = a(x – x1) (x – x2) Exemplo: 2 Fatore x – 5x + 6 Raízes: x1 = 2 e x2 = 3 x2 – 5x + 6 = 1.(x - 2)(x - 3) = (x – 2) (x – 3) Exercícios Resolvidos 1. Desenvolva os produtos: Em alguns casos, não há fator comum a todos os termos para se colocar em evidência. Agrupando-se convenientemente os termos, é possível às vezes efetuar mesmo assim a fatoração. Exemplos: ax + ay + bx + by = a(x + y) + b(x + y) Observe que agora (x + y) é fator comum. Colocando-o em evidência, temos finalmente (x + y) (a + b) x4 – 2x3 – 3x + 6 = x3(x – 2) – 3(x – 2) = (x – 2) (x3 – 3) 2º caso:aplicar as identidades notáveis As identidades notáveis que acabamos de estudar são muito úteis na fatoração de certos polinômios. É importante observar que, em todas elas, o 1º membro nada mais é que a fatoração do 2º membro. Desta forma, basta estabelecer uma analogia entre o polinômio a ser fatorado e uma qualquer das identidades notáveis. Exemplos: 4 2 Fatore A = x – 9y 2 2 Observe que A = (x ) – (3y)2. Trata-se do uma diferença de quadrados do tipo a2 – b2 com a = x2 e b = 3y. Então; x4 – 9y2 = (x2)2 –(3y)2 = (x2 + 3y) (x2 –3y) Fatore B = 4x3 – 24x2 + 36x Colocando 4x em evidência, B = 4x (x 2 – 6x + 9) A expressão x2 – 6x + 9 é do tipo a2 – 2ab + b2 , sendo a = x e b = 3. Assim, 65 03. ( U. São Francisco ) O valor numérico da expressão x 2 y 2 x 2 2xy y 2 x y x y 2 igual a: A) 23,25 B) 25,75 C) 26,25 D) 28,00 E) 32,25 2. Fatore as seguintes expressões : para x = 17,25 e y = 10,75, é 04. (CTSP) O resultado da operação : x6 y6 x 2 xy y 2 para x = 5 e y = 3 é igual a: A) 304 B) 268 C) 125 D) 149 1 , então a a expressão ( a + b )³ + ( a – b )³ é igual a : A) 1 B) 2 C) 2a² D) a 05. (CTSP) Sabendo que a 2 3b 2 EXERCÍCIOS 01.( UC – MG ) A expressão a 3 a 2b 3a 5 6a 4 b 3a 3 b 2 x 2 y 2 z 2 2xy equivale a : a a) 3a b b) c) d) e) x 2 y 2 z 2 2xy 2xz 2yz obtemos: 2x y 2z A) 2 a 3a b 1 3a b 1 3aa b 1 3aa b 2y 2z x yz C) 2x – z + y xyz D) xyz B) 02. ( Mack – SP ) Uma expressão equivalente a x y 2x y xy 3 2 2 x 2 y xy 2 a) x + y b) x – y c) x.y d) e) x y xy x.y 06. (CTSP) Simplificando a expressão 3 é: 07. Se m IN, o valor do quociente A) B) C) D) E) 2m 3 2m 1 5 2m 1 1 2 4 8 um valor que depende de m 08. ( UFMG ) ( a–1 + b–1)–2 é igual a ab A) a b2 ab B) 2 2 a b2 C) a2 + b2 66 a 2b 2 D) a b2 09.(UFOP) Simplificando a expressão ax 2 ay 2 x 4xy 3y 2 2 para x ≠ y, obtém-se A) a( x y) x 3y xy B) x 3y a( x y) C) x 3y ( x y) D) x 3y 10. (UFMG) Sejam x e y números reais não-nulos tais que A) B) C) D) x 2 y2 2 . Então é correto afirmar que: x y x2 – y = 0 x + y2 = 0 2 x +y=0 x – y2 = 0 GABARITO 01. E 02. A 03. D 04. A 05. B 06. D 07. C 08. D 09. C 10. B 67 A LINGUAGEM DAS FUNÇÕES CAIU NO ENEM !!! 01.(ENEM) PLANO CARTESIANO O plano cartesiano ortogonal é constituído por dois eixos x e y perpendiculares entre si que se cruzam na origem. O eixo horizontal é o eixo das abscissas (eixo OX) e o eixo vertical é o eixo das ordenadas (eixo OY). Associando a cada um dos eixos o conjunto de todos os números reais, obtém-se o plano cartesiano ortogonal. y(eixo das ordenadas) x(eixo das abscissas) Cada ponto P=(a,b) do plano cartesiano é formado por um par ordenado de números, indicados entre parênteses, a abscissa e a ordenada respectivamente. Este par ordenado representa as coordenadas de um ponto. O primeiro número indica a medida do deslocamento a partir da origem para a direita (se positivo) ou para a esquerda (se negativo). O segundo número indica o deslocamento a partir da origem para cima (se positivo) ou para baixo (se negativo).Observe no desenho que: (a, b) ≠ (b, a) se a ≠ b. y b (a, b) (b, a) a a b GABARITO x 01. A Os dois eixos dividem o plano em quatro regiões denominadas quadrantes sendo que tais eixos são retas concorrentes na origem do sistema formando um ângulo reto. Os nomes dos quadrantes são indicados no sentido anti-horário. y 2º Quadrante 1º Quadrante x 3º Quadrante 4º Quadrante 68 INTRODUÇÃO Exemplos: Ao lermos um jornal ou uma revista, diariamente, deparamo-nos com gráficos, tabelas e ilustrações – instrumentos muito utilizados nos meios de comunicação. Um texto com ilustrações é muito mais interessante, chamativo, agradável e de fácil compreensão. Não é só nos jornais ou nas revistas que encontramos gráficos. Os gráficos estão presentes nos exames laboratoriais, nos rótulos de produtos alimentícios, nas informações de composição química de cosméticos, nas bulas de remédios, enfim, em todos os lugares. Ao interpretarmos esses gráficos, verificamos a necessidade dos conceitos de plano cartesiano. O Sistema ABO dos grupos sangüíneos é explicado pela recombinação genética dos alelos (a,b,o), e este é um bom exemplo de uma aplicação do conceito de produto cartesiano, já que existe uma correspondência biunívoca desse sistema com os fatores Rh+ Rh−. Uma aplicação prática do conceito de relação é a discussão sobre a interação de neurônios (células nervosas do cérebro), ligada ao bom funcionamento do corpo humano. Ao relacionarmos espaço em função do tempo, número do sapato em função do tamanho dos pés, intensidade da fotossíntese realizada por uma planta em função da intensidade de luz a que ela é exposta ou pessoa em função da impressão digital, percebemos quão importantes são os conceitos de funções para compreendermos as relações entre os fenômenos físicos, biológicos, sociais. Observamos, então, que as aplicações de plano cartesiano, produto cartesiano, relações e funções estão presentes no nosso cotidiano. 1. Dados os conjuntos A = {1, 2, 3} e B = {4, 5}, dê os elementos dos seguintes produtos cartesianos: a) A x A Solução: A x A = {(1, 1); (1, 2); (1, 3); (2, 1); (2, 2); (2, 3);(3, 1); (3, 2); (3, 3)} b) A x B Solução: A x B = {(1, 4); (1, 5); (2,4); (2,5); (3,4); (3,5)} c) BxA Solução: B x A = {(4,1); (4,2); (4,3); (5,1); (5,2); (5,3)} 2. Dados os conjuntos abaixo, represente graficamente o produto cartesiano BxA: RELAÇÃO BINÁRIA Sejam A e B conjuntos não-vazios. Uma relação em AxB é qualquer subconjunto R de AxB. PRODUTO CARTESIANO Dados dois conjuntos, podemos formar pares ordenados por meio de uma relação entre eles; o conjunto formado por estes pares ordenados é denominado produto cartesiano definido por: A x B = {(x,y) | x Aey B}. Quando A ou B são vazios, temos que A x B é vazio. A relação mostrada na figura acima é: R = {(a, 3), (b, 3), (c, 2), (c, 3), (d, 2), (d, 3)} Uma relação R de A em B pode ser denotada por R: A → B 69 Exemplos: a) Se A={1,2} e B={3,4}, o produto cartesiano é AxB={(1,3),(1,4),(2,3),(2,4)} e, neste caso, temos algumas relações em AxB: R1 ={(1, 3),(1, 4)} R2 ={(1, 3)} R3 ={(2, 3),(2, 4)} b) Dados os conjuntos A = {1, 2, 3, 4} e B = {2, 3, 4, 5, 6}. Determine R = {(x, y) AxB / y = x + 1}. b) Determine o domínio, imagem e contradomínio da relação R. R = {(1,2), (2,4), (3,6)} D(R) = {1, 2, 3} Im(R) = {2, 4, 6} CD(R) = B EXERCÍCIOS DOMÍNIO, IMAGEM E CONTRADOMÍNIO DE UMA RELAÇÃO a) Domínio Chamamos de domínio de uma relação o conjunto dos elementos do primeiro conjunto que apresentam pelo menos um correspondente no segundo conjunto. b) Contradomínio Chamamos de contradomínio o conjunto formado pelos elementos que ficam à disposição para serem ou não correspondentes de um ou mais elementos do primeiro conjunto. O contradomínio é sempre o segundo conjunto da relação. C) Conjunto imagem Chamamos de imagem cada um dos elementos do segundo conjunto que é correspondente de algum elemento do primeiro conjunto da relação binária. O conjunto formado por todas as imagens da relação é chamado conjunto imagem. 01. (MACK - SP) Sejam A = { 0, 1, 2, 3 }, B = { 1, 2, 4, 5 } e a relação R ={( x, y ) A x B | y = 2x + 1}. O domínio e a imagem dessa relação são respectivamente: a) { 1, 3} e { 1, 5} b) { 0, 1, 2} e { 2, 4} c) { 0, 1, 2, 3} e { 1} d) A e B e) n.d.a 02. (PUC - SP) O domínio da relação R = {( x, y) N | y = x - 5} é: a) N b) N* c) R d) { x N | x 6} e) { x N | x 5} Nx 03. (UFPE) Assinale a única alternativa abaixo que representa o gráfico do conjunto B x A onde A = { y / 1 x 3} e B = { x R / 1 x 2} R Exemplo: Dados os conjuntos A = {1, 2, 3, 4} e B = {2, 3, 4, 5, 6}. a) Determine R = {(x, y) AxB / y = 2x} 70 08. ( UFPA ) Dados os conjuntos A ={ a, b, c } e B ={ a, b }, qual dos conjuntos abaixo é uma relação de A em B ? a) { ( a, a ) ; ( b, b ) ; ( c, c ) } b) { ( a, a ) ; ( b, b ) ; ( b, c ) } c) { ( a, a ) ; ( b, b ) ; ( a, c ) } d) { ( a, a ) ; ( b, b ) ; ( a, b ) } e) { ( c, b ) ; ( b, c ) } 04. (UFPA) Dados os conjuntos A = { a, b, c} e B = { a, b}, qual dos conjuntos abaixo é uma relação de A em B? a) { ( a, a); ( b, b); ( c, c) } b) { ( a, a); ( b, b); ( b, c) } c) { ( a, a); ( b, b); ( a, c) } d) { ( a, a); ( b, b); ( a, b) } e) { ( c, b); ( b, c) } GABARITO 01. E 02. E 03. E 04. D 05. E 06. E 07. A 08. D 05. (FCC - BA) Dados os conjuntos A = { 0 , 1}, B = { 1, 2} e C = { 0, 2}, então ( A x B) - (B x C) é o conjunto: a) { } b) { ( 1, 1) ; ( 1, 2) } c) { ( 0, 1) ; ( 2, 0) ; ( 2, 2) } d) { ( 1, 1) ; ( 0, 2) ; ( 2, 2) } e) { ( 0, 1) ; ( 0, 2) ; ( 1, 1) } 06. ( FCC – BA ) Dados os conjuntos A = { 0, 1 }, B = { 1, 2 } e C = { 0, 2 }, então ( A x B ) – ( B x C ) é o conjunto: a) b) { ( 1, 1 ) , ( 1, 2 ) } c) { ( 0, 1 ) , ( 2, 0 ) , ( 2 , 2 )} d) { ( 1, 1 ) , ( 0, 2 ) , ( 2 , 2 )} e) { ( 0, 1 ) , ( 0, 2 ) , ( 1 , 1 )} 07. ( PUCC ) Dados os conjuntos A = { x R / 1 ≤ x ≤ 3 } e B = { x R / – 1 ≤ x ≤ 1 }, o gráfico que melhor representa o produto cartesiano B x A é : 71 FUNÇÃO O conceito de função é um dos mais importantes em toda a matemática. O conceito básico de função é o seguinte: toda vez que temos dois conjuntos e algum tipo de associação entre eles, que faça corresponder a todo elemento do primeiro conjunto um único elemento do segundo, ocorre uma função. Observe, por exemplo, o diagrama das relações abaixo: Considere: x → variável independente → DOMÍNIO y → variável dependente → IMAGEM A relação acima não é uma função, pois existe o elemento 1 no conjunto A, que não está associado a nenhum elemento do conjunto B. A relação acima é uma função, pois todo elemento do conjunto A, está associado a somente um elemento do conjunto B. De um modo geral, dados dois conjuntos A e B, e uma relação entre eles, dizemos que essa relação é uma função de A em B se e somente se, para todo x A existe um único y B de modo que x se relacione com y, ou seja, cada elemento de A deve relacionar com um único elemento de B. Empregando a linguagem das funções: O conjunto A é o domínio da função. O conjunto B é o contradomínio da função. O elemento y de B, associado ao elemento x de A, é denominado imagem de x. O subconjunto de B formado pelos elementos que são imagens dos elementos de A é denominado conjunto imagem ou apenas imagem da função. Exemplos: a) O valor pago em função da quantidade de combustível que um carro consome. RECONHECIMENTO DE UMA FUNÇÃO Por meio do diagrama de flechas As condições que uma relação representada por meio do seu diagrama de flechas deve satisfazer para ser uma função são: 1°.Todo elemento de A deve servir como ponto de partida de uma flecha. 2°. Essa flecha deve ser única. b) A taxa de natalidade infantil em função do tempo. Exemplos: 1. Diga em quais itens temos funções: 72 a) Por meio de seu gráfico cartesiano Dizemos que uma relação binária R: A → B é função ou aplicação no gráfico, quando toda reta vertical tocar em um e único ponto em R, ∀ x A. Não, pois existem elementos de A que não possuem correspondentes em B. b) Exemplos: a) Sim, pois todos os elementos de A possuem um único representante em B. Representa o gráfico de uma função ou aplicação. c) b) Sim, pois todos os elementos de A possuem um único representante em B. Exercício resolvido 01.(UFPE) Dados os conjuntos A ={a, b, c, d} e B={1, 2, 3, 4, 5}, assinale a única alternativa que define uma função de A em B . a) {(a, 1), (b , 3), (c, 2)} b) {(a, 3), (b, 1), (c, 5), (a, 1)} c) {(a, 1), (b, 1), (c, 1), (d, 1)} d) {(a, 1), (a, 2), (a, 3), (a, 4), (a, 5 )} e) {(1, a), (2, b), (3, c), (4, d), (5, a )} Solução: Para que f: A em B seja uma função, devemos ter para cada um elemento de A um único correspondente em B, logo a solução é {(a, 1),(b, 1), (c, 1), (d, 1)}, ou seja: Não é uma função, já que existem retas que tocam o gráfico em mais de um ponto. c) Representa o gráfico de uma função ou aplicação. EXERCÍCIOS 1) Os diagramas abaixo representam algumas relações binárias. Verifique qual dessas relações pode ser considerada uma função f: A B. 73 RAIZ OU ZERO DE UMA FUNÇÃO 2) Nos gráficos abaixo, quais podem representar uma função ? Dada uma função y = f(x), os valores, os valores de x para os quais f(x) = 0 são chamados raízes de uma função. No gráfico cartesiano da função, as raízes são abscissas dos pontos onde o gráfico corta o eixo horizontal. Observe o gráfico abaixo: No gráfico acima temos:f(x1) = 0, f(x2) = 0 e f(x3) = 0. Portanto x1, x2 e x3 são raízes da função. **Para obter a raiz de uma função de forma rápida, basta igualar à função a zero, obtendo uma equação, o conjunto solução da equação será o conjunto que representa a raiz ou raízes da função. VARIAÇÃO DE UMA FUNÇÃO 3) Dos gráficos abaixo, qual pode ser definido como uma função f: R – R – ? Função constante :Uma função y = f(x) = b é constante se em sua lei de formação observamos a presença de um termo independente de x (b). O gráfico de uma função constante f(x) = b é uma reta horizontal que intercepta o eixo y no valor b. Exemplo: Função crescente :Uma função f real de variável real, é crescente em A , A D(f), se e somente se , para quaisquer números x1 e x2do conjunto A, ocorre x2 > x1 → f(x2) > f(x1). y f f(x2) f(x1) x1 x2 x x2> x1→f(x2)>f(x1) 74 Função decrescente: Uma função f real de variável real, é decrescente em A , A D(f), se e somente se , para quaisquer números x1 e x2 do conjunto A , ocorre x2 > x1 → f(x2) < f(x1). Condição: o radicando de um radical de índice par deve ser um número maior ou igual a zero (positivo ou nulo). y f(x1) f(x2) x1 x x2 f x2> x1→ f(x2)<f(x1) Exemplo: Seja a função f , cujo o gráfico é: f é crescente no intervalo [-6, -2]; f é constante no intervalo [-2, 3]; f é decrescente no intervalo [3, 5]; DOMÍNIO DE UMA FUNÇÃO REAL DE VARIÁVEL REAL 3° caso: Quando a variável aparece no radicando e um radical de índice par e esse radical está no denominador de uma fração. Condição: este caso é a reunião dos dois primeiros casos; logo, o radicando deve ser maior que zero. EXERCÍCIOS 01.(UFSJ) Considere os seguintes gráficos , que representam relações entre o conjunto A={1,2,3,4} e o conjunto B={a,b,c,d) O domínio consiste em determinar os valores reais de x, para os quais as operações indicadas na lei de associação sejam possíveis em IR. Para isso, teremos que determinar a condição de existência (C.E.) da função dada. Exemplos de determinação da condição de existência nas diferentes situações: 1° caso: Quando a variável aparece no denominador de uma fração. Condição: o denominador de uma fração deve ser diferente de zero. 2° caso: Quando a variável aparece no radicando de um radical de índice par. O(s) gráficos(s) que NÃO representa(m) função(ões) é (são) a) os gráficos I e III b) apenas o gráfico III c) apenas I d) os gráficos III e IV 75 02. ( FEI – SP ) Qual das seguintes curvas não representa função ? 08.(UFOP) Seja uma função f: R R tal que: I) f ( x + y ) = f (x) . f (y) II) f (1) = 2 III) f 2 4 Então o valor de f 3 2 é dado por: a) 3 2 d) 24 2 b) 9 2 e) 32 09.(UFOP) Sejam satisfazendo: 03. ( PAES – 2005 ) Seja f: R R uma função. O conjunto dos pontos de intersecção do gráfico de f com uma reta vertical a) possui um só elemento b) possui exatamente dois elementos c) é vazio d) possui, pelo menos, dois elementos 04. ( PAES – 2005 ) É dado o esboço do gráfico de uma função f , de R em R. Em relação a essa função, é y correto afirmar que : f:IR IR c) 16 e g:N N, g(0) 1 g(x) g(n) . g(n 1) 2 Então, f(3) – g(3) é igual a: a) 11 b) 16 c) 93 d) 109 e) 125 f x 2 x3 e 3 10.( UE – Londrina ) Seja a função f( x ) = ax + b. Se f( – 1 ) = 2 e f( 1 ) = 4, então “a” e “b” valem, respectivamente: a) – 1 e – 3 b) 3 e – 1 c) – 1 e 3 d) 3 e 1 e) 1 e 3 11.( UFP – RS ) Qual é o domínio de y = 0 1 x 3 funções x4 ? x2 a)R – { 4 } b) 4, c) [ 4, + ∞ ) d) ( 2, 5 )e) x ≠ 2 a) é uma função crescente para todo x > 0. b) é uma função decrescente para todo x < 0 c) é uma função quadrática d) É uma função linear 2 05.( Mack – SP ) Se f( x – 1 ) = x , então o valor de f( 2 ) é: a) 1 b) 4 c) 6 d) 9 e) 16 06.( MACK – SP ) A função f de R em R é tal que, para todo xR, f( 3x ) = 3.f( x ) . Se f( 9 ) = 45, então : a) f( 1 ) = 5 b) f( 1 ) = 6 c) f( 1 ) = 9 d) f( 1 ) não pode ser calculado 07.( Fuvest – SP ) Uma função f de variável real satisfaz a condição f( x + 1 ) = f( x ) + f( 1 ), qualquer que seja o valor da variável x. Sabendo que f( 2 ) = 1, podemos concluir que f( 5 ) é igual a : a) 1 2 d) 5 b) 1 c) 12.( UFP – RS ) Qual é o domínio de y = x2 7x 10 2x 7 ? 7 7 7 a)R – b) , c) , 2 2 2 d) ( 2, 5 ) e) 13.O domínio da função f(x) = 2x 4 x5 em qual dos intervalos reais abaixo? a) { x R / 2 ≤ x < 5 } b) { x R / 2 < x < 5 } c) { x R / 2 ≤ x ≤ 5 } d) { x R / 2 ≤ x <– 5 } e) { x R / – 2 ≤ x < 5 } está definido 14. Dê o domínio de cada função abaixo a) f(x) = x3 + 7x – 5 5 2 e) 10 76 b) f(x) = c) f(x) = 3 x 7 5x 4 3 x 3 x 1 representada pelo gráfico x 1 15.( Unimontes / PAES) Os alunos da primeira série do ensino médio, ao concluírem o estudo do sinal de uma função g, obtiveram o seguinte resultado: g(x) = 0 x = – 3 ou x = – 1 ou x = 3 g(x) > 0 – 3 < x < – 1 g(x) < 0 x < – 3 ou x > – 1 e x ≠ 3 Das figuras abaixo, a que representa o esboço do gráfico da função acima é : 18.(Unimontes) Em relação ao esboço de gráfico apresentado na figura abaixo, podemos afirmar que: a) representa uma função cujo domínio é [1, 5]. b) representa uma função cujo conjunto imagem é [3, 5] {2}. c) não pode representar uma função. d) representa uma função crescente. 16.( PUC – SP ) Se D = { 1, 2, 3, 4, 5 } é o domínio da função f(x) = (x – 2).(x – 4), então seu conjunto imagem tem : a) 1 elemento b) 2 elementos c) 3 elementos d) 4 elementos e) 5 elementos 19. Observando o gráfico da função real f, pode-se afirmar que, das alternativas, a única falsa é : a) A função admite 6 raízes reais b) O domínio de f é |R. c) A imagem de f é ( – ∞, 5 ] d) f(1) + f(7) + f(0) + f(6) = 3 e) Para x > 6, f(x) é crescente 17.(ENEM) Muitas vezes o objetivo de um remédio é aumentar a quantidade de uma ou mais substâncias já existentes no corpo do indivíduo para melhorar as defesas do organismo. Depois de alcançar o objetivo, essa quantidade deve voltar ao normal. Se uma determinada pessoa ingere um medicamento para aumentar a concentração da substância A em seu organismo, a quantidade dessa substância no organismo da pessoa, em relação ao tempo, pode ser melhor 77 20. Observando o gráfico da função f, podemos concluir que : a) Se f(x) < 0, então x > 1 b) Se x > 1, então f(x) é decrescente c) Se x < 1 , então f(x) é decrescente d) Se f(x) < 0, então x < 1 e) Se x > 0, então f(x) > 0 GABARITO 1) B 2) D 3) A 4) B 8) E 9) D 10) E 11) E 14) 15) D 16) C 17) D 5) D 6) A 12) B 18) B 7) C PROPRIEDADES DE UMA FUNÇÃO Essas são algumas propriedades que caracterizam uma função f : A B : Função injetora : Uma função f:A→B é injetora se, e somente se, elementos quaisquer do domínio de f, distintos entre si , tiverem imagens também distintas entre si , através de f. A B Reconhecemos graficamente, uma função injetora quando, uma reta horizontal, qualquer que seja, interceptar o gráfico da função, uma única vez. 13) A 19) E 20) D Função sobrejetora: Uma função f: A→B é sobrejetora se, e somente se, Im(f) = CD(f) = B. A B Todos elementos do conjunto B são utilizados. Im(f) = CD(f) 78 Reconhecemos, graficamente, uma função sobrejetora quando, a imagem dessa função for igual ao seu contradomínio. Verificaremos se as funções abaixo f:[a, b]→[c, d] são ou não sobrejetoras. Observe que o contra domínio [c, d] é dado mas, a imagem tem que ser encontrada em cada gráfico. y Reconhecemos graficamente, uma função bijetora quando, toda reta horizontal, interceptar o gráfico da função, uma única vez e ela for sobrejetora. Observe que a função f:[a, b]→[c, d] abaixo é injetora (retas horizontais cortam f em um único ponto) e sobrejetora ( Im(f) = CD(f) ), logo f é BIJETORA. y A imagem e o contradomínio são DIFERENTES. d d Im(f) ≠ CD(f) c a x b y c A função não é sobrejetora A imagem e o contradomínio são DIFERENTES. d a b x *****Existem funções que não se encaixam nem como injetora, nem como sobrejetora. São chamadas funções sem classificação. Im(f) ≠ CD(f) c A função não é sobrejetora FUNÇÃO INVERSA d A imagem e o contradomínio são IGUAIS. Considere a função f: A→B, bijetora. Chama-se função inversa de f a função g: B→A quando e somente quando f(m) = n equivaler a g(n) = m, quaisquer que sejam mA e nB. Indicaremos a função inversa de f por f –1 . c Im(f) = CD(f) a x b y a x b A função sobrejetora é y d A imagem e o contradomínio são IGUAIS. c Im(f) = CD(f) a x b A função sobrejetora Observe que os diagramas abaixo representam funções bijetoras e que, sendo assim, admitem inversa( existe f: A→B e f: B→A ) A B A B é Exemplos Função bijetora: Uma função f: A→B é bijetora se, e somente se , todo elemento y , y B , for imagem , através de f, de um único x, x A. A B Uma função é bijetora quando ela é injetora e sobrejetora ao mesmo tempo. 1) Determinar a função inversa de f(x)=2x – 4 Y= 2x –4 ,trocando x por y , temos : X = 2y –4 , isolando y, vem : 2y x 4 y logo, y x 4 x y 2, 2 2 2 x 2 é função inversa procurada . 2 2) O gráfico de f-1 . O Gráfico da função e sua inversa são simétricos em relação a bissetriz do 1º e 3º quadrantes. 79 EXERCÍCIOS 1) (Uberaba-MG) Os diagramas abaixo definem as funções f, g e h de E em E, sendo E = {1, 2, 3, 4} Então: a) f e g são injetoras b) g e h são sobrejetoras c) todas são funções bijetoras d) g admite função inversa e) nenhuma delas é sobrejetoras Exercícios Resolvidos 2) ( UNIMONTES ) Considera a função f: N 2N definida por f ( n ) = 2n sendo N = { 0, 1, 2, 3, ...} e 2N = { 0, 2, 4, 6, ...}. Com relação a f todas as afirmativas abaixo são verdadeiras, EXCETO: a) f é uma função bijetiva e, portanto, admite função inversa; b) o gráfico de f é o conjunto Gf = { ( n, y ) N 2N y = 2n }; c) a representação gráfica de f no plano cartesiano é uma reta; d) por f pode-se concluir que existem tantos números pares quantos números naturais. 3) ( UFF ) Considere as funções f, g e h, todas definidas em [m, n] com imagens em [p, q] representadas através dos gráficos a seguir : Pode-se afirmar que: a) f é bijetiva, g é sobrejetiva e h não é injetiva. b) f é sobrejetiva, g é injetiva e h não é sobrejetiva. c) f não é injetiva, g é bijetiva e h é injetiva. d) f é injetiva, g não é sobrejetiva e h é bijetiva. e) f é sobrejetiva, g não é injetiva e h é sobrejetiva. 4) ( UFPE ) Dentre as curvas a seguir, qual pode ser o gráfico de uma função injetora y = f(x) ? 80 ) é: 5) (UFMT) A figura abaixo apresenta o gráfico de uma função y = f(x) . 8) ( Santa Casa – SP ) Se f – 1 é a função inversa da função f , de R em R, definida por f(x) = 3x – 2, –1 então f ( – 1 ) é igual a : a) – 1 b) c) d) A partir das informações contidas no gráfico, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. ( ) f(x) é uma função injetora. ( ) O domínio de f(x) é o intervalo ] –2, 3] ( ) f(x) = 2, para todo 2 ≤ x ≤ 4 5 ( ) f(x) ≥ 0, x , 0 [1, 5] 2 Assinale a seqüência correta. A) F, F, F, V B) F, V, V, F C) V, F, V, V D) V, V, V, F E) F, V, F, F 6) ( Unifor – CE ) A lei que define a inversa da função bijetora f(x) = 2 .x 1 é : e) 1 3 1 5 1 5 1 3 9) ( FCC ) A função inversa da função f( x ) = é: a) f – 1( x ) = b) f – 1( x ) = c) f – 1( x ) = d) f e) f –1 (x)= –1 (x)= 3 2x 1 x3 x3 2x 1 2x 1 x 3 1 2x 3x 3x 1 x2 3x 1 2x –1 3 3 .x 2 2 3 –1 b) f (x) = .x 1 2 3 –1 c) f (x) = .x 1 2 3 3 –1 d) f (x) = .x 2 2 a) f –1(x) = 10) Uma função real f(x) é bijetora onde f (x) é sua –1 –1 –1 inversa. Se f (1) = 3, f (2) = 7 e f (5) = 11, podef (3) f (11) se afirmar que valor de é: f (7 ) A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 7 7) Observe o gráfico da função bijetora f( x ) abaixo. GABARITO y f( x ) 1) D 2) C 3) A 4) E 5) A 6) A 7) C 8) E 9) E 10) A x O gráfico que melhor representa a função inversa de f( x 81 FUNÇÃO PAR FUNÇÃO COMPOSTA Chama-se função composta (ou função de função ) à função obtida substituindo-se a variável independente x , por uma função. Dizemos que uma função f : A → B é par se, e somente se: ∀ x A ⇒ f(x) = f(–x). Isto é, domínios opostos quaisquer de A têm imagens iguais. Simbologia : fog (x) = f(g(x)) ou gof (x) = g(f(x)) . Os gráficos da função par são simétricos em relação ao eixo y. Veja o esquema a seguir: y y x x y Obs : atente para o fato de que fog x gof. Exercícios Resolvidos 01. Dadas as funções f(x) = 2x + 3 e g(x) = 5x, pede-se determinar gof(x) e fog(x). y x Exemplo: Seja a função f : IR → IR definida por f(x) = x 2. Resolução gof(x) = g[f(x)] = g(2x + 3) = 5(2x + 3) = 10x + 15 fog(x) = f[g(x)] = f(5x) = 2(5x) + 3 = 10x + 3 FUNÇÃO IMPAR Dizemos que uma função f : A → B é ímpar se, e somente:∀ x Α ⇒ f(x) = – f(–x). Isto é, domínios opostos quaisquer de A têm imagens opostas. Os gráficos da função ímpar são simétricos em relação a origem do plano cartesiano. y y x x Exemplos: Seja a função f : IR definida por f(x) = 2x . 82 EXERCÍCIOS 1) ( Cescem – SP ) Se f( x ) = a + 1 e g( z ) = 2z + 1, então g( f(x) ) vale: a) 2a + 2 b) a + 4 c) 2a – 3 d) 2a + 3 e) a + 3 2) (MACK) Dadas as funções f, g e h, de IR em IR, definidas por f(x) = 3x, g(x) = x2 – 2x + 1 e h(x) = x + 2, então h[f(g(2))] é igual a: a) 1 d) 4 b) 2 c) 3 e) 5 3) ( Fuvest – SP ) Sendo f uma função tal que f(x + 3) = x2 + 1, para todo x real, então f(x) é igual a : a) x2 – 2 b) 10 – 3x c) – 3 x2 + 16x – 20 d) x2 – 6x + 10 e) x2 + 6x – 10 4) (UFMG) Observe a figura. 7) ( Mack – SP ) Dada a função f e g de R em R, sendo f(x) = 4x – 5 e f( g( x ) ) = 11 – 8x, então g(x) é : a) g(x) = 4 – 2x b) g(x) = 2 – 2x c) g(x) = 2 + 3x d) g(x) = 2x + 3 e) g(x) = 2 – 4x 8) ( Mack – SP ) Sejam f dada por f(x) = 2x – 1 e g dada por g(x) = x + 1. Então, g(f( 2 )) é igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 9) ( UFMG ) considere a função definida por: 3 x se 1 x 1 f ( x ) 5 se 1 x 4 x 4 se x 4 Pode-se afirmar que o valor de f( f( f(2) ) ) é : a) Nessa figura, estão representados os gráficos das funções f e g. Se, h(x ) f (2x ) g(2x a) então o valor de h(a) é: f (g( x )) a) 1 + a b) 1 + 3a d) 2 e) c) 4 3 5 2 5) (UEFS) A função real inversível f tal que –1 f(2x – 1) = 6x + 2 tem inversa f (x) definida por: 3x 5 a) d) 3x + 5 2 x 5 b) e) 3x – 15 3 e) 5x – 3 6) (UESB) Considerando-se as funções f(x) = 3x + 2 e g(x) = –2x + 1, pode-se afirmar que (fog –1)(x) é definida por b) c) d) e) 1 3 1 3 5 9 10) (UFOP) Sendo f(x) = 1 – 8x e g(x) = k – 2x, o valor de k para que (fog) (x) = (gof) (x) deve ser: a) 1/7 b) 7 c) 1/3 d) 3 11) (UNIMONTES) Considere apenas funções de IR em IR. Uma função f é par se f (−x) = f (x), para todo elemento x de seu domínio. Uma função f é ímpar se f (−x) = − f (x), para todo elemento x de seu domínio. Com base nessa definição, todas as afirmações abaixo são verdadeiras, EXCETO A) A função f, dada por f (x) = x, é uma função ímpar. 2 B) A função f, dada por f(x)=x - 3, é uma função par. C) A função f, dada por f (x) = 2x +1, não é uma função par nem ímpar. D) A função f, dada por f (x) = 2x, é uma função par 83 12) (FIP-2009) Seja uma função f(x) = 3 + 2 x – 1 e f –1 (x) a sua inversa. Nessas condições, o valor de fof – 1 3 , é: 2 13) (FIP-2013) A função afim abaixo definida mostra a concentração de álcool no sangue para um indivíduo do sexo masculino com 75 quilogramas de massa corporal, que ingere 1 lata de cerveja (350 ml) por hora, durante 5 horas: Onde a é a quantidade de álcool retido e t é o tempo em horas. Pela “Nova Lei Seca”, que entrou em vigor no Brasil em janeiro de 2013, a tolerância à presença de álcool retido no sangue é zero. Após ter cessado a ingestão de cerveja, o indivíduo apresentado na questão está apto a dirigir com segurança e não infringir a Lei de tolerância zero, aproximadamente em: A) 3 horas e 20 minutos. B) 3 horas e 30 minutos. C) 3 horas e 45 minutos. D) 3 horas e 7 minutos. GABARITO 1) D 2) E 3) D 8) D 9) C 10) C 4) D 11) D 5) B 6) 01 12) B 7) A 13) D 84 FUNÇÃO AFIM (1° GRAU) Situação-problema: O gráfico da função afim é uma reta não paralela a qualquer dos eixos coordenados. Como exemplos, veja os gráficos das funções y = 2x – 1 e y = – 2x + 3 Numa loja, o salário fixo mensal de um vendedor é 500 reais. Além disso, ele recebe de comissão 50 reais por produto vendido. a) Escreva uma equação que expresse o ganho mensal y desse vendedor, em função do número x de produto vendido. Solução: y = 2x – 1 y = – 2x y = salário fixo + comissão por produto vendido y = 500 + 50x (a > 0) b) Quanto ele ganhará no fim do mês se vendeu 4 produtos? Observe que destacamos, nos dois gráficos, os pontos onde as retas cortam os eixos coordenados. Solução: Na primeira função y = 2x – 1, temos: y = 500 + 50x, onde x = 4 y = 500 + 50.4 = 500 + 200 = 700 x = 0 y = 2.0 – 1 y = – 1 (0, – 1) c) Quantos produtos ele vendeu se no fim do mês recebeu 1000 reais? (a < 0) y = 0 0 = 2x – 1 x = 1/2 (1/2, 0) Na segunda função y = – 2x + 3, encontramos: x = 0 y = – 2.0 + 3 = 3 (0, 3) Solução: y = 500 + 50x, onde y = 1000 1000 = 500+50x ⇒ 50x = 1000 − 500 ⇒ 50x = 500 ⇒ x = 10 A relação assim definida por uma equação do 1.º grau é denominada função do 1.º grau, sendo dada por: DEFINIÇÃO Toda função do tipo f(x)= ax + b com {a, b} e a é denominada função do 1° grau ou função afim. f(x) = ax + b y = 0 0 = –2x + 3 x = 3/2 (3/2 ,0) Observe que a raiz da primeira função é 1/2 e a raiz da segunda função é 3/2. A raiz é exatamente a abscissa do ponto onde a reta corta o eixo x. O valor de y para x = 0 nada mais é que o coeficiente linear da função. Analisando ainda os dois gráficos anteriores, observamos que a primeira função (a > 0) é crescente ao passo que a segunda função (a < 0) é decrescente. Sintetizando, dada a função afim y = ax + b de IR em IR, seu gráfico é uma reta não paralela aos eixos, podendo ser de dois tipos: Na função afim y = ax + b, chamamos: a: coeficiente angular ou inclinação da reta b: coeficiente linear ( onde a reta intercepta o eixo y ) Exemplos y = 3x – 1 é uma função afim de coeficiente angular 3 e coeficiente linear – 1. y = 5 x , é uma função afim de coeficiente angular 3 5 e coeficiente linear0. Logo, a função é também 3 linear. ( Função linear é toda função do tipo y = ax + b onde b = 0,ou seja, é toda reta que passa pela origem) a > 0 função crescente a < 0 função decrescente A reta corta o eixo y num ponto cuja ordenada é o coeficiente linear b. 85 A reta, corta o eixo x num ponto cuja abscissa é a raiz da b função, dada por ax + b = 0 x a Exercícios resolvidos ESTUDO DO SINAL DE UMA FUNÇÃO AFIM 1. Resolver em IR as inequações. Ao estudar o sinal de uma função qualquer é simplesmente determinar os valores que podem ser adotados a x para os quais y seja positivo ou negativo. Consideremos uma função afim y = f(x) = ax + b vamos estudar seu sinal. b Sendo a raiz de uma função afim x , sabemos a que poderá ocorrer apenas duas situações: a) (2x + 4) (6 – 3x) ≥ 0. 1º- A função é crescente quando a > 0. 2º- A função é decrescente quando a < 0. Então teremos graficamente as seguintes situações: INEQUAÇÃO DO 1° GRAU Resolução: Estudando a variação do sinal de cada uma das funções f(x)= 2x + 4 e g(x)= 6 – 3x, temos : 1. Sendo f(x) = 2x + 4: Raiz de f : 2x 4 0 x - 2 Variação do sinal de f : a > 0 , f é crescente . Graficamente temos: 2. Sendo g(x) = 6 – 3x, tem-se: CAIU NO ENEM !! 01.(ENEM) Raiz de g : 6 - 3x 0 3x 6 x 2 Variação do sinal de g: a < 0 , g é decrescente. Graficamente temos: Representando no eixo real a variação de f, g e f.g, temos GABARITO S x IR / 2 x 2 01. B b) 3x 2 1 x 3 3x 2 (x 3) 3x 2 1 0 0 x 3 x 3 86 3x 2 x 3 0 x 3 2x 1 0 x 3 RESOLUÇÃO GRÁFICA DE INEQUAÇÕES Considere a inequação 2x + 3y ≤ 6 . Vamos mostrar alguns pares ordenados que verificam essa inequação: (-1, 2), pois 2. (-1) + 3.(2) = -2 + 6 = 4 e 4 (-3, 1), pois 2. (-3) + 3. (1) = -6 + 3 = -3 e -3 (3, -2), pois 2. (3) + 3. (-2) = 6 - 6 = 0 e 0 6 6 6 É evidente que não podemos enumerar todos os pares ordenados de números reais que satisfazem essa inequação, pois são infinitos, mas podemos representá-los graficamente, isto é, representar graficamente a solução da inequação. Para isso, procederemos assim: 1. Traçamos a reta correspondente à função que se obtém quando isolamos y após substituirmos o sinal de desigualdade pelo de igualdade. No nosso exemplo, temos: 2. Escolhemos um ponto qualquer (ponto auxiliar), não pertencente à reta. 3. Verificamos se as coordenadas do ponto auxiliar tornam a inequação verdadeira ou falsa: se verdadeira, a solução da inequação é o semiplano ao qual pertence o ponto auxiliar; se falsa, a solução da inequação é o semiplano oposto àquele ao qual pertence o ponto auxiliar. Observe a solução gráfica das inequações 87 Exemplo Vamos resolver cada sistema de inequações a seguir. a) A solução gráfica é o semiplano no qual está o ponto auxiliar testado, incluindo a reta. Observe o gráfico da inequação . A reta está tracejada porque os pontos pertencentes a ela não pertencem ao gráfico da inequação. Veja, por exemplo, que o ponto (-3, 4) pertence à reta, mas não pertence à inequação pois: EXERCÍCIOS 01.(UFJF) Para promover um baile, um clube fez o seguinte levantamento de gastos: Banda - R$ 3.000,00 Decoração - R$ 2.400,00 Iluminação - R$ 400,00 Também podemos resolver graficamente um sistema de inequações desse tipo. Para isso, devemos construir, num mesmo plano cartesiano, a solução gráfica correspondente a cada inequação e tomar a região de intersecção dessas soluções que será a solução gráfica correspondente a cada inequação e tomar a região de intersecção dessas soluções que será a solução do sistema. Além dos gastos, o buffet cobrará R$ 35,00 por pessoa. O preço do convite individual é R$ 70,00. O número mínimo de convites que o clube deve vender para que o baile não dê prejuízo é: A) 165. B) 166. C) 168. D) 170. E) 175. 02.(FGV-SP) O gráfico da função f(x) = mx + n passa pelos pontos A(1, – 2) e B(4, 2). Podemos então afirmar que: a) m + n = – 2 b) m – n = –2 88 3 4 5 d) n = 2 c) m = 09. (UNIMONTES – PAES) A inequação que descreve o semiplano da figura ao lado é e) m.n = –1 03.( UFAL ) Seja f , de R em R, uma função definida por f(x) = mx + p. Se os pontos (– 2, 7) e (2, – 1) pertencem ao gráfico de f , então m – p é igual a: a) – 6 b) – 5 c) – 3 d) 1 e) 6 04.( FGV – SP ) Uma função polinomial f do 1º grau é tal que f(3) = 6 e f(4) = 8. Portanto, o valor de f(10) é: a) 16 b) 17 c) 18 d) 19 e) 20 05.( UFSM ) Seja f: IR IR uma função definida por f(x) = mx + p. Se f passa pelos pontos A(0,4) e B(3,0), então f –1 passa pelo ponto a) (8, –2) b) (8, 3) c) (8, –3) d) (8, 2) e) (8, 1) 06.( PUC – MG ) A função f(x) = (8 – 2m)x + m – 5 é estritamente crescente. É correto afirmar que m: a) Está entre 4 e 5 b) É menor do que 4 c) É maior que 5 d) É qualquer número real e) É qualquer número real positivo 07.( UEL – PR ) Seja f a função de R em R dada por f(X) = (k2 - 4)x + 3k, na qual k é uma constante real. Se f é decrescente e seu gráfico intercepta o eixo das abscissas no ponto (1; 0), então um outro ponto do gráfico de f é a) (–3; 6) b) (–2; 9) c) (–1; 1) d) (2; 3) e) (0; 6) 08.( USF – SP ) Sobre a função real de variável real dada por f(x) = – 3x + 5, é verdade afirmar que: a) A imagem de f é b) c) d) e) , 5 2 A única raiz de f é 5/3 f é crescente f é positiva se f > 5/3 f é negativa se f < – 5/3 a) y − 2x > 1. b) 2y − x > 2 . c) 2y + x > 2 . d) y + 2x > −1. 10.(Uneb-BA) Para uma função f: R → R , que satisfaz as condições I. f(x + y) = f(x) + f(y) II. f(1) = 3, O valor de f(3) é igual a: a) 1 b) 3 c) 6 d) 9 e) 27 11. ( UFPE ) Um provedor de acesso à Internet oferece dois planos para seus assinantes: Plano A - Assinatura mensal de R$ 8,00 mais R$ 0,03 por cada minuto de conexão durante o mês. Plano B - Assinatura mensal de R$ 10,00 mais R$ 0,02 por cada minuto de conexão durante o mês. Acima de quantos minutos de conexão por mês é mais econômico optar pelo plano B? a) 160 b) 180 c) 200 d) 220 e) 240 12. ( UFES ) Uma produtora pretende lançar um filme em fita de vídeo e prevê uma venda de 20.000 cópias. O custo fixo de produção do filme foi R$ 150.000,00 e o custo por unidade foi de R$ 20,00 (fita virgem, processo de copiar e embalagem). Qual o preço mínimo que deverá ser cobrado por fita, para não haver prejuízo? a) R$ 20,00 b) R$ 22,50 c) R$ 25,00 d) R$ 27,50 e) R$ 35,00 13. ( UFRN ) A academia "Fique em Forma" cobra uma taxa de inscrição de R$ 90,00 e uma mensalidade de R$ 50,00. A academia "Corpo e Saúde" cobra uma taxa de inscrição de R$ 60,00 e uma mensalidade de R$ 55,00. a) Determine as expressões algébricas das funções que representam os gastos acumulados em relação 89 aos meses de aulas, em cada academia. b) Após quantos meses a academia “Fique em forma” será vantajosa se comparada coma academia “Corpo e saúde” ? Justifique, explicitando seu raciocínio. 14.( UFRN ) Na figura a seguir, tem-se o gráfico de uma reta que representa a quantidade, medida em mL, de um medicamento que uma pessoa deve tomar em função de seu peso, dado em kgf, para tratamento de determinada infecção. O medicamento deverá ser aplicado em seis doses. Assim, uma pessoa que pesa 85kgf receberá em cada dose: a) 7 mL b) 9 ML c) 8 mL d) 10 mL a) Só dois deles são positivos. b) A soma de todos eles é dez. c) O maior deles é múltiplo de 3. d) O produto de todos eles é zero. e) O produto de todos é um número negativo. 19.( UFMG ) O conjunto solução da inequação – 3x + a > 7 é {x IR | x < 2}. Então, o valor de a é a) 1 b) 2 c) 7 d) 10 e) 13 20.( UFRS ) Se –1 < 2x + 3 < 1, então 2 – x está entre a) 1 e 3 b) –1 e 0 c) 0 e 1 d) 1 e 2 e) 3 e 4 21.( Cesgranrio ) A solução real da inequação ( 3x – 2 )3 ( x – 5 ) 2 ( 2 – x ) x > 0 é : a) { x R / x < 0 ou 2 < x < 2 } b) { x R / x > 0 15.( PAES ) O esboço que melhor representa a região do plano cartesiano delimitada pelas retas de equações y – 2 = 0, x – 3 = 0, x – 7 = 0 e 3x – 4y + 11 = 0 é: a) y c) c) { x R / x < 0 d) { x R / x < 0 y e) { x R / x < 0 x b) y x d) 22.( MACK – SP ) O conjunto solução da inequação ( x +3)(x–2)0 é : a) { x R / x 3 } b) { x R / 2 x 3 } c) { x R / x 2 ou x 3 } d) { x R / – 3 x 2 } e) { x R / – 2 x 3 } y x x 16.(UNIMONTES) Todos os valores reais de x que satisfazem a inequação intervalo: a) [0, +[ c) ]- , -2[ ]0, + [ 3 ou 2 > x > 2 } 3 ou – 2 < x < 2 } 3 2 ou <x<5} 3 ou 2 < x < – 2 } 3 x2 1 , pertencem ao x2 23.( FEI – SP ) No gráfico seguinte, a região em destaque representa as condições de temperatura ( x ) e umidade ( y ) favoráveis ao desenvolvimento de um tipo de fungo. y b) ]0, + [ d) ]- , -2[ [0, + [ 17.(UFMG) O número real x satisfaz 15 4x 3 2 . Assinale x1 a alternativa em que estão incluídas possibilidades para x. a) –1 < x < 5/2 b) x > 5/2 c) x < -1 d) x < -1 ou x > 5/2 todas as 18.( CFTCE ) Considere a inequação (x – 1)(x – 4) 0. Considerando os números inteiros que a satisfazem. É correto concluir que: 30 x Assinale a alternativa cujo conjunto de desigualdades descreve a região indicada : a) x 0 , y 0 , x + 2y 30 b) x 0 , y 0 , x + 2y 30 c) x < 0 , y 0 , x + 2y 30 d) x 0 , y 0 , x 2y e) x 0 , y 0 , x 2y 90 24.( UFMG ) Na figura estão esboçados os gráficos de duas funções f e g. y f g –1 0 2 x A) 8.000 assinaturas. B) 4.000 assinaturas. C) 2.000 assinaturas. D) 6.000 assinaturas. 28.(FIP-2013) Pensando em otimizar seu lucro, a empresa “Nexxus” fabrica um único tipo de produto, e todas as unidades são vendidas. O custo total (C) da produção e a receita (R),considerando a quantidade de produtos vendidos, estão representados abaixo: O conjunto { x R : f(x) . g(x) < 0 } é dado por : a) x > 0 ou x < – 1 b) – 1 < x < 0 c) 0 < x < 2 d) – 1 < x < 2 e) x < – 1 ou x > 2 25.(FIP-2009) Um táxi cobra R$ 20,00 pelo primeiro quarto de quilômetro rodado e R$ 5,00 por cada quarto de quilômetro adicional. Quanto custará, em reais, uma viagem de x quilômetros? A) P(x) = 20 + 5.(4x – 1) B) P(x) = 20 + 4.(x – 1) C) P(x) = 20 + 20.(x – 1) D) P(x) = 20 + 5x 26.(FIP-2012) Os preços cobrados por duas empresas que administram planos de saúde estão dispostos na tabela abaixo: Pode-se afirmar que o plano mais econômico é oferecido pela empresa: A) A, quando o número de consultas não exceder o total de 20 por mês. B) B, quando o número de consultas for superior a 3 por mês. C) B, quando o número de consultas não exceder o total de 10 por mês. D) A, quando o número de consultas for superior a 6 por mês. 27.(FIP-2012)A Gráfica Universitária das Fipmoc pretende comercializar a Revista Multidisciplinar no mercado nortemineiro. Os responsáveis pela empresa que irá confeccionar a revista estimam gastos variáveis de R$ 1,50 por revista processada e gastos fixos na ordem de R$ 10.000,00 por mês. Por outro lado, também esperam obter R$ 1,00 por revista comercializada, além de R$ 13.000,00 mensais relativos à receita de publicidade. Permanecendo as demais condições constantes, para se alcançar um lucro de R$ 1.000,00 por mês, será necessário comercializar: Com base nos dados apresentados, pode-se inferir corretamente que a expressão que fornece o lucro (L), considerando a quantidade de produtos vendidos (q) pela referida empresa, é: A) L(q) = 25q – 1000 B) L(q) = 50q – 1000 C) L(q) = 50q + 2000 D) L(q) = – 25q + 2000 29.(FIP-2013) Os estacionamentos em Montes Claros estão cobrando entre R$3,00 e R$5,00 por hora. Um estacionamento no centro da cidade cobra R$5,00 por hora, mas possui uma promoção em que o cliente pode comprar um selo no valor de R$20,00, com o qual passa a pagar apenas R$ 1,00 por hora. A partir de quanto tempo passa a ser vantajoso comprar o selo promocional? A) 3 horas B) 4h 20 min C) 5h D) 5h 40 min 30. A expressão C = 0,012t + 65 fornece o comprimento C, em centímetros, de uma barra de metal em função de sua temperatura t, em graus Celsius (°C). Andréa mediu o comprimento dessa barra à noite onde a temperatura era de 10º e voltou a medilo no dia seguinte cuja temperatura era de 30º. Qual a variação encontrada no comprimento da barra? a) 0,12 cm b) 0,24 cm c) 0,36 cm d) 0,48 cm GABARITO 1) B 2) A 3) B 91 4) E 5) C 6) B FUNÇAO QUADRÁTICA (2° GRAU) 7) B 8) B 9) C INTRODUÇÃO 10) D 11) C 12) D 14) B 15) B 16) D A função do 2.º grau está sempre presente em nosso cotidiano. Pode-se observá-la na Física quando se vê um fruto caindo de uma árvore; um carro passando pela rua, etc. Dentro do movimento uniformemente variado, em trajetória vertical, temos as seguintes características: 17) D 18) B 19) E 1. a aceleração é igual a da gravidade (g); 20) E 21) A 22) D 23) A 24) E 25) A 2. quando há a queda de um corpo, sua velocidade aumenta (movimento acelerado); 26) D 27) B 28) A 29) C 30) B 13) a) f(x) = 90 + 50x e g(x) = 60 + 55x b) Após o 6º mês 3. na subida de um corpo a velocidade dele diminui (movimento retardado) gradualmente até anular-se no ponto mais alto, ou seja, nesse ponto a velocidade passa a ser igual a zero. DEFINIÇÃO Imagine um retângulo em que a medida da base seja duas unidades a mais do que a medida da altura. Para calcular a área desse retângulo, precisamos multiplicar a medida da altura pela medida da base. Se chamarmos a área desse retângulo de y, e a medida da altura de x, vamos ter: y = x.(x + 2) y = x2 + 2x Essa expressão mostra que a área (y) desse tipo de retângulo está relacionada à medida (x) da altura por uma equação que é também de uma função de 2.o grau. Se o valor x da altura for, por exemplo, 3cm, o retângulo terá a seguinte área: 2 y = 3 + 2.3 y=9+6 y = 15cm2 Chama-se função polinomial do 2º grau, ou função quadrática, a toda função f : IR → IR definida por f(x) = ax2 + bx + c, onde a, b, c IR e a ≠ 0. 92 GRÁFICO 4° Vértice da parábola O gráfico da função quadrática é uma curva denominada parábola. Será feito agora, uma série de observações sobre os fatores que influem no aspecto da parábola. Observe as parábolas abaixo: 1° - Sinal de a a > 0 concavidade voltada para cima a < 0 concavidade voltada para baixo 2°- Sinal de É claro que os pontos onde eventualmente a parábola corta o eixo x são os pontos em que y = 0. Portanto, as abscissas de tais pontos representam as raízes reais da função. Como conseqüência, temos que: O ponto V de ambos os gráficos é chamado vértice da parábola. 9 Note que, no 1 caso ( a < 0), o ponto V é o ponto "mais alto" do gráfico, ou seja, o ponto de ordenada máxima enquanto que, no 2º caso (a > 0), o ponto V é o ponto "mais baixo" do gráfico, isto é, o ponto de ordenada mínima. Chamando xv a abscissa e yv, a ordenada do vértice, prova-se que b e yV xV 2a 4a O valor de yv limita o conjunto imagem de uma função quadrática. Veja os dois casos: Podemos escrever, então: 3°- Valor do coeficiente c Na função quadrática y = ax2 + bx + c, fazendo x = 0 encontramos y = c. Portanto, toda parábola passa pelo ponto (0, c), do eixo das ordenadas. Assim: O coeficiente c é a ordenada do ponto onde a parábola intercepta o eixo y. a < 0 f(x) admite um máximo b quando x V yV 4a 2a a > 0 f(x) admite um mínimo b quando x V yV 4a 2a É importante observar, ainda, que 93 ESTUDO DO QUADRÁTICA SINAL DE UMA FUNÇÃO Genericamente, a discussão da variação dos sinais de uma função do segundo grau, f(x) = ax2 + bx + c, recairá sempre em um dos seguintes casos: Observações Para ∆ > 0 a) O gráfico de f é sempre uma parábola com eixo de simetria paralelo ao eixo Oy. b) Se a > 0, então a parábola tem a “concavidade voltada para cima”. c) Se a < 0, então a parábola tem a “concavidade voltada para baixo”. d) A parábola sempre intercepta o eixo Oy no ponto (0; c). e) Se Δ = b2 – 4ac < 0, então f não admite raízes reais. A parábola não intercepta o eixo Ox. f) Se Δ = b2 – 4ac = 0, então f admite uma única raiz. A parábola tangencia o eixo Ox. Para ∆ = 0: g) Se Δ = b2 – 4ac > 0, então f admite duas raízes reais distintas. A parábola intercepta o eixo Ox em dois pontos. A parábola que representa uma função polinomial do 2.º grau pode ser seis tipos possíveis, conforme os valores de a e de Δ. A saber: Para ∆ < 0: 94 INEQUAÇÕES DO 2° GRAU Chama-se “inequação do 2° grau” toda inequação apresentada em cada uma das seguintes formas : ax2 + bx + c ≠ 0 ax2 + bx + c > 0 2 ax + bx + c < 0 2 ax + bx + c ≥ 0 2. Determinar os valores de k R, tais que: 2 f(x) = kx + 2(k + 1) x – (k + 1) seja estritamente negativo para todo valor real de x. 1.º caso: Se k = 0, temos f(x) = 2x – 1, que não é negativo para qualquer x. 2.º caso: Se k ≠ 0, o trinômio tem que ter um gráfico do tipo: ax2 + bx + c ≤ 0 com {a, b, c} IR e a ≠ 0. A resolução desse tipo de equação é fundamentada no estudo da variação de sinal da função do 2° grau, conforme mostram os exercícios resolvidos a seguir. Exercícios resolvidos 1. Resolver, em IR, a inequação x 2 2x 3 0 . Resolução Uma boa maneira de resolver uma inequação do 2° grau é construindo seu gráfico. Raízes da função f (x) x 2 2x 3 x 2 2x 3 0 b 2 4.a.c (2) 2 4.1.(3) 16 b (2) 16 x 2a 2.1 24 x 2 Logo: x 1 1 e x 2 3 Portanto,a parábola intercepta o eixo Ox nos pontos de abscissas x 1 1 e x 2 3 x Gráfico de f Como o coeficiente de x2 é positivo (a > 0), a parábola possui a concavidade voltada para cima, conforme a seguir. 3. Vamos resolver a inequação-produto A inequação pede os valores de x para os quais f(x)>0, ou seja, x 2 2x 3 0 . Essa desigualdade ocorre se, e somente se, x 1 ou x 3 . Logo, o conjunto solução é: S x IR / x 1 ou x 3 95 03.(CTSP) Qual o conjunto solução da inequação, em 4 x2 >0 3x x 2 A) – 3 < x < 2 B) – 2 < x < 3 C) 0 < x < 3 D) 0 < x < 2 04. Um projétil é lançado do solo, verticalmente para 2 cima, obedecendo a função H = 50t – 2t onde H é a altura em metros e t é o tempo em segundos. Determine: a) A altura máxima atingida pelo projétil; Quadro de sinais: b) O tempo gasto para o projétil voltar ao solo, após o disparo. EXERCÍCIOS 01. ( Unimontes ) Considere a equação ax2 + bx + a = 0, onde a>0, a, b Z. Se essa equação possui duas raízes reais iguais, então a) b<a b) b é um número ímpar c) b é um número par d) b = a 02.(UNIMONTES) O gráfico da função f : IR IR, definida 2 por f(x) = ax + bx + c onde b e c são números reais, 2 passa pelos pontos (0, 0) e (1, 2). Então,f vale 3 05. (Enem 2ª aplicação 2010) Um laticínio possui dois reservatórios de leite. Cada reservatório é abastecido por uma torneira acoplada a um tanque resfriado. O volume, em litros, desses reservatórios depende da quantidade inicial de leite no reservatório e do tempo t, em horas, em que as duas torneiras ficam abertas. Os volumes são dados pelas funções 3 3 V1(t) = 250t – 100t + 3000 e V2(t) = 150t + 69t + 3000 Depois de aberta cada torneira, o volume de leite de um reservatório é igual ao do outro no instante t = 0 e, também, no tempo t igual a A) 1,3 h. B) 1,69 h. C) 10,0 h. D) 13,0 h. E) 16,9 h. 06.( Unimontes / PAES) Um agricultor deseja cercar um campo retangular no qual um dos lados mede o triplo do outro. O material da cerca custa R$4,00 por metro, para os lados menores, e R$5,00 por metro, para os outros lados. Se esse agricultor tem apenas R$380,00 para gastar com essa cerca, então a maior área possível que pode ser cercada é, em metros quadrados, igual a : a) 1200 b) 300 c) 200 d) 1100 07.(UFMG) Um terreno retangular, com área de 800 m e frente maior que a lateral, foi cercado com um muro. 2 96 O custo da obra era de R$ 12,00 por metro linear construído na frente, e de R$ 8,00 por metro linear construído nas laterais e no fundo. Se foram gastos R$ 1040,00 para cercar o terreno, o comprimento total do muro construído, em metros é: a) 114 b) 120 c) 132 d) 180 08.( Vunesp – SP ) O gráfico da função quadrática 2 definida por y = x – mx + ( m – 1 ), em que m R, tem um único ponto em comum com o eixo das abscissas. Então, o valor de y que essa função associa a x = 2 é : a) – 2 b) – 1 c) 0 d) 1 e) 2 09.( UNICAMP ) Os valores de m de modo que o gráfico da função y = x2 + mx + 8 – m seja tangente ao eixo dos x são : a) – 6 e 4 b) – 8 e 4 c) – 4 e 6 d) – 8 e 6 e) – 4 e 8 10.(UNIMONTES) O lucro semanal de uma siderúrgica (em milhares de reais) é dado em função da quantidade q de toneladas de minério processadas pela fórmula L(q) = 100(10 − q)(q − 2). A diretoria da siderúrgica espera um lucro semanal mínimo de R$1.200.000,00. Para que isso ocorra, a quantidade de minério processada, semanalmente, A) não poderá ser inferior a 5 toneladas. B) não poderá superar 6 toneladas. C) não poderá superar 8 toneladas. D) deverá ser superior a 6 toneladas. 11.(UFJF) Um ônibus de 54 lugares foi fretado para uma excursão. A empresa cobrou de cada passageiro a quantia de R$ 55,00 e mais R$ 2,50 por lugar vago. O número de passageiros que dá à empresa rentabilidade máxima é: A) 16. B) 24. C) 38. D) 49. E) 54. 12.( PAES ) A reta r representa a função f : R R , definida pela regra f(x) = x – 2. O conjunto interseção dessa reta com a parábola que representa a função f(x)= x2 – x – 2 é o conjunto: A) B) {(0, – 2); (2, 0) } C) { x R/ –2 x 2 } D) {2, –2} 13.(UNIMONTES) Seja f a função f: IR IR definida 2 por f(x) = x – 10x + . Podemos afirmar que a) a soma das raízes de f é um número irracional b) f possui duas raízes reais diferentes c) o produto das raízes de f é um número racional d) f possui duas raízes reais e iguais 14.( FCC – BA ) Sabe-se que – 2 e 3 são raízes de uma função quadrática. Se o ponto ( – 1, 8 ) pertence ao gráfico da função, então : a) o seu valor máximo é 1,25 b) o seu valor mínimo é 1,25 c) o seu valor mínimo é 12,5 d) o seu valor máximo é 12,5 e) o seu valor mínimo é 0,25 15.( PAES ) Numa pequena empresa de roupas, o custo médio da produção de x camisas é dado por C(x) = – x2 + 30x – 20 reais. O custo máximo da produção diária é, em reais, igual a : a) 380 b) 150 c) 205 d) 45 16.( FCC – BA ) Se a função f(x) = x2 – ( k + 2 )x – k + 1 é estritamente positiva para qualquer x real, então : a) – 8 < k < 0 b) – 8 k 0 c) k – 8 e k 8 d) k < – 8 ou k > 8 e) K = – 8 ou k = 0 17. (UFMG) Observe a figura que representa o gráfico: y y = ax2 + bx + c x Assinale a única afirmativa falsa em relação a esse gráfico: a) b é positivo b) c é negativo 2 c) ac é negativo d) b – 4ac é positivo 18. ( Vunesp – SP ) O gráfico da função quadrática 2 definida por y = x – mx + ( m – 1 ), em que m R, tem um único ponto em comum com o eixo das abscissas. Então, o valor de y que essa função associa a x = 2 é : a) – 2 b) – 1 c) 0 d) 1 e) 2 97 19. ( PUC – SP ) Sabendo que x’ e x’’ são as raízes da função quadrática f(x) = x2 – 8x + m, o valor de m para que se tenha 3x’ – 4x’’ = 3 é: a) m = 15 b) m = 12 c) m = 7 d) m = 16 e) m = 24 20.( PAES ) Maria e Joana são revendedoras de um certo produto de beleza. Em um determinado mês, a renda mensal ( em reais ) de Maria foi dada pela função R(x) = 17x – 30 e a de Joana foi R(x) = x2 + 5x – 3, onde R é a renda mensal e x é o número de unidades que cada uma vendeu. Maria terá um rendimento mensal maior que o de Joana se vender: a) mais que nove unidades b) entre 3 e 9 unidades c) exatamente 10 unidades d) 9 unidades 21.( Unimontes / PAES ) Um menino está à distância de 6m de um muro de 3m de altura e chuta uma bola que vai bater exatamente sobre o muro. Se a função da trajetória da bola em relação ao sistema de coordenadas indicado pela figura é y = ax2 + ( 1 – 4a ) x, então a altura máxima atingida pela bola é igual a: a) 4m y b) 4,5m c) 3m d) 3,5m 25.(FIP-2010) Num dos jogos da Copa do Mundo, a bola chutada por um jogador, em determinado lance, descreve uma trajetória parabólica, conforme a figura abaixo: x 22.( Cesgranrio – RJ ) 4x 1 x 2 2x 1 Os valores de x, tais que 0, são aqueles que satisfazem : Supondo que a trajetória da bola seja descrita pela equação y = –x² + 6x, em que y é a altura atingida pela bola (em metros), e x é o tempo decorrido (em segundos), qual a altura máxima atingida por ela, e após quanto tempo isso ocorre, respectivamente? A) 6 metros e 9 segundos B) 9 metros e 6 segundos C) 6 metros e 3 segundos D) 9 metros e 3 segundos a) x 4 b) x 4 1 c)x 4 d) x 1 1 e)x 4 23.( UFPA ) O domínio da função y = x . 4 x2 x2 3x 4 éo conjunto : a) ] -1 ; 4 ] b) ] - ; - 2 ] ] 4 ; + [ c) [ - 2 ; 1 [ [ 2 ; 4 [ { 0 } d) ] - ; - 1 [ ] 4 ; + [ { 0 } e) ] - ; - 1 [ ] 4 ; + [ 24.( PAES ) Considere a função f: ]1, 3[ ]–1, 3 [ , definida por f(x) = x2 – 2x. O esboço da função inversa de f, f – 1 é 26.(FIP-2013) O dono de um restaurante vende, em média, 300 refeições por dia a R$5, 00 cada uma, que tem um preço de custo de R$3, 00. Ele observou que, a cada R$0, 20 que oferece de desconto no preço da refeição, há um aumento de 40 refeições em sua venda. A que preço ele deve oferecer a refeição para que seu lucro seja máximo? A) R$7,40 B) R$6,50 C) R$5,25 D) R$4,75 98 27.(FIP-2013) Pensando em aproveitar o seu terreno, o Sr. Paulo observou que poderia construir um cercado para cultivar suas plantas. Ele possui um muro, com 6 metros de comprimento, que irá aproveitar como parte dos lados desse cercado retangular. Para completar o contorno desse cercado,ele irá usar 34 metros de cerca. Veja na figura abaixo. b) R$ 8,00 c) R$ 7,00 d) R$ 6,00 e) R$ 5,00 31. Uma criança arremessa uma bola de basquete cujo centro segue uma trajetória plana de equação 1 2 8 y x x 2 , na qual os valores de x e y 7 7 são dados em metros. Essa criança acerta o arremesso, e o centro da bola passa pelo centro da cesta, que está a 3 metros de altura. A distância do centro da cesta ao eixo y é: a) 6 metros b) 7 metros y c) 8 metros d) 9 metros e) 10 metros x A maior área que o Sr. Paulo poderá cercar é: A) 34 m2 B) 13 m2 C) 91 m2 D) 45,5 m2 28. ( Fuvest – SP ) Sejam x’ e x’’ as raízes da função f(x) = 10x2 + 33x – 7. O número inteiro mais próximo do número N = 5.( x’. x’’ ) + 2.( x’ + x’’ ) é: a) 9 b) – 9 c) 10 d) – 10 e) – 13 29. ( UFMG ) Observe a figura. Nessa figura, está representada a parábola de vértice V, gráfico da função de segundo grau cuja expressão é a) y = (x2 / 5) – 2x y b) y = x2 – 10x 2 c) y = x + 10x 2 d) y = (x / 5) – 10x 2 e) y = (x / 5) + 10x 5 –5 x v 30. ( Cesgranrio ) O diretor de uma orquestra percebeu que, com o ingresso a R$ 9,00 em média 300 pessoas assistem aos concertos e que, para cada redução de R$ 1,00 no preço dos ingressos, o público aumenta de 100 espectadores. Qual deve ser o preço para que a receita seja máxima? a) R$ 9,00 32. ( PUC – SP ) O lucro de uma empresa é definido pela função L(q) = – q2 +10q – 16, onde q representa a quantidade de produtos vendidos pela empresa num determinado mês. Podemos concluir que esta empresa terá lucro positivo, se o número q de produtos vendidos estiver compreendido em: (A) 2 ≤ q ≤ 8. (B) 2 < q < 8. (C) q < 2 ou q > 8 . (D) q ≤ 2 ou q ≥ 8. (E) q < 10 ou q > 16. 33. ( FIPMoc – 2015 ) No Mercado Municipal de Montes Claros, é comum, no período de safra, encontrar diversos produtores vendendo pequi, fruto típico da região. Ao longo de um desses períodos, constatou-se que a quantidade diária de dúzia de pequi vendida (x) variava de acordo com o preço de venda da dúzia (p), e a relação quantitativa entre essas variáveis era dada pela lei: 1 9 P(x) x 20 2 Para que esse produtor tenha uma receita máxima, deve-se vender a dúzia de pequi por: A) R$2,25. B) R$1,25. C) R$3,25. D) R$4,25. E) R$5,25. 99 GABARITO 01. C 02. D 04. a) 312,5 metros 03. D b) 25 segundos 05. A 06. B 07. A 08. D 09. B 10. C 11. C 12. B 13. B 14. D 15. C 16. A 17. A 18. D 19. A 20. B 21. A 22. C 23. E 24. A 25. D 26. D 27. sem resposta ( 100 m ) 28. D 29. A 30. D 2 31. B 32. B 33. A 100 EQUAÇÕES EXPONENCIAIS Ou y Chamamos de equações exponenciais toda equação na qual a incógnita aparece em expoente. Exemplos 1) 3x = 81 (a solução é x = 4) 2) 2x-5 = 16 (a solução é x = 9) 1 8 2 x 8 (falso, já que 2x 0 ) 1 2x 23 x 3 8 S={-3} 2x 05. Determine o conjunto solução da equação Para resolver equações exponenciais, realizar dois passos importantes: devemos x x 4 − 20.2 + 64 = 0 1º) redução dos dois membros da equação a potências de mesma base; 2º) aplicação da propriedade: Exercícios resolvidos 01. Resolva a equação exponencial: 2 3x+1 = 128 Resolução: 23x 1 128 23x 1 27 3x 1 7 3x 6 x 2 S={2} 7X = 1 03. Resolva a equação exponencial: 3x = 2x 3 x 2x 2x 2x 3x = 2x x x=2 e x=4 06. Determine o conjunto solução da equação 02. Resolva a equação exponencial: 7x = 1 7x = 70 x=0 S={0} x Substituindo y1 e y2 na equação acima, temos que: 4x + 2 . 14x = 3 . 49x 0 3 3 3 1 2 2 2 x=0 S={0} 04. Resolva a equação exponencial: 2 x 3 63 8 2x Resolução: 2x 3 63 8 2x Faça 2 x y 8 8y 63 y 2x.23 63 8y 2 63y 8 0 8 2x y 8 101 FUNÇÃO EXPONENCIAL Chama-se de função exponencial elementar toda função tal que f(x) = ax, com . Exemplos: x GRÁFICO DA FUNÇÃO EXPONENCIAL x A função exponencial f:IR → IR+ definida por f(x) = a , com a e a ≠ 1 tem como representação gráfica as seguintes curvas: 1 1 2) y (nesse caso, a , logo 0 < a < 1) 2 2 Atribuindo alguns valores a x e calculando os correspondentes valores de y, obtemos a tabela e o gráfico abaixo: Exponencial crescente: base a > 1 Exponencial decrescente: base 0 < a < 1 Nos dois exemplos, podemos observar que: a) O gráfico nunca intercepta o eixo horizontal; a função não tem raízes; b) O gráfico corta o eixo vertical no ponto (0, 1); Exemplos: 1) y 2 x (nesse caso, a = 2, logo a > 1) Atribuindo alguns valores a x e calculando os correspondentes valores de y, obtemos a tabela e o gráfico abaixo: c) Os valores de y são sempre positivos (potência de base positiva é positiva), portanto o conjunto imagem é Im = . INEQUAÇÃO EXPONENCIAL Chamamos de inequações exponenciais todas inequações na qual a incógnita aparece em expoente. Para resolver inequações exponenciais, devemos realizar dois passos importantes: 1°. Redução dos dois membros da inequação para potências de mesma base; 2°. Aplicação da propriedade: 102 Exercícios resolvidos 01. Resolva a inequação exponencial: (0,1) 5x-1 (0,1) 2x 8 Resolução: (0,1)5x-1 (0,1)2x 8 5x 1 2x 8 , já que 0 0,1 1 5x 2x 8 1 3x 9 x3 Na reta real, teremos que: 02.(UFSJ) A soma das coordenadas dos pontos de interseção do gráfico da função f(x) = (3x+2)3 + 8 , no sistema cartesiano retangular XY, com os eixos coordenados, é igual a A) 44/3 B) 46/3 C) –10 D) 10 03.(Unimontes) O valor de a, para que a função dada x por f (x) = 0,1·(a – 1) seja decrescente, é A) a = 1. B) a = 0,1. C) 1 < a < 2 . D) a ≥2. 3 04. .(UFV) Considere a expressão f(x) Por propriedade, teríamos: S {x IR/ x 3} Por intervalo, teríamos: S = [3;+∞[ 02. Resolva a seguinte inequação: 2x> 23 03. Determine o domínio da função: 1 1 3 x .A soma f(x) + f (−x) corresponde a: a) 3 b) 2 c) 1 d) 0 05. (UFV) Para resolver a equação exponencial 4 2x -2 24 . 4 x 2 8 0 , Aline tomou o cuidado de inicialmente multiplicar ambos os membros da equação por 16. Tendo resolvido corretamente, Aline encontrou dois números reais cujo produto vale: a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 06.( PUC – SP ) Resolvendo a equação 4x + 4 = 5. 2x, obtemos : a) x' = 0 e x’’ = 1 b) x' = 1 e x’’ = 4 c) x' = 0 e x’’ = 2 d) x' = - 1 e x’’ = - 2 EXERCÍCIOS 01.( Unimontes / PAES ) Um almoço causou mal-estar nos frequentadores de um certo restaurante. Uma investigação revelou a presença da bactéria salmonela na maionese. Essa bactéria multiplica-se, segundo a lei n(t ) = 200. 2at, em que n(t) é o número de bactérias encontradas na amostra de maionese t horas após o início do almoço, e a é uma constante real. Se, após 3 horas do início do almoço, o número de bactérias era de 800, após 6 horas esse número será de: A) 1400 B) 1200 C) 3200 D) 2800 07. ( UFBA ) O conjunto verdade da equação 2x – 2 – x = 5 ( 1 – 2 –x ) é : a) { 1, 4 } b) { 1, 2 } c) { 0, 1 } d) { 0, 2 } e) x+1 08.( PUC – RS ) A solução da equação 2 – 6 = 0 Pertence ao intervalo : a) – 1 x < 2 b) – 2 < x ≤ 2 c) 2 < x < 4 d) 2 < x 4 e) 3 x < 4 3–x – 2 103 09.( Fatec – SP ) Seja m o menor número real que é solução da equação 5x 2 2 1 : 25 125 x . Então, m é um número: a) Par b) primo c) não real d) irracional e) divisível por 3 10.( Fatec – SP ) Se x é um número real tal que 2 x .4 x 8 x 1 , então : a) b) c) d) e) –2<x<2 x=1 x=0 x < 3/2 x > –3/2 11.( UFPA ) O conjunto solução da desigualdade x 2 2 1 2 a) { x b) { x c) { x d) { x e) { x 1 é: 4 R/–2<x<2} R / x < – 2 ou x > 2 } R / x < 0 ou x > 2 } R/0<x<2} R / x < – 2 ou x > 0 } 12.( FGV – SP ) Encontre a solução da inequação 1 2 x 2 5 x 1 D) 810 e 860 milhões. E) 870 e 910 milhões. 1 2 13.( PUC – RS ) Encontre o domínio da função definida 15.(SEE-SP) Dez pessoas fundaram, no início do ano, um clube. Um dos regulamentos de seu regimento interno prevê que cada sócio pode apresentar, no máximo, 2 novos sócios ao final de cada ano. A expressão que permite calcular o número máximo de sócios após decorrerem x anos é A) 3. 10X + 10 B) 2. 10X X C) 10 + 2 X D) 10. 2 E) 10. 3X 16. ( FIPMOC ) Um jantar causou mal-estar nos clientes de um restaurante. Após análise, foi comprovada a presença da bactéria Salmonella na maionese. Essa bactéria multiplica-se, segundo a função B(t) = 200 . 2at, em que B(t) é o número de bactérias encontradas na amostra de maionese, t horas após o início do jantar, e a é uma constante real. Se, após 3 horas do início do jantar, o número de bactérias era 800, podemos concluir que o número de bactérias será maior ou igual que 3.200 bactérias depois de (A) 5 horas. (B) 6 horas. (C) 7 horas. (D) 8 horas. (E) 9 horas. 17. A produção mensal, em toneladas de certa indústria é dada pela expressão y = 200.4–0,05x, na qual x é o número de meses contados a partir de 1º de janeiro. A produção mensal ultrapassará 100 toneladas a partir de: A) 1º de setembro do mesmo ano. B) 1º de outubro do mesmo ano. C) 1º de novembro do mesmo ano. D) 1º de dezembro do mesmo ano. por f(x) = 2 x 1 2 x GABARITO 14.(ENEM) Suponha que o modelo exponencial y = 363.e0,03x, em que x = 0 corresponde ao ano 2000, x = 1 corresponde ao ano 2001, e assim sucessivamente, e que y é a população em milhões de habitantes no ano x, seja usado para estimar essa população com 60 anos ou mais de idade nos países em desenvolvimento entre 2010 e 2050 Desse modo, considerando e0,3 = 1,35, estima-se que a população com 60 anos ou mais estará, em 2030, entre A) 490 e 510 milhões. B) 550 e 620 milhões. C) 780 e 800 milhões. 01. C 02. A 03. C 04. C 05. C 06. C 07. D 08. B 09. C 10. E 11. B 12. S = { x R / – 5 ≤ x ≤ 0 } 13. Df = { x R / x 16. B 1 } 2 14. E 15. E 17. C 104 CONSEQUÊNCIAS DA DEFINIÇÃO LOGARITIMOS A) Sempre que o logaritmando for igual a “1”, o logaritmo será igual a zero. O CONCEITO DE LOGARITMO O logaritmo do número a na base b é o expoente c, de forma logb 1 0 c tal que a = b. A simbolgia é: logb a c b a , com: c a>0 b>0 e b1 Onde: a é o logaritmando B) Sempre que o logaritmando for igual a base, o logaritmo será igual a um. loga a 1 c) Sempre que o logaritmando for uma potência cuja base for igual a base do logaritmo, o logarítmo será igual ao expoente do logaritmando. b é a base c é o logaritmo logb bw w Ex.: log3 37 7 Exemplos: D) Se dois logaritmos de mesma base forem iguais, os logaritmandos desses logaritmos seram iguais. log2 16 4 , pois24 = 16 Se loga b loga k b = k log3 243 5 , pois3 = 243 5 E) Se o expoente de uma potência, for um logaritmo cuja base for igual à base dessa potência, o valor dessa potência será igual ao logaritmando do expoente. log 1000 3 , pois103 = 1000 k logk w w EX.: 3log3 5 5 EXERCÍCIOS 1) Encontre o valor de log3 81 LOGARITMOS DECIMAIS È todo logaritmo cuja base for igual a 10. EX.: log10 7 log 7 (quando a base for igual a 10, não é necessário colocar o valor da base) 2) Qual é o valor de log 0,01 ? LOGARITMOS NEPERIANOS É todo logaritmo na base e ( e = 2,718..., denominado de número de Euler) EX.: loge 5 = ln5 (quando a for igual a ”e”, o logaritmo pode ser representado como ln) 3) Encontre o valor de log 5 0,6 3 4) Qual é o valor do logaritmo de 3 PROPRIEDADES OPERATÓRIAS Logaritmo de um produto: O logaritmo de um produto de dois ou mais fatores reais e positivos, de base real, positiva e diferente de 1, é à soma dos logaritmos desses fatores, na menma base. 16 na base8 ? logb (m.n ) logb m logb n CONDIÇÕES DE EXISTENCIA x log b a 3 a) Não existe log – 3 27, pois não existe a igualdade (-3) = 27 Ex.: Se b) Não existe log 0 7, pois não existe a igualdade 0x = 7 log2 y é: x c) Não existe log 1 3, pois não existe a igualdade 1 = 3 x d) Não existe log 2 (-8), pois não existe a igualdade 2 = -8 e) Não existe log 5 0, pois não existe a igualdade 5x = 0 e logb (a.b) y ,o valor de a) 2** b) 3 c) 1/2 d) 1/3 e) 4 105 Logaritmo de um quociente: O logaritmo de um quociente de dois números reais e positivos de base real, positiva e diferente de 1, é à diferença entre o logaritmo do dividendo e o logaritmo do divisor, na menma base. logb (m / n ) logb m logb n Ex.: Se log2 b log2 a 5 então o valor de b é: Ex2.: Considerando que log2 = 0,30 e que 0,48, pode-se afirmar que log6 4 é: a) 5/7 b) 10/13*** c) 11/15 d) 13/17 e) 17/19 log3 = a a) 5/2 b) 10 c) 3 d) 32** e) 5 Logaritmo de uma potência: O logaritmo de uma potência de expoente reail é igual ao produto desse expoente pelo logaritmo da base dessa potência. logb nk k . logb n Ex1.:( Fuvest – SP ) Resolvendo-se a igualdade 3. log7 x 2. log7 8 , podemos afirmar que o valor de x é: a) 2 b) 3 c) 4** d) 5 e) 6 COLOGARITMO É o oposto do logaritmo de a na base b. colog b a logb a Ex.: O cologaritmo de 1/9 na base 3 é: a) 3 b) 2** c) – 2 d) – 3 e) – 4 EQUAÇÕES LOGARÍTMICAS São aquelas que apresentam a incógnita no logaritmando ou na base do logaritmo. Ex2.:Sabendo que loga 2 0,69 e que loga 3 1,1 , pode-se Obs.: Não esquecer de verificar as condições de existência para saber se a solução convém ou não. afirmar que o valor de loga 4 12 é: a) 0,34 b) 0,47 c) 0,53 d) 0,62** e) 0,79 As equações logarítmicas podem se apresentar em três tipos principais: MUDANÇA DE BASE 1º TIPO: Aquelas em que aplicaremos apenas DEFINIÇÃO DE LOGARITMO para sua resolução. Exemplo a 1) determinar o conjunto solução das equações logarítmicas abaixo: A) log5 (log2 x) = 0 S = {2} Nos casos em que o logaritmo apresentar uma base que não convém, esta poderá ser substituída por outra. Para mudarmos a base de um logba para a base c, por exemplo, efetuamos a divisão entre o logc a pelo logcb. logb a logc a logc b Ex1.: Passe para a base 2 o logaritmo de 5 na base 8. B) logx( x + 6 )= 2 S = {3} 106 2º TIPO: Aquelas em que aplicaremos as PROPRIEDADES DE LOGARITMO para sua resolução. Exemplo FUNÇÃO LOGARÍTMICA 1) Qual é o conjunto verdade da equação logarítmica logx(3x+4) = logx(4x+2) V = {2} loga x. x Seja a função exponencial y = a , com a > 1 . A sua inversa chama-se função logaritmica e é indicada por y = GRÁFICOS ( f(x) = loga x ) 1º CASO: ( a > 1 ) f será crescente. 2) determinar o conjunto solução da equação logarítmica log3(x+7) + log3(x–1) = 2 S ={2} x f(x) ½ -1 2 1 4 2 y f(x) = log2 x 2 1 ½ 1 2 3 x 4 -1 * Domínio: Df = R 3) (UFSC) Qual o valor de x compatível para a equação log2(2x – 1) – log2(x + 2) = log2(4x + 1) – log2(x + 10) ? S = {2; 3} 2º CASO: (0 < a < 1 ) Imagem: Imf = R f será decrescente. y 1 2 1 3 4 -1 Exemplos 1) A solução da equação logaritmica log4 x + log2 x = 6 é: a) 4 b) 8 c) 12 d) 16** e) 20 f(x) ½ 1 2 -1 4 -2 x ½ 3º TIPO: Aquelas em que aplicaremos a MUDANÇA DE BASE para sua resolução. x -2 f(x) = log1/2 x * Domínio: Df = R COMPARANDO LOGARÍTMICA AS Imagem: Imf = R FUNÇÕES EXPONENCIAL E Função exponencial y (crescente ) Função logarítmica 2) ( UNIMONTES ) Os possíveis valores de x para os quais 1 (crescente ) log 9 x + log x 9 = 5/2, são: a) divisores de 243** b) múltiplos de 27 c) primos entre si d) múltiplos de 9 1 x 1 x y Função exponencial (decrescente ) 1 Função logarítmica (decrescente ) 107 EXEMPLOS 1) ( Fuvest – SP ) A figura a seguir mostra o gráfico da função logaritmo na base b. O valor de b é: a) 1/4. b) 2. c) 3. d) 4.** e) 10. EXERCÍCIOS 01.(UFV) Os números reais log2(x−1), log2(2x) e log2(6x) formam, nesta ordem, uma progressão aritmética. O valor de x é: a) 3 b) 9 c) 2 d) 4 02. (UFOP) Se inequação log n 2) 2 eS é o conjunto solução da 3 log n 2 0 , então, é correto ( PAES – 2009 ) O esboço de gráfico abaixo representa a função real dada por f(x) = log x, x >0. A área colorida vale: y a) log15 b) log7 c) log12** d) 2 log4 x 1 2 3 4 5 afirmar que: a)S contém 4 múltiplos de 20. b)S contém 90 elementos. c)S contém 46 números ímpares. d)S contém 46 números pares. INEQUAÇÕES LOGARÍTMICAS Se a é raiz dessa equação, então calcule 03. (UFOP) Considere que as funções logarítmicas envolvidas na equação a seguir são reais e de variável real. As inequações logarítmicas caracterizam-se por possuírem desigualdades ( <, >, ≤, ≥ ) entre as expressões logarítmicas. Para se resolver inequações logarítmicas, deve-se observar os valores das bases. Considerando o logaritmo como loga x,temos dois casos. 1º CASO: Quando a base for um número real maior que 1. (a > 1) Nesse caso a função é crescente e o sentido da desigualdade é mantido. Exemplo 1) Encontre a solução real da inequação logaritmica log2(x+2)< 3. S = {xR / – 2 < x < 6 } 2º CASO: Quando a base for um número real entre 0 e 1. (a > 0 e a < 1) Nesse caso a função é decrescente e o sentido da desigualdade é invertido. Exemplo 1) Encontre a solução real da inequação logaritmica log0,2 (2x– 3) ≤ log0,2 4. 04. ( FGV – SP ) Na equação y = 2 igual a 8 quando x for igual a : a) 13 b) –3 c) –1 d) 5 e) 23 log3 ( x 4 ) , y será 05.(UNIMONTES-2009) As soluções da equação x+1 4-x 4 + 4 - 80 = 0 são a e b, sendo a < b. O valor de b log 4 (ab) log 4 é a a) 2. b) 4. c) 3. d) 1. 06.(Unimontes-2007) Resolvendo a equação 3x = 7 em uma calculadora que tem a tecla log x, obtêm-se os seguintes números: A) log3, log 7 e log 7 − log3. B) log3, log 7 e log73. C) log3, log 7 e log7 : log3. 7 7 D) e log 3 3 07.(PASES) A intensidade M de um terremoto, na Escala Richter, pode ser calculada pela fórmula 3M = 2.log10 (kE), onde k é uma constante positiva e E, em 108 quilowatt/hora, é a energia liberada no terremoto. Se um terremoto de intensidade 8 libera uma energia E1 e outro terremoto de intensidade 6 libera uma energia E2 , então a razão E1/E2 é a seguinte potência: a) 105 3 b) 10 2 c) 10 d) 106 e) 104 08.(PASES) A intensidade I de uma onda sonora, medida em Watt por metro quadrado, possui uma faixa de valores muito grande. Por essa razão é conveniente o uso de logaritmos em seu cálculo. O nível sonoro N , medido em I decibéis ( dB ), é definido por N(I) = 10. log10 , onde I0 I0 é uma intensidade de referência padrão. O nível sonoro de uma sala de aula típica é N1(I1) = 50 dB , enquanto que o nível sonoro mais intenso que um ser humano pode suportar antes de sentir dor é N2(I2) = 120 dB. A razão entre as intensidades sonoras I2 e I1 é: a) 104 b) 105 c) 106 7 d) 10 e) 108 09.(PASES) Gastão resolveu fazer uma aplicação junto ao banco onde possui conta. O gerente o informou de que estão disponíveis as seguintes opções de investimento a juros compostos: I. taxa de rendimento de 20% ao ano, para aplicação mínima de R$ 500,00; II. taxa de rendimento de 30% ao ano, para aplicação maior ou igual a R$ 4.500,00. Sabendo que Gastão vai iniciar seu investimento com R$3.125,00, o tempo MÍNIMO, em anos, necessário para que seu capital alcance o valor de R$ 58.500,00 é: (Considere: log1,3 = 0,1.) a) 15 b) 11 c) 13 d) 09 10.(UNIMONTES) Acrescentando-se 16 unidades a um número, seu logaritmo na base 3 aumenta de 2 unidades. Esse número é a) 5 b) 8 c) 2 d) 4 log x log y log y 11. (FAAP) Resolver o sistema 3 x 2y 33 12.( UFU – 2007 ) Se x e y são números reais positivos, tais que logx3 = 4 e logy5 = 6, então, (xy)12 é igual a a) 625. b) 640. c) 648. d) 675. 13.(UNIMONTES-2010) Sendo a e b números reais, uma solução da equação log a + log b = log(a + b) existe se, e somente se, b b 1 2 B) a b 1 b b C) a b 1 1 D) a b 1 A) a 14.(UNIMONTES) A raiz da equação exponencial 8x − 5x = 0 é A) log85 B) 5/8 C) 0 D) 8/5 15. (Paes )A igualdade log2 = 0,30 significa que A) 0,3010 = 2 B) 20,30 = 1 1 C) 2 10 0,30 D) 100,30 = 2 16. ( FEI – SP ) Se a.b = 1, então logb a é igual a: a) 2 b) – 1/2 c) 1/2 d) 1/a2 17.( UNIMONTES ) Os possíveis valores de x para os quais log 9 x + log x 9 = 5/2, são: a) b) c) d) divisores de 243 múltiplos de 27 primos entre si múltiplos de 9 18.( Fuvest – SP ) O número real x que satisfaz a equação log2 (12 – 2x) = 2x é: a) log2 5 b) log2 3 c) 2 d) log2 5 e) log2 3 109 19.(PUC-SP) A energia nuclear, derivada de isótopos radiativos, pode ser usada em veículos espaciais para fornecer potência. Fontes de energia nuclear perdem potência gradualmente, no decorrer do tempo. Isso pode t ser descrito pela função exponencial P P0 .e 250 , na qual P é a potência instantânea, em watts, de radioisótopos de um veículo espacial; P0 é a potência inicial do veículo; t é o intervalo de tempo, em dias, a partir de t0 = 0; e é a base do sistema de logaritmos neperianos. Nessas condições, quantos dias são necessários, aproximadamente, para que a potência de um veículo espacial se reduza à quarta parte da potência inicial? (Dado: In2=0,693) a) 336 b) 338 c) 340 d) 342 e) 346 20.(FIP-2009) Sem uma fonte de energia, a capacidade de funcionamento celular cessaria, provocando a morte. Essa energia é satisfeita pelo consumo de alimentos que contém calorias. Um hambúrguer de dois andares, por exemplo, contém 512 cal. Qual das afirmativas abaixo expressa esse valor? 21.(FIP-2012) Alpargatas anuncia fábrica em Montes Claros Maior empresa de calçados da América Latina, a Alpargatas S.A. anunciou a construção de uma nova fábrica, em Montes Claros, no norte de Minas. A empresa pretende investir R$ 177 milhões nos próximos quatro anos na unidade mineira, e espera gerar cerca de 2,3 mil empregos diretos e mais de 3 mil indiretos. O principal item das novas linhas de produção serão as sandálias Havaianas, tradicional marca da companhia controlada pelo grupo Camargo Corrêa. A nova planta, que começa a ser construída em agosto deste ano e deve entrar em operação no segundo semestre de 2012, vai fabricar cerca de 100 milhões de pares de calçados por ano, o que representa um aumento de 35% na produção atual. A empresa fabricou e vendeu no ano passado 244 milhões de unidades de calçados, vestuário e acessórios. "Optamos por gerar empregos no Brasil. Temos condições competitivas de fabricar nosso produto localmente", diz Márcio Utsch, presidente da Alpargatas S.A. Fonte: ADENORMG | Agência de Desenvolvimento da Região Norte de Minas Gerais. Suponha que um estudo estatístico tenha permitido a conclusão de que, após t anos (t ³ 0), a empresa terá sua produção dada pela expressão P(t) = 100. (1,35)t , em milhões de pares de calçados. Segundo esse estudo, a fábrica atingirá uma produção de 246 milhões de unidades de calçados em: (Dados: log 2,46 = 0,39 e log 1,35 = 0,13) A) 2015 B) 2013 C) 2017 D) 2020 22.(FIP-2012) O pH de uma solução varia de 0 a 14, conforme a tabela: O aparelho mostrado na figura a seguir é o phmetro. Para medir o pH de uma solução, ele utiliza a relação 1 pH=log , onde H+ é a concentração de hidrogênio H em íons-grama por litro de solução. Um estudante ao realizar uma pesquisa, encontrou a concentração de hidrogênio de uma solução igual a H+ = 12.10– 4. Considerando: log2= 0,3 e log3=0,48, conclui-se que se trata de uma solução: A) ácida, uma vez que seu pH é maior que 0 e menor que 3. B) básica, uma vez que seu pH é maior que 11 e menor que 13. C) básica, uma vez que seu pH é maior que 7 e menor que 9. D) ácida, uma vez que seu pH é maior que 4 e menor que 6. 23.(FIP-2012) Terremoto com mortos na Itália aumenta a apreensão por ser 2 pontos superior ao ocorrido em Montes Claros O terremoto de 6 graus ocorrido no Norte da Itália, na manhã de domingo, que provocou sete mortes e deixou 50 feridos, causou mais apreensão nos moradores de Montes Claros por ser apenas dois pontos superior ao ocorrido no município mineiro. Contudo, o professor George Sands de França, do Observatório Sismológico da UnB, não vê motivo para alarme. “A população não deve se preocupar, pois trata-se de uma medição de ordem de grandeza. Se um tremor alcança 4 graus na escala Richter e outro passa de 5 graus, esse ponto de diferença significa uma intensidade 32 vezes maior”, explica França. O Observatório Sismológico confirmou que o tremor de sábado de manhã foi o de maior intensidade ocorrido em Montes Claros até hoje: 4,2 graus. O professor George Sands França, se referiu, a relação 110 E1 101,5(M1 M 2 ) onde é possível perceber quantas , E2 vezes um terremoto é mais intenso que outro, sendo que nesta relação: E1 = energia liberada pelo terremoto 1 E2 = energia liberada pelo terremoto 2 M2 = grau do terremoto 1 na escala Richter M2 = grau do terremoto 2 na escala Richter Considerando que 100, 7 = 5 , quantas vezes a intensidade do terremoto da Itália, foi maior do que o de Montes Claros? A) 500 B) 150 C) 800 D) 1.000 24.(FIP-2013) Devido a uma grande campanha de esclarecimento, realizada neste ano pelo Instituto Nacional do Câncer - INCA, sobre a prevenção das infecções causadas pelo HPV, é projetada uma importante redução do número de mulheres que desenvolverão câncer no colo do útero. Considerando MO como o número atual de mulheres com essa doença, daqui a t anos esse número será: Desse modo, sabendo-se que log2 = 0,3, pode-se considerar que o número de mulheres com a doença será igual a 1 do atual daqui a: 16 A)12 anos. C)6 anos. B)9 anos. D)3 anos. 25. (FIP-2013) O tremor de terra ocorrido na cidade de Montes Claros, no dia 18 de abril de 2013 teve amplitude de 1000 micrômetros. O sismógrafo mede a amplitude e a frequência dessas vibrações. A magnitude (Ms) do terremoto pode ser calculada pela equação logarítmica: h(t) = 1,5 + log3(t + 1), com h(t) em metros e t em anos. Se uma dessas árvores foi cortada quando seu tronco atingiu 3,5m de altura, o tempo (em anos) transcorrido do momento da plantação até o do corte foi de: a) 9. b) 8. c) 5. d) 4. 27. A intensidade M de um terremoto, na Escala Richter, pode ser calculada pela fórmula 3M = 2log10 (kE) , onde k é uma constante positiva e E , em quilowatt/hora, é a energia liberada no terremoto. Se um terremoto de intensidade 8 libera uma energia E1 e outro terremoto de intensidade 6 libera uma energia E2 , então a razão E1 / E2 é a seguinte potência: a) 105 b) 103 c) 102 d) 106 28. Um químico deseja produzir uma solução com pH = 2, a partir de duas soluções: uma com pH = 1 e uma com pH = 3. Para tanto, ele mistura x litros da solução de pH = 1 com y litros da solução de pH = 3. Sabe-se que pH = – log10[H+] em que [H+] é a concentração de íons, dada em mol por litro. Considerando-se essas informações, é x CORRETO afirmar que é: y 1 A) 100 1 B) 10 C) 10 D) 100 29. A lei de resfriamento de Newton estabelece para dois corpos, A e B, com temperatura inicial de 80ºC e 160ºC, respectivamente, imersos num meio com temperatura constante de 30ºC, que as temperaturas dos corpos, após um tempo t, serão dadas pelas funções T A = 30 + 50 x 10-kt e TB= 30 + 130 x 10-2kt Onde A é a amplitude, dada em micrômetros e f é a frequência, dada em Hertz (Hz). O referido tremor teve uma frequência de: 26. A altura média do tronco de certa espécie de árvore, que se destina à produção de madeira, evolui, desde que é plantada, segundo o seguinte modelo matemático: onde k é uma constante. Qual será o tempo decorrido até que os corpos tenham temperaturas iguais? 1 A) log 5 k 2 18 B) log k 5 1 13 C) log k 5 5 2 D) log k 2 111 30. O pH de uma solução é dado em função da + concentração de hidrogênio H em mols por litro de 1 solução, pela seguinte expressão pH log 10 ou H . Sendo assim, determine o pH de uma pH log H + -8 solução que tem H = 1,0.10 . a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 FUNÇÃO DEFINIDA POR MAIS DE UMA SENTENÇA Dependendo dos valores de x uma função f(x) pode ser definida por duas ou mais sentenças. Exemplos Seja a função f(x) de IR em IR definida por: 1, se x 0 f(x) = x 1, se; 0 x 2 3, se x 2 GABARITO 1. A 2. D 3. 1 4. E 5. D 6. C 7. B 8. D 9. C 10. C 11. (9,3) 13. C 14. C 15. D 16. B 17. A 18. E 19. E 20. D 21. A 22. A 23. A 24. C 25. C 26. B 27. B 28. B 29. C 30. D 12. D x 2 , se x 0 f(x) = 3, se x 0 CAIU NO ENEM !!! 01.(ENEM) 112 a) 0t2 5t 10, se 2t6 v( t ) = 20, se 10t 40, se 6t8 0t2 2t 10, se 2t6 b)v( t ) = 20, se 10t 40, se 6t8 0t2 5t 10, se 2t6 c)v( t ) = 20, se 10t 20, se 6t8 0t2 5t 10, se 2t6 d) v( t ) = 20, se 5t 40, se 6t8 GABARITO 01. A 02. A TRANSLAÇÃO E ROTAÇÃO DE EIXOS Sendo a função f(x) : RR e k ≥ 0, temos as seguintes situações : Exemplos: 2.( UCB – DF ) O gráfico a seguir mostra a variação da velocidade, em metros por segundo, de um móvel em função do tempo. A lei que expressa v em função de t é : V 40 20 10 2 6 8 t 113 y y y = f(–x) y = f(x) y = f(x) 02.( PAES – 2007 ) O esboço do gráfico da função f: R 3 R, definida por f(x) = – x , é y x x y = – f(–x) y = – f(x) EXERCÍCIOS 01.(UNIMONTES) Na figura abaixo, está representado o gráfico da função f. x O esboço do gráfico da função f: R R, definida por f(x) = x3 – 2, é O esboço do gráfico da função g, tal que g(x) = f(x + 1) + 1é 03.( UFMG ) Nesta figura, está representado o gráfico da função y = f (x): Com base nas informações desse gráfico, assinale a alternativa cuja figura melhor representa o gráfico da função g(x) = f(1–x). 114 A) W e L. C) K e L. E) K e K. B) W e K. D) K e W. 03.(ENEM-2009) Muitas vezes o objetivo de um remédio é aumentar a quantidade de uma ou mais substâncias já existentes no corpo do indivíduo para melhorar as defesas do organismo. Depois de alcançar o objetivo, essa quantidade deve voltar ao normal. Se uma determinada pessoa ingere um medicamento para aumentar a concentração da substância A em seu organismo, a quantidade dessa substância no organismo da pessoa, em relação ao tempo, pode ser melhor representada pelo gráfico GABARITO 01. B 02. A 03. B QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2009) Na cidade de João e Maria, haverá shows em uma boate. Pensando em todos, a boate propôs pacotes para que os fregueses escolhessem o que seria melhor para si. Pacote 1: taxa de 40 reais por show. Pacote 2: taxa de 80 reais mais 10 reais por show. Pacote 3: taxa de 60 reais para 4 shows, e 15 reais por cada show a mais. João assistirá a 7 shows e Maria, a 4. As melhores opções para João e Maria são, respectivamente,os pacotes A) 1 e 2. C) 3 e 1. E) 3 e 3. B) 2 e 2. D) 2 e 1. 02. (ENEM-2009) Três empresas de Táxi W, K e L estão fazendo promoções: a empresa W cobra R$2,40 a cada quilômetro rodado e com custo inicial de R$3,00; a empresa K cobra R$2,25 a cada quilômetro rodado e uma taxa inicial de R$3,80 e, por fim, a empresa L, que cobra R$2,50 a cada quilômetro rodado e com taxa inicial de R$2,80. Um executivo está saindo de casa a vai de táxi para uma reunião que é a 5 km do ponto de táxi, e sua esposa sairá do hotel e irá para o aeroporto, que fica a 15 km do ponto de táxi. Assim, os táxis que o executivo e sua esposa deverão pegar, respectivamente, para terem a maior economia são das empresas 04.(ENEM-2009) A empresa WQTU Cosméticos vende um determinado produto x, cujo custo de fabricação de cada unidade é dado por 3x2 + 232, e o seu valor de venda é expresso pela função 180x – 116. A empresa vendeu 10 unidades do produto x, contudo a mesma deseja saber quantas unidades precisa vender para obter um lucro máximo. A quantidade máxima de unidades a serem vendidas pela empresa WQTU para a obtenção do maior lucro é A) 10 C) 58 E) 232 B) 30 D) 116 05.(ENEM-2009) A empresa SWK produz um determinado produto x, cujo custo de fabricação é dado pela equação de uma reta crescente, com inclinação 2 e de variável x. Se não tivermos nenhum produto produzido, a despesa fixa é de R$7,00 e a função venda de cada unidade x é dada por –2x2+ 229,76x – 441,84. Tendo em vista uma crise financeira, a empresa fez algumas demissões. Com isso, caiu em 12% o custo da 115 produção de cada unidade produzida. Nessas condições, a função lucro da empresa pode ser expressa como (A) L(x)= –2x2 + 228x – 448,00 2 (B) L(x)= –2x + 227,76x – 448,84 2 (C)L(x)= –2x + 228x – 441,84 (D) L(x)= –2x2 + 229,76x – 441,84 (E)L(x)= –2x2 + 227,76x – 448,96 06.(ENEM-2010) Acompanhando o crescimento do filho, um casal constatou que, de 0 a 10 anos, a variação da sua altura se dava de forma mais rápida do que dos 10 aos 17 anos e, a partir de 17 anos, essa variação passava a ser cada vez menor, até se tornar imperceptível. Para ilustrar essa situação, esse casal fez um gráfico relacionando as alturas do filho nas idades consideradas. Que gráfico melhor representa a altura do filho desse casal em função da idade? 07.(ENEM-2010) A figura a seguir é a representação de uma região por meio de curvas de nível, que são curvas fechadas representando a altitude da região, com relação ao nível do mar. As coordenadas estão expressas em graus de acordo com a longitude, no eixo horizontal, e a latitude, no eixo vertical. A escala em tons de cinza desenhada à direita está associada à altitude da região. Um pequeno helicóptero usado para reconhecimento sobrevoa a região a partir do ponto X = (20; 60). O helicóptero segue o percurso: Ao final, desce verticalmente até pousar no solo. De acordo com as orientações, o helicóptero pousou em um local cuja altitude é A. menor ou igual a 200 m. B. maior que 200 m e menor ou igual a 400 m. C. maior que 400 m e menor ou igual a 600 m. D. maior que 600 m e menor ou igual a 800 m. E. maior que 800 m. 08.(ENEM-2010) Embora o Índice de Massa Corporal (IMC) seja amplamente utilizado, existem ainda inúmeras restrições teóricas ao uso e às faixas de 116 normalidade preconizadas. O Recíproco do Índice Ponderal (RIP), de acordo com o modelo alométrico, possui uma melhor fundamentação matemática, já que a massa é uma variável de dimensões cúbicas e a altura, uma variável de dimensões lineares. As fórmulas que determinam esses índices são: 11.(ENEM-2013) A parte interior de uma taça foi gerada pela rotação de uma parábola em torno de um eixo z, conforme mostra a figura. Se uma menina, com 64 kg de massa, apresenta IMC igual a 25 kg/m², então ela possui RIP igual a 09.(ENEM-2010) Nos processos industriais, como na indústria de cerâmica, é necessário o uso de fornos capazes de produzir elevadas temperaturas e, em muitas situações, o tempo de elevação dessa temperatura deve ser controlado, para garantir a qualidade do produto final e a economia no processo. Em uma indústria de cerâmica, o forno é programado para elevar a temperatura ao longo do tempo de acordo com a função em que T é o valor da temperatura atingida pelo forno, em graus Celsius, e t é o tempo, em minutos, decorrido desde o instante em que o forno é ligado. Uma peça deve ser colocada nesse forno quando a temperatura for 48 °C e retirada quando a temperatura for 200 °C. O tempo de permanência dessa peça no forno é, em minutos, igual a A) 100. C) 128. E) 150. B) 108. D) 130. 10.(ENEM-2009) Um posto de combustível vende 10.000 litros de álcool por dia a R$ 1,50 cada litro. Seu proprietário percebeu que, para cada centavo de desconto que concedia por litro, eram vendidos 100 litros a mais por dia. Por exemplo, no dia em que o preço do álcool foi R$ 1,48, foram vendidos 10.200 litros. Considerando x o valor, em centavos, do desconto dado no preço de cada litro, e V o valor, em R$, arrecadado por dia com a venda do álcool, então a expressão que relaciona V e x é A função real que expressa a parábola, no plano cartesiano da figura, é dada pela lei onde C é a medida da altura do líquido contido na taça, em centímetros. Sabe-se que o ponto V, na figura, representa o vértice da parábola, localizado sobre o eixo x. Nessas condições, a altura do líquido contido na taça, em centímetros, é A) 1. B) 2. C) 4. D) 5. E) 6. 12.(ENEM-2013) A Lei da Gravitação Universal, de Isaac Newton, estabelece a intensidade da força de atração entre duas massas. Ela é representada pela expressão: ondem1 e m2 correspondem às massas dos corpos, d à distância entre eles, G à constante universal da gravitação e F à força que um corpo exerce sobre o outro. O esquema representa as trajetórias circulares de cinco satélites, de mesma massa, orbitando a Terra. 117 radioativo, após t anos, é calculada pela expressão M(t) = A · (2,7)kt, onde A é a massa inicial e k é uma constante negativa. Considere 0,3 como aproximação para log2. Qual o tempo necessário, em anos, para que uma quantidade de massa do césio-137 se reduza a 10% da quantidade inicial? A)27 C)50 E)100 Qual gráfico expressa as intensidades das forças que a Terra exerce sobre cada satélite em função do tempo? B)36 D)54 14.(ENEM-2013)A temperatura T de um forno (em graus centígrados) é reduzida por um sistema a partir do instante de seu desligamento (t = 0) e varia de acordo com a expressão Com t em minutos. Por motivos de segurança, a trava do forno só é liberada para abertura quando o forno atinge a temperatura de 39 ºC. Qual o tempo mínimo de espera, em minutos, após se desligar o forno, para que a porta possa ser aberta? A) 19,0 B) 19,8 C) 20,0 D) 38,0 E) 39,0 15.(ENEM/2009) Suponha que o modelo exponencial y = 363.e0,03x, em que x = 0 corresponde ao ano 2000, x = 1 corresponde ao ano 2001, e assim sucessivamente, e que y é a população em milhões de habitantes no ano x, seja usado para estimar essa população com 60 anos ou mais de idade nos países em desenvolvimento entre 2010 e 2050. Desse modo, considerando e0,3 = 1,35, estima-se que a população com 60 anos ou mais estará, em 2030, entre A) 490 e 510 milhões. B) 550 e 620 milhões. C) 780 e 800 milhões. D) 810 e 860 milhões. E) 870 e 910 milhões. 13.(ENEM-2013)Em setembro de 1987, Goiânia foi palco do maior acidente radioativo ocorrido no Brasil, quando uma amostra de césio-137, removida de um aparelho de radioterapia abandonado, foi manipulada inadvertidamente por parte da população. A meia-vida de um material radioativo é o tempo necessário para que a massa desse material se reduza à metade. A meia-vida do césio-137 é 30 anos e a quantidade restante de massa de um material 16.(ENEM/2009) Uma pousada oferece pacotes promocionais para atrair casais a se hospedarem por até oito dias. A hospedagem seria em apartamento de luxo e, nos três primeiros dias, a diária custaria R$ 150,00, preço da diária fora da promoção. Nos três dias seguintes, seria aplicada uma redução no valor da diária, cuja taxa média de variação, a cada dia, seria de R$ 20,00. Nos dois dias restantes, seria mantido o preço do sexto dia. Nessas condições, um modelo para a promoção idealizada é apresentado no gráfico a seguir, no qual o valor da diária é função do tempo medido em número de dias. 118 Que expressão fornece a quantidade de canudos em função da quantidade de quadrados de cada figura? A) C = 4Q B) C = 3Q + 1 C) C = 4Q – 1 D) C = Q + 3 E) C = 4Q – 2 De acordo com os dados e com o modelo, comparando o preço que um casal pagaria pela hospedagem por sete dias fora da promoção, um casal que adquirir o pacote promocional por oito dias fará uma economia de A) R$ 90,00. B) R$ 110,00. C) R$ 130,00. D)R$ 150,00. E)R$ 170,00. 17. (ENEM/2009) Um experimento consiste em colocar certa quantidade de bolas de vidro idênticas em um copo com água até certo nível e medir o nível da água, conforme ilustrado na figura a seguir. Como resultado do experimento, concluiu-se que o nível da água é função do número de bolas de vidro que são colocadas dentro do copo. O quadro a seguir mostra alguns experimento realizado. número de bolas (x) nível da água (y) 5 6,35 cm 10 6,70 cm 15 7,05 cm resultados GABARITO 01. E 02. B 03. D 04. B 05. A 06. A 07. A 08. E 09. D 10. D 11. E 12. B 13. E 14. D 15. E 16. A 17. E 18. B do Disponível em: www.penta.ufrgs.br. Acesso em: 13 jan. 2009 (adaptado). Qual a expressão algébrica que permite calcular o nível da água (y) em função do número de bolas (x)? A) y = 30x. B) y = 25x + 20,2. C) y = 1,27x. D) y = 0,7x. E) y = 0,07x + 6. 18.(ENEM/2010) Uma professora realizou uma atividade com seus alunos utilizando canudos de refrigerante para montar figuras, onde cada lado foi representado por um canudo. A quantidade de canudos (C) de cada figura depende da quantidade de quadrados (Q) que formam cada figura. A estrutura de formação das figuras está representada a seguir. 119 EQUAÇÕES MODULARES Toda equação que contiver a incógnita em um módulo num dos membros será chamada equação modular. Exemplos: a) |x2 − 5x| = 1 b) |x + 8| = |x2 − 3| Observe que: Se |f(x)| = r com r ≥ 0, teremos f(x) = r ou f(x) = −r Se |f(x)| = |g(x)|, teremos f(x) = g(x) ou f(x) =− g(x) Exercícios resolvidos 1. Resolver a equação |3x − 1| = 2. Resolução: Temos que analisar dois casos: Caso 1: 3x − 1 = 2 Caso 2: 3x − 1 = −2 S = {−1, 2, 3, 6} 3. Resolver a equação |x − 6| = |3 − 2x|. Resolução: Temos que analisar dois casos: Caso 1: x − 6 = 3 − 2x Caso 2: x − 6 = −(3 − 2x) 2 2. Resolver a equação |x − 5x| = 6. Resolução: Temos que analisar dois casos: 2 Caso 1: x − 5x = 6 S = {−3, 3} Caso 2: x2 − 5x = −6 120 INEQUAÇÕES MODULARES Chamamos de inequações modulares as inequações em que aparecem módulos de expressões que contém a incógnita. Representando geometricamente, o módulo de um número real x é igual à distância do ponto que representa, na reta real, o número x ao ponto de origem, como sabemos. Assim: Se |x| < a (com a > 0), significa que a distância entre x e a origem é menor que a, isto é, x deve estar entre −a e a, ou seja Se |x| > a (com a > 0), significa que a distância entre x e a origem é maior que a, isto é, deve estar à direita de a ou à esquerda de −a na reta real, ou seja: Exercício resolvido Resolver a inequação |2x − 6| < 2. Para resolver essa equação, apresentamos dois métodos diferentes: FUNÇÃO MODULAR Seja g: A→IR, com A IR, uma função. Chamamos de função modular a função f: A → IR, com A IR, definida por f(x) = |g(x)|, ou seja: Observe, então, que a função modular é uma função definida por duas sentenças. Exemplos: CONSTRUINDO GRÁFICOS 1. Vamos construir, no plano cartesiano, o gráfico da função f(x) = |x|. Não devemos esquecer que D(f) = IR. Vamos elaborar uma pequena tabela onde vamos achar, pela função, a imagem de alguns números: 121 EXERCÍCIOS 01. (UESB) O gráfico que melhor representa a função . 2. Vamos construir, no plano cartesiano, o gráfico da função f(x) = |x2 − 1|. Não devemos esquecer que D(f) = IR. Vamos elaborar uma pequena tabela e nela achar, pela função, a imagem de alguns números: 02.(UFMG) Considere a função f(x) = x.| 1 – x | . Assinale a alternativa em que o gráfico dessa função está CORRETO. 03. Resolva, no universo R, as equações abaixo: a) | x – 3 | = 4 122 b) | 3x – 8 | = 2x – 1 c) | x | . | x – 5 | = 6 07.( Cesgranrio ) O conjunto Imagem da função f(x) = |x2 – 4x + 8| + 1 é o intervalo: a) [ 5, + [ b) [ 4, + [ c) [ 3, + [ d) [ 1, + [ e) [ 0, + [ 08. ( UFLA – MG ) O gráfico da expressão |x| + |y| = 4 é dado por: 04. A Resolva, no universo R, as inequações abaixo: a) | 3x – 1| ≤ 8 b) | x2 – 5x | > 6 09. ( UFRN ) Um posto de gasolina encontra-se localizado no km 100 de uma estrada retilínea. Um automóvel parte do km 0, no sentido indicado na figura abaixo, dirigindo-se a uma cidade a 250km do ponto de partida. Num dado instante, x denota a distância (em quilômetros) do automóvel ao km 0. Nesse instante, a distância (em quilômetros) do veículo ao posto de gasolina é: 05.Esboce o gráfico de cada função abaixo: a) f(x) = | 3x – 6 | 2 b) f(x) = | x – 6x + 8 | a) |100 + x | b) x – 100 c) 100 – x d) |x – 100| 10. ( UFES ) O gráfico abaixo representa a função 06. ( Unitau – SP ) Se x é uma solução de |2x - 1| < 5 – x, então: a) 5 < x < 7. b) 2 < x < 7. c) – 5 < x < 7. d) – 4 < x < 7. e) – 4 < x < 2. a) f(x) = | | x | - 1| 123 b) f(x) = |x - 1| + |x + 1| - 2 c) f(x) = | | x | + 2| - 3 d) f(x) = |x - 1| e) f(x) = | | x | + 1| - 2 GABARITO 1. 05 2. B 6. E 7. A 8. A 9. D 10. A 124 PROGRESSÕES PROGRESSÃO ARITMÉTICA ( P.A.) Definição Consideremos a sequência ( 2, 4, 6, 8, 10, 12,14, 16). Observamos que, a partir do segundo termo, a diferença entre qualquer termo e seu antecessor é sempre a mesma: 4 – 2 = 6 – 4 = 10 – 8 = 14 – 12 = 16 – 14 = 2 Exemplo Consideremos a PA (3, 6, 9, 12, 15, 18, 21) e o termo médio é 12. Observemos que o termo médio é sempre a média aritmética do primeiro e do último, ou seja: 3 21 12 (termo central ) 2 • A soma de dois termos equidistantes dos extremos de uma PA finita é igual à soma dos extremos. Exemplo Consideremos a PA (3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31). Sequências como esta são denominadas progressões aritméticas (PA). A diferença constante é chamada de razão da progressão e costuma ser representada por r. Na PA dada temos r = 2. Podemos, então, dizer que: Progressão aritmética é toda seqüência numérica em que cada termo,a partir do segundo é igual à soma do termo precedente(anterior) com uma constante r. O número é chamado de razão da progressão aritmética. . Notação Considere a P.A.( a1, a2, a3, a4, ...., an) Onde: a1= primeiro termo an= último termo, termo geral ou n-ésimo termo TERMO GERAL Uma PA de razão r pode ser escrita assim: PA (a1, a2, a3, a4, ...., an–1, an) Portanto, o termo geral será: an = a1 + ( n – 1 ).r , para n N * n= número de termos (se for uma PA finita) r = razão INTERPOLAÇÃO ARITMÉTICA A razão influencia na PA da seguinte maneira: r > 0, dizemos que a P.A é crescente r < 0, dizemos que a P.A é decrescente r = 0, todos os termos da P.A são iguais, ou seja, a P.A é constante. Interpolar ou inserir é determinar os n meios aritméticos, entre dois números dados, de tal forma que todos passem a constituir uma progressão aritmética. Exemplo: Inserir sete meios aritméticos entre 2 e 26 Propriedades: • Numa PA, qualquer termo, a partir do segundo, é a média aritmética do seu antecessor e do seu sucessor. a2 a1 a3 2 • Numa PA qualquer de número ímpar de termos, o termo do meio (médio) é a média aritmética do primeiro termo e do último termo. 125 SOMA DOS N PRIMEIROS TERMOS DE UMA PA EXERCÍCIOS Consideremos a seqüência (2, 4, 6, 8, 10, 12,14, 16, 18, 20). Trata-se de uma PA de razão 2. Suponhamos que se queira calcular a soma dos termos dessa seqüência, isto é, a soma dos 10 termos da PA (2, 4, 6, 8, ..., 18, 20). Poderíamos obter esta soma manualmente, ou seja, 01.( UNESP – SP ) Num laboratório, foi feito um estudo sobre a evolução de uma população de vírus. Ao final de um minuto do início das observações, existia 1 elemento na população; ao final de dois minutos, existiam 5, e assim por diante. A seguinte seqüência de figuras apresenta as populações do vírus (representado por um círculo) ao final de cada um dos quatro primeiros minutos. Supondo que se manteve constante o ritmo de desenvolvimento da população, o número de vírus no final de 1 hora era de: a) 241 b) 239 c) 237 d) 235 e) 232 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 + 16 + 18 + 20 = 110. Mas se tivéssemos de somar 100, 200, 500 ou 1000 termos? Manualmente seria muito demorado. Por isso, precisamos de um modo mais prático para somarmos os termos de uma PA. Na PA( 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20) observe: a1+a10 = 2 + 20 = 22 a2+a9 = 4 + 18 = 22 a3+a8 = 6 + 16 = 22 a4+a7 =8 + 14 = 22 a5+a6 = 10 + 12 = 22 Note que a soma dos termos eqüidistantes é constante (sempre 22) e apareceu exatamente 5 vezes (metade do número de termos da PA, porque somamos os termos dois a dois). Logo, devemos, em vez de somarmos termo a termo, fazermos apenas 5 x 22 = 110, e assim, determinamos S10 = 110 (soma dos 10 termos). E agora, se fosse uma progressão de 100 termos, como a PA(1, 2, 3, 4,...,100), como faríamos? Procederemos do mesmo modo. A soma do a1 com a100 vale 101 e esta soma vai-se repetir 50 vezes (metade de 100), portanto S100 = 101x50 = 5050. Então, para calcular a soma dos n termos de uma PA, somamos o primeiro com o último termo e esta soma irá n se repetir vezes. 2 Assim, podemos escrever: Exemplo Considerando a P.A. abaixo determine a soma dos seus termos: 02. (Enem 2ª aplicação 2010) Nos últimos anos, a corrida de rua cresce no Brasil. Nunca se falou tanto no assunto como hoje, e a quantidade de adeptos aumenta progressivamente, afinal, correr traz inúmeros benefícios para a saúde física e mental, além de ser um esporte que não exige um alto investimento financeiro. Disponível em:http://www.webrun.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010. Um corredor estipulou um plano de treinamento diário, correndo 3 quilômetros no primeiro dia e aumentando 500 metros por dia, a partir do segundo. Contudo, seu médico cardiologista autorizou essa atividade até que o corredor atingisse, no máximo, 10 km de corrida em um mesmo dia de treino. Se o atleta cumprir a recomendação médica e praticar o treinamento estipulado corretamente em dias consecutivos, podese afirmar que esse planejamento de treino só poderá ser executado em, exatamente, A) 12 dias. B) 13 dias. C) 14 dias. D) 15 dias. E) 16 dias. 03.( MACK – SP ) Determine a razão da P.A.(a1 , a2 , a3 , ... , an ), sabendo que an = 3n+2. a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 04.( FATEC – SP ) Inserindo-se 5 números entre 18 e 96, de modo que a seqüência (18, a2, a3, a4, a5, a6, 96) seja uma progressão aritmética, tem-se a3 igual a: a) 43 b) 44 c) 45 d) 46 e) 47 126 05.( FGV – SP ) Para todo n natural não nulo, sejam as seqüências (3, 5, 7, 9, ..., an, ...) (3, 6, 9, 12, ..., bn, ...) (C1, C2, C3, ..., Cn, ...) Com Cn = an + bn. Nessas condições, C25 é igual a a) 25 b) 37 c) 101 d) 119 e) 126 06. (Enem 2ª aplicação 2010) O trabalho em empresas exige dos profissionais conhecimentos de diferentes áreas. Na semana passada, todos os funcionários de uma dessas empresas estavam envolvidos na tarefa de determinar a quantidade de estrelas que seriam utilizadas na confecção de um painel de Natal. Um dos funcionários apresentou um esboço das primeiras cinco linhas do painel, que terá, no total, 150 linhas. Após avaliar o esboço, cada um dos funcionários esboçou sua resposta: Funcionário I: aproximadamente 200 estrelas. Funcionário II: aproximadamente 6 000 estrelas. Funcionário III: aproximadamente 12 000 estrelas. Funcionário IV: aproximadamente 22 500 estrelas. Funcionário V: aproximadamente 22 800 estrelas. Qual funcionário apresentou um resultado mais próximo da quantidade de estrelas necessária? a) I b) II c) III d) IV e) V 07.( CFTMG ) A seqüência (x, 2x + 1, x2 + 2) com x 0 formam, nessa ordem, uma progressão aritmética; portanto o valor de x é a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 08.( PUC – RIO ) Os números 4, 7, 10, 13... formam uma progressão aritmética. O número de termos desta progressão aritmética para que a soma 4 + 7 + 10 +... seja 144 é: a) 12 b) 10 c) 9 d) 19 e) 13 09. (UFV-MG) Usando-se um conta-gotas, um produto químico é misturado a uma quantidade de água da seguinte forma: a mistura é feita em intervalos regulares, sendo que no primeiro intervalo são colocadas 4 gotas e nos intervalos seguintes são colocadas 4 gotas mais a quantidade misturada no intervalo anterior. Sabendo-se que no último intervalo o número de gotas é 100, o total de gotas do produto misturadas à água é: a)1300 b)1100 c)1600 d)900 e)1200 10. (Unimontes / PAES ) Num teatro ao ar livre, cada fileira, a partir da primeira, tem 4 cadeiras a mais que a anterior. Se há 15 fileiras, sendo que a quinta tem 44 cadeiras, o número de espectadores necessários para lotar esse teatro é: a) 840 b) Superior a 1000 c) 990 d) Inferior a 720 11.( PUCCAMP – SP ) Um veículo parte de uma cidade A em direção a uma cidade B, distante 500 km. Na 1ª hora do trajeto ele percorre 20 km, na 2ª hora 22,5 km, na 3ª hora 25 km e assim sucessivamente. Ao completar a 12ª hora do percurso, a que distância esse veículo estará de B? a) 95 km b) 115 km c) 125 km d) 135 km e) 155 km 12.( PUC – MG ) Uma atleta amadora começa a treinar diariamente e, a cada dia, anda 200 metros a mais que no dia anterior. Se, ao final de 10 dias, essa atleta tiver percorrido um total de 15.000 metros, a distância percorrida por ela, durante o treino do segundo dia, em metros, foi igual a: a) 800 b) 1.000 c) 1.200 d) 1.500 13.( Mackenzie – SP ) Se f(n), nN, é uma seqüência f (0) 1 definida por , o valor de f(200) é : f (n 1) f (n) 3 a) b) c) d) e) 601 611 621 631 641 127 14.( PAES ) A soma dos algarismos do número 52 53 5 4 5 2008 5 2009 2 3 ... 2007 2008 5 5 5 5 5 é: A) 10 B) 9 c) 6 d) 5 15.( PAES ) Dois atletas estão treinado juntos para uma competição. O primeiro corre uniformemente 12km por dia. Outro corre 10km no primeiro dia e, do segundo dia em diante, corre 0,5km à mais que no dia anterior. Após quantos dias de treinamento os dois terão percorrido a mesma distância ? A) 5 dias B) 7 dias C) 6 dias D) 9 dias 21.(UNIMONTES) Se (3 x , x , 9 x , ...) é uma progressão aritmética, seu 6.° termo é A) 5. B) − 5. C) 0. D) 3. 22.(UNIMONTES) Em uma progressão aritmética, a soma do primeiro termo com o quarto é 16, e a soma do terceiro com o quinto é 22. O primeiro termo dessa progressão é A) 4. B) 3. C) 5. D) 2. 23.(UNIRIO) Considere a sequência não decrescente (1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5,5,...). Observe que ela contém exatamente m vezes o inteiro m. Determine em que posição desta sequência encontra-se o primeiro número 100. 16.( FGV – SP ) Qual a soma dos 500 primeiros termos da seguinte progressão ( 1, 3, 5, 7, 9, ... ) ? 17.( Mack – SP ) A soma dos n primeiros termos de uma P.A é dada por Sn = 3n( n – 2 ) , para todo n. Determinar o 5º termo dessa P.A . 24.(UNIMONTES – PAES) As medidas dos lados do triângulo da figura abaixo formam uma progressão aritmética em que 2a é o termo central. O perímetro do triângulo é 2a A) 9. a+1 B) 14. C) 18. a+5 D) 30. 18.( UECE ) Seja ( a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8 ) uma progressão aritmética. Se a2 + a5 = 8 e a8 = 7, então a3 + a7é igual a: a) 8 b) 28/3 c) 10 d) 32/3 e) 31/3 25.(Uel) Numa progressão aritmética de primeiro termo 1/3 e razão 1/2, a soma dos n primeiros termos é 20/3. O valor de n é a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e) 9 19.(UECE) Os termos da sucessão ( a1, a2, ..., an ) estão relacionados pela fórmula an+1 = 1 + 2.an, onde n = 1, 2, 3, ... . Se a1 = 0, então a6 é: a) 25 b) 27 c) 29 d) 31 26. (Cesgranrio) A média aritmética dos 20 números pares consecutivos, começando em 6 e terminando em 44, vale: a) 50. b) 40. c) 35. d) 25. e) 20. 20.(UNIFESP) A soma dos termos que são números primos da seqüência cujo termo geral é dado por an = 3n + 2, para n natural, variando de 1 a 5, é a) 10. b) 16. c) 28. d) 33. e) 36. 27. (PUCMG) Na seqüência (1/2, 5/6, 7/6, 3/2,...), o termo de ordem 30 é: a) 29/2 b) 61/6 c) 21/2 d) 65/6 e) 67/6 128 28. (CFO/) Um professor de Educação Física, utilizando 1540 alunos, quer alinhá-los de modo que a figura formada seja um triângulo. Se na primeira fila for colocado 1 aluno, na segunda 2, na terceira 3 e assim por diante, quantas filas serão formadas? A) 45 filas. B) 35 filas. C) 60 filas. D) 55 filas. 29. ( Fuvest – SP ) Os números 1, 3, 6, 10, 15, ... são chamados de números triangulares, nomenclatura esta justificada pela seqüência de triângulos abaixo. Observando a figura acima pode se verificar que o primeiro triângulo é formado por um ponto, que o segundo triângulo é formado por três pontos, que o terceiro triângulo é formado por seis pontos e assim sucessivamente. Quantos pontos terá o trigésimo triângulo ? a) 465 b) 470 c) 475 d) 480 e) 485 30. ( OBMEP ) A sequência 0, 3, 7, 10, 14, 17, 21, ... é formada a partir do número 0 somando-se alternadamente 3 ou 4 ao termo anterior, isto é: o primeiro termo é 0, o segundo é 3 a mais que o primeiro, o terceiro é 4 a mais que o segundo, o quarto é 3 a mais que o terceiro, o quinto é 4 a mais que o quarto e assim sucessivamente. A) Escreva os 20 primeiros termos desta sequência. B) Qual é o 1000º termo desta sequência? C) Algum termo desta sequência é igual a 2 000? Por quê? 31. (Fuvest) Os números inteiros positivos são dispostos em "quadrados" da seguinte maneira: O número 500 se encontra em um desses "quadrados". A "linha" e a "coluna" em que o número 500 se encontra são, respectivamente: a) 2 e 2. b) 3 e 3. c) 2 e 3. d) 3 e 2. e) 3 e 1. 32. (Unirio) Passando em uma sala de aula, um aluno verificou que, no quadro-negro, o professor havia escrito os números naturais ímpares da seguinte maneira: 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 O aluno achou interessante e continuou a escrever, até a décima linha. Somando os números dessa linha, ele encontrou a) 800 b) 900 c) 1000 d) 1100 e) 1200 33. (Ufsm) Tisiu ficou sem parceiro para jogar bolita (bola de gude); então pegou sua coleção de bolitas e formou uma seqüência de "T" (a inicial de seu nome), conforme a figura Supondo que o guri conseguiu formar 10 "T" completos, pode-se, seguindo o mesmo padrão, afirmar que ele possuía a) mais de 300 bolitas. b) pelo menos 230 bolitas. c) menos de 220 bolitas. d) exatamente 300 bolitas. e) exatamente 41 bolitas. 34. (Ufrj) Num Ka Kay, o oriental famoso por sua inabalável paciência, deseja bater o recorde mundial de construção de castelo de cartas. Ele vai montar um castelo na forma de um prisma triangular no qual cada par de cartas inclinadas que se tocam deve estar apoiado em uma carta horizontal, excetuando-se as cartas da base, que estão apoiadas em uma mesa. A figura a seguir apresenta um castelo com três níveis. Num Ka Kay quer construir um castelo com 40 níveis. Determine o número de cartas que ele vai utilizar. 129 GABARITO 01. C 02. D 03. B 04. B 06. C 07. C 09. C 09. A 10. A 11. A 12. A 13. A 05. E 14. D ( SOMA = 1 + 0 + 0 + 4 + 0 ) 15. D 16. 250.000 19. D 17. 21 18. C 20. D 21. A 22. C 23. 4951 24. C 25. A 26. D 27. B 28. D 33) B 34) 2420 cartas 29. A 30. a) b) 3496 c) Não 31. A 32. C 130 PROGRESSÃO GEOMÉTRICA( PG) 2. Numa PG, o produto dos termos eqüidistantes dos extremos é igual ao produto dos extremos. Definição Progressão geométrica (P.G) é uma seqüência numérica em que cada termo, a partir do segundo, é igual ao anterior, multiplicado por uma constante chamada razão da progressão geométrica. FÓRMULA DO TERMO GERAL Eis alguns exemplos de progressões geométricas: Seja a PG genérica: (a1, a2, a3, a4, ... , an, ... ), onde a1 é o primeiro termo, e an é o n-ésimo termo, ou seja, o termo de ordem n. Sendo q a razão da PG, da definição podemos escrever: a2 = a1 . q a3 = a2 . q = (a1 . q).q = a1 . q 2 2 a4 = a3 . q = (a1 . q ).q = a1 . q 3 Infere-se (deduz-se) que: que é denominada fórmula do termo geral da PG. Exemplos 01.Dada a PG (2, 4, 8, ... ), pede-se calcular o décimo termo. Temos: a1 = 2, q = 2. Para calcular o décimo termo, ou seja, a10, vem pela fórmula: a10 = a1 . q Propriedades 1. Numa PG, cada termo (a partir do segundo) é a média geométrica dos termos vizinhos deste. 9 9 a10= 2 . 2 a10= 2. 512 a10= 1024 02. Sabe-se que o quarto termo de uma PG crescente é igual a 20, e o oitavo termo é igual a 320. Qual a razão desta PG? Temos:a4 = 20 e a8 = 320. Logo, podemos escrever: a8 = a4 . q8–4 . Daí, vem: 320 = 20.q 4 Então q4 =16 e portanto: q = 2. 131 INTERPOLAÇÃO GEOMÉTRICA Interpolar ou inserir n meios geométricos entre dois números, é determinar os n meios, de tal forma que todos passem a constituir uma progressão geométrica. Exemplo: Inserir cinco meios geométricos entre 3 e 192. MÓDULO DO PRODUTO DOS TERMOS DE UMA P.G. FINITA Dada uma P.G.(a1, a2, a3 , ..., an ), o produto dos n primeiros termos desta P.G. é dado por: SOMA DOS N PRIMEIROS TERMOS DE UMA PG Exemplo Calcule o produto dos vinte primeiros termos da P.G.(1, 2, 4, 8, ...). Assim como as Progressões Aritméticas, existem também exercícios que pedem para calcular a soma dos termos de uma PG. Este também pode ser calculado manualmente, mas quando for pedido um número muito alto de termos usamos uma fórmula. Esta fórmula é um pouco menos "intuitiva" do que a fórmula da PA. Por conta disso vamos ver então como se comporta o uso da fórmula. Para o cálculo da soma dos n primeiros termos Sn, vamos considerar o que segue: Sn = a1 + a2 + a3 + a4 + ... + an-1 + an SOMA DOS TERMOS DE UMA PG INFINITA Para realizar a soma dos n primeiros termos de uma PG utilizamos a seguinte forma: a1.(1 qn ) OU sn 1 q a1.(qn 1) sn q1 Onde: Sn = é a soma dos “n” termos da P.G. a1 é o primeiro termo q é a razão Exemplo Calcular a soma dos sete primeiros termos da P.G.(1; 3; 9; ... ) a1 = 1 ; q = 3 ; n = 7 Uma Progressão Geométrica infinita de razão q, com −1<q <1 é chamada de série geométrica convergente, pois a soma de seus termos converge (tende) para um valor constante. A soma dos termos de uma P.G. infinita de razão q, com −1<q <1 é dada por: a S 1 1 q Onde: • a1 é o primeiro termo; • q é a razão (−1<q <1) . Exemplo Qual a soma dos infinitos termos da progressão 1 1 1 , , ... ? Geométrica , 2 4 8 132 03.( UN. BAURU – SP ) São inseridos 5 meios geométricos entre 4 e 2.916, nessa ordem, de modo a formar uma P.G. crescente. Assinale a alternativa que indica o seu 4º termo: a) 324 b) 729 c) 1428 d) 108 04.( MACK – SP ) Determine o 1º termo de uma P.G. Como a razão q =1/2 caracteriza uma série geométrica convergente, aplicamos a fórmula da soma cujo 8º termo é 1 e cuja razão também é 1 . 2 2 a) 8 b) 16 c) 32 d) 64 Portanto a soma dos infinitos termos é igual a 1. A figura a seguir ilustra a soma dos infinitos termos: 1 4 1 2 1 8 1 16 1 32 EXERCÍCIOS 01. ( Unimontes / PAES ) O tempo necessário para a desintegração da metade dos átomos radioativos, inicialmente presentes em uma substância química, é chamado de meia-vida. Após quantas meias vidas, 160 gramas de uma substância química terá 1,25 gramas ? a) 6 meias-vidas b) 5 meias-vidas c) 7 meias-vidas d) 8 meias-vidas 02. ( PUC – SP ) O 7º termo de uma PG é 8 e a razão é –2. O primeiro termo dessa PG é : 1 1 a) b) 4 2 1 1 c) d) 6 8 1 e) 3 05.( PUC – MG ) O número de assinantes de uma revista de circulação na grande BH aumentou, nos quatro primeiros meses de 2005, em progressão geométrica, conforme assinalado na tabela abaixo. Com base nessas informações, pode-se afirmar que, de fevereiro para abril, o número de assinantes dessa revista teve um aumento igual a: a) 1.050 b) 1.155 c) 1.510 d) 1.600 06.( UEL ) Para testar o efeito da ingestão de uma fruta rica em determinada vitamina, foram dados pedaços desta fruta a macacos. As doses da fruta são arranjadas em uma seqüência geométrica, sendo 2g e 5g as duas primeiras doses. Qual a alternativa correta para continuar essa seqüência? a) 7,5 g; 10,0 g; 12,5 g ... b) 125 g; 312 g; 619 g ... c) 8 g; 11 g; 14 g ... d) 6,5 g; 8,0 g; 9,5 g ... e) 12,5 g; 31,25 g; 78,125 g ... 07.( FAFEOD ) Sobre uma progressão geométrica ( a1, a2, a3, ... ), sabe-se que a21 = 40 e a24 = 2560. É CORRETO afirmar, então, que a soma dos algarismos do termo a26 é igual a : a) 24 b) 20 c) 19 d) 18 e) 16 08.( UFRRJ ) A seqüência (x, 6, y, z, 162) é uma Progressão Geométrica. É correto afirmar que o produto de x por z vale a) 36. b) 72. c) 108. d) 144. 133 e) 180. 09.( PUC – SP ) O valor de x para que a seqüência ( 4x, 2x + 1, x – 1, ... ) seja uma PG é : 1 1 a) b) 2 2 1 c) 8 1 e) 3 d) 1 8 10.( FESP ) A razão da P.G. ( a, a + 3, 5a – 3, 8a ) é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 11.(UESB) Somando-se um valor constante k a cada um dos termos da seqüência (2, 1, 3), obtém-se, nessa mesma ordem, uma nova seqüência, que é uma progressão geométrica. A soma dos termos dessa progressão é igual a 01) 9 02) 6 03) 5 04) 3 05) 1 12.(UEFS) A quantidade de cafeína presente no organismo de uma pessoa decresce a cada hora, segundo uma progressão geométrica de razão 1/8. Sendo assim, o tempo t para que a cafeína presente no organismo caia de 128mg para 1mg é tal que: a) 0 < t < 1 b) 1 < t < 2 c) 2 < t < 4 d) 4 < t < 6 e) 6 < t < 8 13.(CFO/PM) Um vazamento em um tanque de gasolina provocou a perda de 2 litros no 1º dia. Como o orifício responsável pelas perdas foi aumentado, no dia seguinte o vazamento foi o dobro do dia anterior. Se essa perda foi dobrada a cada dia, quantos litros de gasolina foram desperdiçados no total, em 10 dias ? A) 1048 litros. B) 1256 litros. C) 2046 litros. D) 2056 litros. 14.( PAES ) Em um determinado jogo, o prêmio dado a cada acertador é 20 vezes o valor de sua aposta. Certo jogador aposta R$ 5,00 na primeira jogada, mas não acerta. Ele continua tentando, apostando nas jogadas seguintes o dobro da aposta da jogada anterior. Se, na oitava jogada, ele acertar, o lucro obtido por esse apostador, nesse jogo, será de: A) B) C) D) R$ 12800,00 R$ 1275,00 R$ 11525,00 R$ 640,00 15.( PUC / MG )S = 2 + 3 + 9 + 27 + . . . 2 8 soma dos infinitos termos de geométrica. O valor de 3 S é : a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10 32 uma 16.(UNIMONTES )A solução da equação éa progressão 2x + 3 4x + 9 8x + ... = 2 é : 27 a) 4 b) 3 c) 2 d) 1 17.( FGV – SP ) Quando n cresce, a fração 1 1 1 1 1 ... n ... 2 4 8 2 tende a: 1 1 1 1 1 ... n ... 3 9 27 3 a) 3 b) 4/3 c) d) 0 e) 1 18.( PAES ) Acima de uma reta r foi desenhado um quadrado de lado 4 cm. Outros quadrados foram desenhados, de modo que o lado de cada quadrado, a partir do segundo, é metade do lado do quadrado anterior, conforme o desenho abaixo. Desenhando-se 4 cm mais quadrados, seguindo a regra acima indefinidamente, podemos concluir que A) a soma das áreas dos quadrados não chegará a 22cm2. B) a soma das áreas dos quadrados não chegará a 2 20cm . C) a soma das áreas dos quadrados aumenta, tendendo ao infinito. D) a soma das áreas dos quadrados aumenta, 2 tendendo a 32cm . 19. Uma progressão aritmética e uma geométrica têm o número 2 como primeiro termo. Seus quintos termos 134 também coincidem e a razão da PG é 2. Sendo assim, a razão da PA é: a) 8 b) 6 c) 32/5 d) 4 e) 15/2 20.(FIP-MOC) Abaixo estão representados alguns números figurados. Esses números são chamados de números oblongos, pois contam a quantidade de pontos sobre um plano, de maneira a formar um retângulo em que o número de linhas é uma unidade maior que o número de colunas, do seguinte modo: A1 A2 A3 Nessas condições, quantas bolinhas terá o número A65? A) 65 B) 256 C) 3788 D) 4.290 E) 6.320 21.(FIP-2010) Em 2010, está sendo realizada, na África do Sul, a 19ª Copa do Mundo de Futebol, competição criada pelo francês Jules Rimet, em 1928, após ter assumido o comando da instituição mais importante do futebol mundial: a FIFA (Federation International Football Association). A Copa do Mundo é realizada de 4 em 4 anos, se nenhuma guerra e/ou desastre mundial acontecer. Desse modo, considerando-se que nenhum empecilho ocorrerá, quantas copas serão realizadas entre 2010 e 2998, incluindo esses anos? A) 250 B) 246 C) 248 D) 252 22.(FIP-2012) São mais de 53 mil carros, mais de 47 mil motos, cerca de quatro mil caminhões, oito mil caminhonetes e quase mil ônibus, de acordo o IBGE. Sem contar com os micro-ônibus, tratores, caminhões-trator, motonetas, carroças e bicicletas que também utilizam as ruas e avenidas de Montes Claros. Fonte: www.revistatempo.com.br jul. 2011 O aumento considerável na frota de veículos fez com que se ampliassem os estacionamentos na área central de Montes Claros. Com isso, os preços variam de um para outro, de acordo com a estratégia do proprietário. Suponha que o preço de um estacionamento é estabelecido por um valor fixo para as duas primeiras horas e um adicional por cada hora subsequente. Se o estacionamento por 3 horas custa R$ 5,00, e por 5 horas custa R$ 6,00, quanto custa o estacionamento por 8 horas? A) R$ 13,33 B) R$ 7,50 C) R$ 7,00 D) R$ 9,60 23. (FIP-2012) O laboratório de química das Fipmoc precisou contratar um funcionário para catalogar os seus equipamentos. Estimou que o serviço fosse realizado entre 30 e 60 dias e ofereceu um pagamento no valor de R$ 20,00 por dia, para o pretendente. Um acadêmico de Medicina fez a seguinte proposta: Se o serviço for realizado em 40 dias, ele aceitaria a proposta da faculdade, contudo se o serviço ultrapassasse os 40 dias ele receberia R$1,00 pelo 1º dia de serviço, R$2,00 pelo 2º dia de serviço, R$3,00 pelo 3º dia, e assim sucessivamente até o último dia do serviço. O departamento financeiro aceitou a proposta do acadêmico. O serviço foi completado em 45 dias. Nessas condições, pode-se afirmar que o acadêmico: A) obteve vantagem de R$ 315,00 em relação à oferta da faculdade. B) não obteve nem lucro nem prejuízo, em relação à sua proposta; C) ficou no prejuízo de R$ 35,00 em relação à oferta da faculdade; D) obteve vantagem de R$ 135,00 na sua negociação; 24. ( UEL – PR ) Na figura abaixo, a aresta do cubo maior mede a, e os outros cubos foram construídos de modo que a medida da respectiva aresta seja a metade da aresta do cubo anterior. Imaginando que a construção continue indefinidamente, a soma dos volumes de todos os cubos será: a3 7a 3 a) 0 b) c) 2 8 d) 8a 3 7 e) 2a3 25. ( Unimontes ) Se y = então y é igual a : a 3 3 x . x .3 x ... , com x ≥ 0, 1 a) x 27 1 b) x 3 c) x d) 13 x 27 26. (Cesgranrio) Desde 1992, certo instituto de Pesquisa vem monitorando, no início de cada ano, o crescimento populacional de uma pequena cidade do interior do estado. Os itens a seguir mostram o resultado dos três primeiros anos, em milhares de habitantes. I- Ano de 1992, População(em milhares) = 25,6. II- Ano de 1993, População(em milhares) = 38,4. III- Ano de 1994, População(em milhares) = 57,6. 135 Mantendo-se esta mesma progressão de crescimento, o número de habitantes dessa cidade, no início do ano 2000, em milhares, será, aproximadamente, de: a) 204 b) 384 c) 576 d) 656 e) 728 A cada nova etapa consideram-se os quadrados de menor lado ( l ) acrescentados na etapa anterior e acrescentam-se, para cada um destes, três novos quadrados de lado l /3. As três primeiras etapas de construção de F são apresentadas a seguir. 27. (Ufrs) Na seqüência de figuras, cada quadrado tem 1cm2 de área. Supondo que as figuras continuem evoluindo no mesmo padrão aqui encontrado, a área da figura 20 terá valor a) entre 0 e 1000 b) entre 1000 e 10.000 c) entre 10.000 e 50.000 d) entre 50.000 e 100.000 e) maior que 100.000 28. (Fuvest) Um país contraiu em 1829 um empréstimo de 1 milhão de dólares, para pagar em cem anos, à taxa de juros de 9% ao ano. Por problemas de balança comercial, nada foi pago até hoje, e a dívida foi sendo "rolada", com capitalização anual dos juros. Qual dos valores a seguir está mais próximo do valor da dívida em 1989? Para os cálculos adote (1,09)8 2. a) 14 milhões de dólares. b) 500 milhões de dólares. c) 1 bilhão de dólares. d) 80 bilhões de dólares. e) 1 trilhão de dólares. 29. (UEL) Numa aplicação financeira, chama-se MONTANTE em certa data à soma da quantia aplicada com os juros acumulados até aquela data. Suponha uma aplicação de R$50.000,00 a juros compostos, à taxa de 3% ao mês. Nesse caso, os montantes em reais, no início de cada período de um mês, formam um progressão geométrica em que o primeiro termo é 50000 e a razão é 1,03. Os juros acumulados ao completar 10 meses de aplicação são Dado: 1,0310 = 1,3439 a) R$ 10300,00 b) R$ 15000,00 c) R$ 17195,00 d) R$ 21847,00 e) R$ 134390,00 A área de F será igual a: A) 2/3 B) 3/2 C) 4/3 D) 3/4 E) 5/3 31. A figura abaixo é formada por infinitos círculos, tangentes dois a dois, de tal forma que o diâmetro do círculo C2 é igual ao raio R do círculo C1, o diâmetro do círculo C3 é igual ao raio do círculo C2 e assim sucessivamente. A soma das infinitas áreas desses círculos, em função de R, é: A) 3R 2 2 B) 4R 2 3 C) 3R 2 D) 4R 2 GABARITO 1) C 2) D 3) D 8) C 9) D 10) B 4) D 5) B 11) 05 6) E 12) C 7) C 13) C 14) C 15) A 16) D 17) B 18) A 19) E 20) D 21) C 22) B 23) D 24) D 25) C 26) D 27) E 28) E 29) C 30) B 31) B 30. (Ufrj) A região fractal F, construída a partir de um quadrado de lado 1 cm, é constituída por uma infinidade de quadrados e construída em uma infinidade de etapas. 136 MATEMÁTICA FINANCEIRA determinar o segundo desconto. Observe: AUMENTOS E DESCONTOS SUCESSIVOS Uma loja determinou a venda de todo o estoque de eletrodomésticos, com descontos que atingiram o percentual de 25%. Uma pessoa, ao comprar uma televisão no pagamento à vista, foi premiada com um desconto de 12% sobre a dedução promocional. Se o aparelho sem os descontos era anunciado por R$ 1.200,00, qual o valor final com os descontos recebidos? AUMENTOS O conhecimento de operações matemáticas financeiras, presentes no nosso cotidiano, facilita a realização de cálculos envolvendo aumentos e descontos sucessivos. Em certas situações envolvendo a crescente alta da inflação, os aumentos de mercadorias e serviços acontecem de forma intensa. A inflação é um índice econômico responsável pela elevação dos preços de produtos, bens de consumo e serviços prestacionais, como seguros e planos de saúde. Vamos entender como funciona um aumento sucessivo de preços: 25 100 25% x 1200 = x 1200 12 100 12% x 900 = Em virtude da elevação da taxa de inflação semanal, um comerciante atentou-se para a importância de aumentar os preços das mercadorias em 8%, visando à contenção de prejuízos. Na semana seguinte, em decorrência de outra crescente no índice inflacionário, se viu obrigado a aumentar novamente o preço das mercadorias na faixa de 12%. Determine o preço de uma mercadoria que antes do primeiro aumento custava R$ 55,00. 900 – 108 = R$792,00 8% x 55 = 8 100 x 55 = 440 100 = 4,4 12 100 x 59,40 = = 300 x 900 = 10800 100 = 108 O preço final do aparelho com os descontos sucessivos é de R$ 792,00. JUROS SIMPLES E JUROS COMPOSTOS Uma operação financeira muito comum é aquela em que uma pessoa ou instituição empresta dinheiro a outra mediante a cobrança de uma comissão. Nesse tipo de operação, comparecem em geral as seguintes grandezas: Capital (c) Tempo (t) valor emprestado tempo de empréstimo Taxa (i) percentual a ser cobra do pelo empréstimo na unidade de tempo. Juros (j) valor da comissão Montante (M) soma do capital com os juros 55 + 4,4 = R$59,40 12% x 59,40 = 30000 100 1200 – 300 = R$900,00 Exemplo Nesse tipo de problema é comum que as pessoas somem os aumentos percentuais. Nesse caso, muitos realizariam o cálculo somando 8% e 12%, relatando um único aumento de 20% sobre o valor de R$ 55,00, o que tornaria o cálculo totalmente errado. O segmento matemático correto seria determinar o aumento de 8% em relação ao valor de R$ 55,00 e sobre o resultado, realizar um novo aumento de 12%. Observe: = 712,8 100 = 7,13 Suponha que você empreste a alguém R$ 1000,00. Ao fazer essa transação, você combina com essa pessoa: a) o prazo após o qual esse valor deverá ser devolvido a você. 59,40 + 7,13 = R$66,53 O preço da mercadoria, após os dois aumentos sucessivos de 8% e 12%, é de R$ 66,53. DESCONTOS Nos descontos sucessivos, devemos calcular o primeiro desconto sobre o valor inicial e sobre o resultado, b) um valor, que você acha justo, essa pessoa deverá pagar-lhe findo o prazo do empréstimo, como uma “remuneração” pelo seu dinheiro que ficou disponível nas mãos dessa pessoa. Esse acréscimo ao capital emprestado é que chamamos de juro. O juro é calculado sempre após um determinado período e combinado no ato da transação. Para simplificar o cálculo, é comum expressá-lo através 137 de uma taxa, a taxa de juros. Assim, por exemplo, numa certa transação podemos combinar uma taxa de 5% ao mês. Isso significa que para cada R$ 100,00, o tomador deve pagar, após o período de um mês, R$ 5,00. O juro é simples se tiver taxa fixa e for calculado sempre sobre a quantia inicial. Por exemplo, se você emprestar R$ 100,00, a 5% ao mês, receberá ao fim do 1º mês R$ 5,00 de juro. Ao fim do 2º mês, mais R$ 5,00 de juro e assim por diante. Normalmente, o que ocorre é o juro ser acrescido ao capital, após o 2º mês a taxa de juro incide sobre esse montante e assim por diante. Nesse caso, temos o juro composto. triplique? Dados i= 3% ao mês = 0,03 ao mês M = 3.c pois o capital deve triplica M = 3c c + j = 3c j = 2c Logo cit = 2c it = 2 0,03t = 2 t = 200/3 Observe que o tempo encontrado está em meses, já que a taxa utilizada é mensal. 200 meses 2 t = 200/3 meses = 5 anos, 6 meses, 20 dias CALCULANDO JUROS SIMPLES CALCULANDO JUROS COMPOSTOS Em operação com juros simples, os juros são diretamente proporcionais ao capital, à taxa e ao tempo. Estando a taxa i e o tempo t expressos na mesma unidade de tempo, os juros simples j produzidos por um capital c são dados pela fórmula j = c.i.t Caso i e t não sejam dados na mesma unidade de tempo, é necessário efetuar as transformações adequadas Suponhamos que um capital c seja aplicado a juros compostos, segundo uma taxa mensal i. Tratando-se de juros compostos, é como se o capital c sofresse reajustes mensais acumulados, sendo o fator mensal de reajuste igual a (1+ i), conforme vimos no tópico anterior. Chamando de M1, M2, M3, ... os montantes acumulados no final do 1º mês, do 2° mês, do 3º mês, ... temos portanto: M1 = c(1 + i) M2 = M1.(1 + i) = c(1 + i) .(1 + i) = c(1 + i)2 M3 = M2.(1 + i) = c(1 + i)2.(1 + i) = c(1 + i)3 e assim sucessivamente. Exemplos Um indivíduo toma R$ 1.500,00 emprestado em um banco a juros simples com uma ta mensal de 4%. Vamos calcular os juros pagos ao final de 1 ano e 4 meses. Os dados do problema são: C = R$1.500,00 i = 4% ao mês = 0,04 ao mês t = 1 ano e 4 meses = 16 meses j=? j = cit = R$1.500,00 . 0,04 . 16 = R$ 960,00 Um capital aplicado a juros simples de 15% ano durante 8 meses produziu um montante de R$ 7.634,00. Determinemos esse capital. Observe os dados do problema: i = 15% ao ano = 0,15 ao ano t = 8 meses = 8/12 do ano = 2/3 do ano M = R$ 7.634,00 j = cit = c . 0,15 . 2/3 = 0,1 c M = c + j R$ 7.634,00 = c + 0, 1 c 1,1c = R$ 7.634,00 c = R$ 6.940,00 Durante quanto tempo deve ser aplicado um capital a juros simples de 3% ao mês para que seu valor Chamando de M o montante acumulado no final de t meses, temos a fórmula geral: M = c(1 + i)t Se tivéssemos considerado, por exemplo, a taxa anual e o tempo t em anos, é claro que chegaríamos ao mesmo resultado. Portanto, a fórmula acima é válida desde que se utilize a mesma unidade de tempo para i e t. Exemplos Aplicando-se R$ 3.500,00 à taxa de 4% ao mês durante 2 meses, com juros capitalizados mensalmente, quanto se apurou de juros? Dados c = R$ 3.500,00 i = 4% ao mês = 0,04 ao mês t = 2 meses M = c (1 + i)t = R$ 3.500,00(1 + 0,04)2 = 2 = R$ 3.500,00 . (1,04) = R$ 3.500,00 . 1,0816 = = R$ 3.785,60 138 j = M – c = R$ 3.785,60 – R$ 3.500,00 = R$ 285,60 Um terreno sofre uma valorização anual de 100%. Sabendo que daqui a 5 anos ele valerá R$ 49.920,00, qual é seu valor atual? Dados: M = R$ 49.920,00 i = 100% ao ano i = 1 t = 5 anos c ? (valor atual) M = c(1 + i) R$ 49.920,00 = c(1 + 1) t 5 R$ 49.920,00 = c . 25= 32c c R$49920,00 = proporcionou 20% de lucro em relação ao custo e, a outra, 20% de prejuízo em relação ao custo. Na venda de ambas, ele A) perdeu 1 real. B) não ganhou nem perdeu. C) ganhou 1 real. D) perdeu 50 centavos. 04.(ENEM) Paulo emprestou R$ 5.000,00 a um amigo, a uma taxa de juros simples de 3% ao mês. Considere x o número de meses do empréstimo e M(x) o montante a ser devolvido para Paulo no final de x meses. Nessas condições, a representação gráfica correta para M(x) é 32 = R$ 1.560,00 Um capital de R$ 6.500,00, aplicado a juros compostos capitalizados anualmente, produziu ao finai de 2 anos R$ 2 860,00 de juros. Qual foi a taxa anual de aplicação Dados: c = R$ 6.500,00 t = 2 anos j = R$ 2.860,00 M = c + j = R$ 6.500,00 + R$ 2.860,00 =R$ 9.360,00 M = c (1 + i)t R$ 9.360,00 = R$ 6.500,00 (1 + i)2 R $9360,00 1,44 1 i 1,44 (1 i)2 R $6500,00 1 + i = 1,2 i = 0,2 = 20% Como utilizamos o tempo em anos, a taxa é de 20% ao ano. EXERCÍCIOS 01.(UNIMONTES) João aplicou R$520,00 a juros simples de 3% ao mês. Seu irmão aplicou R$450,00 a uma outra taxa. Ao final do 6.° mês, ambos atingiram o mesmo montante. A taxa mensal de juros (simples) aplicada ao dinheiro do irmão de João foi de, aproximadamente, A) 6% ao mês. B) 5% ao mês. C) 4% ao mês. D) 3,5% ao mês. 02.(UNIMONTES) Uma televisão, cujo preço de venda era R$2500,00, sofreu dois descontos sucessivos, um de 20% e outro de 15%. O novo preço da televisão ficou reduzido a A) 32% do preço inicial. B) 68% do preço inicial. C) 35% do preço inicial. D) 65% do preço inicial. 03.(UNIMONTES) Um comerciante vendeu mercadorias a R$12,00 cada uma. Uma duas delas 05.(UFOP) Em 2007, o salário mínimo sofreu 8,6% de reajuste sobre seu valor de 2006. Em 2008, foi reajustado em 9,2% e, em janeiro de 2009, sofreu mais um reajuste, de 12%, sempre sobre seu valor no ano anterior. Assim, em relação ao valor de 2006, o salário mínimo de 2009 reflete um reajuste acumulado de: A) 29,8%. B) aproximadamente 32,8%. C) mais do que a metade. D) menos do que a quinta parte. 06.(CESGRANRIO) Uma empresa oferece aos seus clientes desconto de 10% para pagamento no ato da compra ou desconto de 5% para pagamento um mês após a compra. Para que as opções sejam indiferentes, a taxa de juros mensal praticada deve ser, aproximadamente, A) 5,6%. B) 5,0%. C) 4,6%. D) 3,8%. E) 0,5%. 139 07.(UFMG) Por um empréstimo de R$ 80000,00, à taxa de i% ao mês, paga-se, de uma única vez, após 2 meses, o montante de R$ 115200,00. Por terem sido aplicados juros compostos, a taxa mensal foi de: A) 15% B) 20% C) 22% D) 24% E) 26% 08.(UESB) Para fazer uma viagem ao exterior, uma pessoa foi a uma instituição financeira comprar dólares. Nesse dia, um dólar estava sendo cotado a 0,85 euros e um real estava sendo cotado a 0,25 euros. Com base nesses dados, pode-se afirmar que, para comprar 500 dólares, essa pessoa gastou, em reais, 01) 1700,00 02) 1640,00 03) 1520,00 04) 1450,00 05) 1360,00 09.(UFMG) O preço de venda de determinado produto tem a seguinte composição: 60% referentes ao custo, 10% referentes ao lucro e 30% referentes a impostos. Em decorrência da crise econômica, houve um aumento de 10% no custo desse produto, porém, ao mesmo tempo, ocorreu uma redução de 20% no valor dos impostos. Para aumentar as vendas do produto, o fabricante decidiu, então, reduzir seu lucro à metade. É CORRETO afirmar, portanto, que, depois de todas essas alterações, o preço do produto sofreu redução de A) 5%. B) 10%. C) 11%. D) 19%. 10.(Unimontes) Uma loja de brinquedos resolveu fazer a seguinte promoção “Presenteie com bonecas”: a pessoa paga o preço de 3 bonecas e leva 5. Quanto uma pessoa economizará comprando 5 bonecas nessa promoção? A) 60%. B) 40%. C) 33,3%. D) 66,66%. 11.(Unimontes) Uma mercadoria, que custa R$50,00 à vista, é adquirida a prazo, com uma entrada de R$30,00 mais uma parcela de R$25,00 com 30 dias de prazo. A taxa de juros mensal, cobrada nessa operação, é de A) 20%. B) 15%. C) 25%. D) 10%. 12.(Unimontes) Um comerciante aplicou um capital a 24% ao ano e o triplo desse capital a 26% ao ano. Depois de um ano, ele recebeu R$1530,00. Qual o capital total aplicado? A) R$9000,00 B) R$4500,00 C) R$5000,00 D)R$6000,00 13. (UFMG) Um capital de R$ 30 000,00 foi dividido em duas aplicações: a primeira pagou uma taxa de 8% de juros anuais; a outra aplicação, de risco, pagou uma taxa de 12% de juros anuais. Ao término de um ano, observou-se que os lucros obtidos em ambas as aplicações foram iguais. Assim sendo, a diferença dos capitais aplicados foi de A) R$ 8 000,00. B) R$ 4 000,00. C) R$ 6 000,00. D) R$ 10 000,00. 14. O preço de uma geladeira era igual a 60% do preço de uma TV.No último mês, esses produtos tiveram aumentos de 30% e 20% respectivamente. A razão entre os novos preços da geladeira e da TV passou a ser de: A) 62% B) 63% C) 64% D) 65% E) 66% 15. (Uesc) Um automóvel foi comprado e revendido, sucessivamente, por três pessoas. Cada uma das duas primeiras pessoas obteve, por ocasião da revenda, um lucro de 10%, e a terceira teve um prejuízo de 10% sobre o respectivo preço de compra. Se a terceira pessoa vendeu o automóvel por 13068,00, então a primeira o adquiriu por a) R$12000,00 b) R$12124,00 c) R$12260,00 d) R$12389,00 e) R$12500,00 16. ( Viçosa – MG ) Dois descontos sucessivos, um de 10% e outro de 20%, correspondem a um desconto único de: a) 30% b) 29% c) 28% d) 27% e) 26% 17. ( PUC – SP ) Uma cooperativa compra a produção de pequenos horticultores, revendendo-a para atacadistas com um lucro de 50% em média. Estes repassam o produto para os feirantes, com um lucro de 50% em média. Os feirantes vendem o produto para o consumidor e lucram, também, 50% em média. O preço pago pelo consumidor tem um acréscimo médio, em relação ao preço dos horticultores, de: a) 150% b) 187% c) 237,5% d) 285,5% e) 350% 140 18. ( UFRS ) Um capital, aplicado a juros simples, triplicará em 5 anos se a taxa anual for de : a) 30% b) 40% c) 50% d) 75% e) 100% 19. ( Vassouras ) Um artigo custa, à vista R$ 200,00 , mas também é vendido a prazo com uma entrada de R$ 120,00 e outra parcela de R$ 100,00 um mês depois. Quem opta pela compra a prazo paga juros mensais na taxa de : a) 25% b) 20% c) 15% d) 10% e) 5% 20. ( UFMG ) Uma compra de R$ 100 000,00 deverá ser paga em duas parcelas iguais, sendo uma à vista e a outra a vencer em 30 dias. Se a loja cobra juros de 20% sobre o saldo devedor, então o valor de cada parcela, desprezando-se os centavos, será de : a) R$ 54 545,00 b) R$ 56 438,00 c) R$ 55 000,00 d) R$ 58 176,00 e) R$ 60 000,00 21. (FIP-2010) Durante a Copa do Mundo de 2006, na Alemanha, o slogan no ônibus que transportava a seleção brasileira era: "Veículo monitorado por 180 milhões de corações brasileiros". Essa frase dizia respeito à população total brasileira daquele ano. Segundo as estimativas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, no ano de 2025 a população brasileira deverá atingir 228 milhões de habitantes. Considerando os dados apresentados, qual é o aumento, aproximado, estimado pelo IBGE da população brasileira de 2006 até 2025? A) 32,4% B) 26,7% C) 18,6% D) 41,2% 22. (FIP-2011) Pequenos consumos podem parecer bobagem, mas, quando somados, tornam-se grandes gastos. Para ajudarmos nosso planeta e também economizarmos nosso salário, devemos desligar os aparelhos e não os deixar no modo de espera, conhecido por stand by. Diante disso, considere a situação: · Um determinado DVD consome 20W, em stand by; · Admita que esse DVD permaneça, em média, 23 horas por dia em stand by; · 1 kwh de energia equivale ao consumo de um aparelho de 1.000 w de potência durante uma hora de uso; · O preço de 1kwh é R$ 0,40. Considerando 1 ano de 365 dias, qual será, aproximadamente, a média anual, de consumo desse aparelho em stand by? A) R$ 19,00 B) R$ 95,00 C) R$ 67,00 D) R$ 65,00 23. (FIP-2011) Na compra a prazo de uma TV, o total pago por uma pessoa foi de R$ 672,00. A entrada teve valor correspondente a um sexto do total, e o restante foi pago em quatro parcelas, cujos valores formam uma progressão aritmética crescente de razão R$ 40,00. Qual foi o valor da última prestação? A) R$ 205,00 B) R$ 210,00 C) R$215,00 D) R$ 200,00 24. (FIP-2012) O preço do tomate teve alta de mais de 100% para o consumidor em 2008, informação que foi divulgada no início do mês de março, pelo IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – e pela FGV – Fundação Getúlio Vargas. Mas, para os produtores, comerciantes e consumidores da Ceanorte – Central de abastecimento de Montes Claros –, o tomate iniciou esta semana com o preço médio quase 45% mais barato em relação à passada. A caixa com 22 quilos do fruto foi comercializada, na segunda-feira, a R$25,00. Fonte: O NORTE DE MINAS. 29 Mar 2011 O Sr. Horta Liço, pequeno produtor de Nova Esperança, distrito de Montes Claros, entrega caixas de 22kg de tomate, na Ceanorte, ao preço estipulado de R$ 25,00 a caixa. Porém, na feira de fim de semana, para facilitar seu trabalho, ele distribui os tomates em sacolas de 2 kg. Quantas sacolas, nas condições especificadas, ele precisará vender para arrecadar R$ 300,00? A) 132 B) 335 C) 123 D) 220 25. (FIP-2012) A campanha de matrícula de uma escola para o ano de 2012 apresenta, em seu site, a seguinte regra de desconto: No mês de novembro, comparativamente a outubro, houve, em relação aos preços: A) redução de 10% B) aumento de 10% C) aumento de 12,5% 141 D) redução de 12,5% 26. (FIP-2012) Sem fazer tanto alarde o Hyundai HR, vem conseguindo conquistar um grande público no Brasil, o modelo figura entre os 10 utilitários mais vendidos. A receita é simples, um preço atrativo, (em média é achado por R$ 55.900 mil), uma mecânica robusta com motor turbodiesel, somada a uma ótima capacidade de carga, faz do HR uma boa opção para quem busca transportar cargas nas grandes cidades no dia-a-dia. HR HYUNDAI MODELO : 2011 VALOR R$ 58.000,00 PLANOS DE 80 MESES :R$ 867,66 CAPACIDADE DE CARGA: 1.800 kg O Sr. Juvenal gostou da propaganda do Hyundai HR e adquiriu um. Algum tempo depois, precisou fazer um transporte de material de construção (cimento e tijolo) para uma obra de sua propriedade. Ele verificou que seria possível transportar 36 sacos de cimento ou 720 tijolos em seu caminhão. De acordo com as informações, a ÚNICA alternativa INCORRETA é: A) Se já foi colocado 15 sacos de cimento sobre o caminhão, então é possível colocar mais 500 tijolos. B) 17 sacos de cimento totalizam 850 kg C) 460 tijolos totalizam 1.150 kg D) 12 sacos de cimento e 480 tijolos completam a carga máxima do caminhão 27.(FIP-2012) Medida provisória que altera regras da poupança é publicada Foi publicada nesta sexta-feira (4) no "Diário Oficial da União" a medida provisória editada pelo governo federal que altera as regras da poupança. Segundo a nova resolução, quando a taxa básica de juros for de 8,5% ao ano ou menor, o rendimento da caderneta será fixado em 70% da taxa Selic. A mudança só vale para os depósitos que forem feitos a partir desta sexta. Suponha que um pequeno investidor, tenha feito uma aplicação de R$ 1.000,00 após essa mudança. Caso os juros caiam para 8,5% e se mantenham nesse patamar, qual será, de acordo com as informações acima, o rendimento anual desse investidor? A) R$58,00 B) R$61,70 C) R$61,50 D) R$63,70 28.(FIP-2013) O IPVA (Imposto sobre a Propriedade de Veículos Automotores) é um imposto estadual, cobrado anualmente, cuja alíquota varia em cada Estado, de acordo com o valor do veículo. Em Minas Gerais, desde 2004, calcula-se o IPVA aplicando-se sobre a base de cálculo (preço de mercado) a alíquota de 4% para automóveis, veículos de uso misto e utilitários. Esse valor pode ser dividido em 3 parcelas mensais e iguais ou ser pago a vista com desconto de 3,6%. De acordo com as taxas apresentadas, é correto afirmar que: A)O valor do IPVA de um veículo de uso misto, cujo preço de mercado é R$25.000,00 é R$1.200,00. 142 B)O valor do IPVA de um veículo de uso misto, cujo preço de mercado é R$25.000,00 é R$980,00, se for pago a vista. C)O valor de mercado de um veículo de uso misto cujo IPVA sem desconto foi de R$800,00 é R$15.000,00. D)O valor de mercado de um veículo de uso misto cujo IPVA, pago a vista, foi de R$771,20 é R$20.000,00. 29. (FIP-2013) O Número de Ouro é um número irracional que surge numa infinidade de elementos da natureza na forma de uma razão. Esse número é representado pela letra grega Φ (Phi maiúscula) (lê-se “fi”) e é o número 1,618033989, sendo considerado por muitos como uma oferta de Deus ao mundo. Esse número não é mais do que um valor numérico e é reconhecido como o símbolo da harmonia. Algumas curiosidades sobre o número de ouro: 1) Se você pegar uma concha em formato de espiral e calcular a razão de cada diâmetro de uma espiral para a seguinte, chegará sempre a um valor aproximado de 1,618. 2) Se você pegar sua altura e dividir pela distância entre seu umbigo e o chão, encontrará um valor de aproximadamente 1,618. 3) Se você dividir o número de fêmeas pelo número de machos em uma colmeia de abelhas, sempre chegará ao mesmo número aproximado: 1,618. Calcule, aproximadamente, o percentual de fêmeas em uma colmeia. A) 38,2% B) 65,7% C) 61,8% D) 54,5% 30. (FIP-2013) A Lei 12.433/2011, que entrou em vigor no dia 29 de junho de 2011, alterou sensivelmente o panorama da remição de penas no Brasil. Ao modificar a redação dos artigos 126, 127 e 128 da Lei de Execução Penal, passou a permitir que, além do trabalho, o estudo seja causa de diminuição de pena. Essa lei determina que a contagem do tempo será feita à razão de 1 (um) dia de pena por 3 (três) de trabalho ou estudo, o que significa que, a cada três dias trabalhados ou estudados, o condenado terá direito a redução de 1 dia em sua pena. Fonte: http://jus.com.br/revista/texto/21100/a-novaremicao-de-penas acesso em 20/11/2012 Um réu que foi condenado a 12 anos de prisão fez a prova do ENEM e foi aprovado; e fará o curso em 4 anos. Se ele completar o curso nesse período, quanto tempo deverá permanecer na prisão? A) 10 anos e 3 meses B) 10 anos e 8 meses C) 10 anos e 4 meses D) 11 anos e 3 meses 31. (FIP-2013) A Rede Globo apresentou a novela Avenida Brasil, que foi um frenesi na vida dos brasileiros. Uma das situações da novela apresentou o sequestro de Tufão, cujo resgate foi de R$ 20 milhões. Na novela, foi mostrado que esse resgate foi colocado em duas sacolas de lixo. Considerando que os R$ 20 milhões tenham sido pagos em notas de R$100,00 e que cada nota pesa 1 grama, e, ainda, que, em média, sacos de lixo de fabricação no Rio de Janeiro suportam 40 quilos, então a cena da novela: A) não está correta, pois seriam necessários no mínimo 3 sacos de lixo; B) não está correta, pois bastaria 1 saco de lixo; C) está correta, pois seriam necessários exatos 2 sacos de lixo. D) não está correta, pois seriam necessários no mínimo 4 sacos de lixo; 32. Um comerciante aumenta o preço de seu produto em 10% e, após dias, diminui seu preço em 10%. Podemos AFIRMAR CORRETAMENTE que: a) O produto ficou com o mesmo preço inicial. b) O produto ficou 1% mais baixo que seu preço inicial. c) O produto ficou 1% mais caro que seu preço inicial. d) O produto ficou 0,1% mais baixo que seu preço inicial. GABARITO 1. A 2. B 8. 01 9. A 15. A 16. C 22. C 23. D 29. C 30. B 3. A 10. B 17. C 24. A 31. A 4. A 11. C 18. B 25. C 32. B 5. B 12. D 19. A 26. A 6. A 13. C 20. A 27. C 7. B 14. D 21. B 28. D QUESTÕES DO ENEM (ENEM-2009) Paulo emprestou R$5.000,00 a um amigo, a uma taxa de 3% ao mês. Considere x o número de meses do empréstimo e M(x) o montante a ser devolvido para Paulo no final de x meses. Nessas condições, a representação gráfica correta para M(x) é: 143 02.(ENEM-2009) Uma empresa produz jogos pedagógicos para computadores, com custos fixos de R$1.000,00 e custos variáveis de R$100,00 por unidade de jogo produzida. Desse modo, o custo total para x jogos produzidos é dado por C(x) = 1 + 0,1x (em R$1.000,00). A gerência da empresa determina que o preço de venda do produto seja de R$700,00. Com isso a receita bruta para x jogos produzidos é dada por R(x)=0,7x (em R$1.000,00). O lucro líquido, obtido pela venda de x unidades de jogos, é calculado pela diferença entre a receita bruta e os custos totais. O gráfico que modela corretamente o lucro líquido dessa empresa, quando são produzidos x jogos, é 03. (ENEM-2013) O contribuinte que vende mais de R$ 20 mil de ações em Bolsa de Valores em um mês deverá pagar Imposto de Renda. O pagamento para a Receita Federal consistirá em 15% do lucro obtido com a venda das ações. Disponível em: www1.folha.uol.com.br. Acesso em: 26 abr. 2010 (adaptado). Um contribuinte que vende por R$ 34 mil um lote de ações que custou R$ 26 mil terá de pagar de Imposto de Renda à Receita Federal o valor de A) R$ 900,00. B) R$ 1 200,00. C) R$ 2 100,00. D) R$ 3 900,00. E) R$ 5 100,00. 04.(ENEM-2013) Para aumentar as vendas no início do ano, uma loja de departamentos remarcou os preços de seus produtos 20% abaixo do preço original. Quando chegam ao caixa, os clientes que possuem o cartão fidelidade da loja têm direito a um desconto adicional de 10% sobre o valor total de suas compras. Um cliente deseja comprar um produto que custava R$ 50,00 antes da remarcação de preços. Ele não possui o cartão fidelidade da loja. Caso esse cliente possuísse o cartão fidelidade da loja, a economia adicional que obteria ao efetuar a compra, em reais, seria de A) 15,00. B) 14,00. C) 10,00. D) 5,00. E) 4,00. 05.(ENEM-2013) Um comerciante visita um centro de vendas para fazer cotação de preços dos produtos que deseja comprar. Verifica que se aproveita 100% da quantidade adquirida de produtos do tipo A, mas apenas 90% de produtos do tipo B. Esse comerciante deseja comprar uma quantidade de produtos, obtendo o menor custo/benefício em cada um deles. O quadro mostra o preço por quilograma, em reais, de cada produto comercializado. Os tipos de arroz, feijão, soja e milho que devem ser escolhidos pelo comerciante são, respectivamente, A) A, A, A, A. B) A, B, A, B. C) A, B, B, A. D) B, A, A, B. 144 E) B, B, B, B. 06.(ENEM/2009) João deve 12 parcelas de R$ 150,00 referentes ao cheque especial de seu banco e cinco parcelas de R$ 80,00 referentes ao cartão de crédito. O gerente do banco lhe ofereceu duas parcelas de desconto no cheque especial, caso João quitasse esta dívida imediatamente ou, na mesma condição, isto é, quitação imediata, com 25% de desconto na dívida do cartão. João também poderia renegociar suas dívidas em 18 parcelas mensais de R$ 125,00. Sabendo desses termos, José, amigo de João, ofereceu-lhe emprestar o dinheiro que julgasse necessário pelo tempo de 18 meses, com juros de 25% sobre o total emprestado. A opção que dá a João o menor gasto seria A) Renegociar suas dívidas com o banco. B) Pegar emprestado de José o dinheiro referente à quitação das duas dívidas. C) Recusar o empréstimo de José e pagar todas as parcelas pendentes nos devidos prazos. D) Pegar emprestado de José o dinheiro referente à quitação do cheque especial e pagar as parcelas do cartão de crédito. E) Pegar emprestado de José o dinheiro referente à quitação do cartão de crédito e pagar as parcelas do cheque especial. GABARITO 01. A 02. B 03. B 04. E 05. D 06. E 145 MATRIZES, DETERMINANTES E SISTEMAS LINEARES MATRIZES MATRIZ GENÉRICA Vamos representar uma matriz AmXn de duas formas genéricas: a) a 11 a 12 a 21 a 22 ... ... a a m2 m1 REPRESENTAÇÃO As matrizes são representadas de três formas: parênteses, colchetes ou barras duplas. Exemplos ... a 1n ... a 2n ... ... ... a mn b) A (a ij )m x n sendo aij o elemento localizado na i-ésima linha e j-ésima coluna, com 1 i m e 1 j n Exemplos a) Representar explicitamente a matriz A (a ij ) 2 x 3 , Identificando linhas e colunas e os elementos. Considerando a matriz tal que aij = i + j. A matriz é do tipo 2 x 3 a11 A a21 a12 a22 a13 a23 2x3 Vamos encontrar os elementos da matriz obedecendo a lei de formação aij = i + j temos que: Elementos: 12 é o elemento da 1ª linha 1ª coluna 3 é o elemento da 1ª linha 2ª coluna 8 é o elemento da 1ª linha 3ª coluna 5 é o elemento da 2ª linha 1ª coluna 6 é o elemento da 2ª linha 2ª coluna 7 é o elemento da 2ª linha 3ª coluna 9 é o elemento da 3ª linha 1ª coluna 10 é o elemento da 3ª linha 2ª coluna 17 é o elemento da 3ª linha 3ª coluna Representação Geral dos elementos a11 a12 a13 a21 b) Representar explicitamente a matriz B (bij )2 x 2 , a22 1, se i j tal que 0, se i j a23 a31 a32 a33 A matriz é do tipo 2 x 2 b11 b12 B = b 21 b 22 Vamos encontrar os elementos da matriz obedecendo a lei de formação. Observando a tabela acima percebe-se que o primeiro número representa a linha e o segundo a coluna, então podemos representá-los genericamente da seguinte forma: aij ( i = linha e o j = coluna ). 146 MATRIZES ESPECIAIS Matriz nula Algumas matrizes, por suas características, recebem denominações especiais. Toda matriz em que todos os elementos são nulos; é representada por 0m x n. Por exemplo: Matriz linha Toda matriz do tipo 1 x n, ou seja, com uma única linha. Por exemplo, a matriz A =[4 7 −3 1]. Matriz coluna Matriz diagonal Toda matriz quadrada em que todos os elementos que não estão na diagonal principal são nulos. Por exemplo: Toda matriz do tipo m x 1, ou seja, com uma única coluna. Por exemplo: 1 B 2 . 1 . Matriz quadrada Toda matriz do tipo n x n, ou seja, com o mesmo número de linhas e colunas; dizemos que a matriz é de ordem n. Por exemplo: 2 7 C é do tipo 2 x 2, isto é quadrada de ordem 2. 4 1 Numa matriz quadrada, definimos a diagonal principal e a diagonal secundária. A principal é formada pelos elementos aijtais que i = j. Na secundária, temos i + j = n + 1. Veja: Matriz identidade ou Unidade Toda matriz quadrada em que todos os elementos da diagonal principal são iguais a 1 e os demais são nulos; é representada por In, sendo n a ordem da matriz. Por exemplo: Assim, para uma matriz identidade: An x In = An Matriz transposta É matriz At obtida a partir da matriz A trocando-se ordenadamente as linhas por colunas ou as colunas por linhas. Por exemplo: Observe a matriz a seguir: Desse modo, se a matriz A é do tipo m x n, Até do tipo n x m. a a Note que a 1 linha de A corresponde à 1 coluna t a a de A e a 2 linha de A corresponde à 2 coluna de At. a11 = −1 é elemento da diagonal principal, pois i = j = 1 a31= 5 é elemento da diagonal secundária, pois i + j = n + 1 (3 + 1 = 3 + 1) IGUALDADE DE MATRIZES Duas matrizes, A e B, do mesmo tipo m x n, são iguais se, e somente se, todos os elementos que ocupam a mesma posição são iguais: 147 A B aij bij para todo 1 ≤ i ≤ m e todo 1 ≤ j≤ n. 07 12 5 5 7 17 1 6 S T 3 0 4 (2) 20 (2) 3 2 22 1 3 4 10 5 4 6 0 (5) 07 12 5 7 7 7 1 6 ST 30 4 (2) 20 (2) 3 6 18 0 (5) 1 3 4 10 5 2 14 Matriz simétrica È uma matriz quadrada de ordem n, tal que A = At. Por exemplo: é simétrica, pois a12 = a21 = 5, a13 = a31 = 6, a23 = a32 = 4, ou seja, temos sempre aij = aji. Matriz oposta ALGUMAS PROPRIEDADES DA ADIÇÃO. Associativa: A+(B+C) = (A+B)+C Comutativa: A+B = B+A Elemento Neutro: A+0 = A, sendo 0 uma matriz nula de mesma ordem de A. Elemento Oposto: A+(–A) = 0, sendo 0 uma matriz nula de mesma ordem de A. MULTIPLICAÇÃO POR UM NÚMERO REAL A matriz obtida a partir de A trocando-se o sinal de todos os elementos de A. Por exemplo: Dado um número real K e uma matriz A mn . Multiplicar K pela matriz A significa multiplicarmos todos os elementos dessa matriz A pelo número K. Exemplo 1 9 Calcule 3.A, sabendo que A 5 0 Matriz anti-simétrica Uma matriz anti-simétrica é aquela com a qual sua matriz transposta coincide com sua matriz oposta: 1 3 9 3 3 27 3A 5 3 0 3 15 0 At = − A MULTIPLICAÇÃO DE MATRIZES Exemplo: OPERAÇÕES COM MATRIZES SOMA E SUBTRAÇÃO DE MATRIZES Para que possamos somar ou subtrair duas mais matrizes, elas devem ser do mesmo tipo (mesma ordem). Em seguida é só somar (subtrair) seus elementos correspondentes em cada matriz. O produto de uma matriz por outra não é determinado por meio do produto dos seus respectivos elementos. Assim, o produto das matrizes A = (aij)mXp e B = (bij)pxn é a matriz C = (cij)mxn em que cada elemento cijé obtido por meio da soma dos produtos dos elementos correspondentes da i-ésima linha de A pelos elementos da j-ésima coluna B. Exemplo Vamos multiplicar a matriz A pela matriz entender como se obtém cada Cij : B para Exemplo 5 7 12 1 0 6 S 3 4 20 T 0 2 2 0 1 4 5 3 10 148 Da definição, temos que a matriz produto AxB só existe se o número de colunas de A for igual ao número de linhas de B: Amxn .Bnxp = (A.B)mxp A matriz produto terá o número de linhas de A(m) e o número de colunas de B(n): Se A3 x 2 e B2 x 5 , então (A . B)3 x 5 Se A3 x 2 e B3 x 2, então não existe o produto Se A4 x 2 e B2 x 1, então (A . B)4 x 1 PROPRIEDADES Verificadas as condições de existência para a multiplicação de matrizes, valem as seguintes propriedades: a) associativa: (A . B). C = A .(B . C) b) distributiva em relação à adição: A .(B + C)=A . B + A . C ou (A + B). C = A . C + B . C Portanto, A . B ≠ B . A, ou seja, para a multiplicação de matrizes não vale a propriedade comutativa. Vejamos outro exemplo com as matrizes: c) elemento neutro: A x In = In x A = A, sendo Ina matriz identidade de ordem n. Vimos que a propriedade comutativa, geralmente, não vale para a multiplicação de matrizes. Não vale também a anulação do produto, ou seja: sendo 0m x n uma matriz nula, A x B = 0mxn não implica, necessariamente, que A = 0 m x n ou B = 0 m x n. EQUAÇÃO MATRICIAL Uma equação matricial é forma da por uma ou mais operações entre matrizes Exemplos Considerando as matrizes 1 3 4 5 0 2 A eB , determine a matriz 2 0 1 3 4 3 X, tal que A + X = B 149 Da igualdade A + X = B temos que: X = B – A, substituindo as matrizes, vem: 5 0 2 1 3 4 6 3 2 X 2 3 4 3 2 0 1 5 4 Obs.: em qualquer equação matricial, é só aplicar os conceitos já aprendidos e resolver a equação normalmente sem qualquer mistério. MATRIZ INVERSA Seja a matriz A quadrada de ordem n chama-se inversa de A e representa-se por A-1, a matriz que obedece a propriedade: onde In é a matriz identidade . 1 2 06 .(UNIFEI MG) Dadas as matrizes A , 2 3 0 3 1 0 B e C , considere as seguintes 1 4 2 1 afirmativas: 2 5 I. X=A+B–C= 1 8 0 1 II . Y = B – A – C = 3 2 3 4 III . Z = 2A – C = 2 7 Pode-se afirmar que: A) apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. B) todas as afirmativas são verdadeiras. C) apenas as afirmativas II e III são verdadeiras. D) todas as afirmativas são falsas. E) apenas II é verdadeira 07. (UFBA) A matriz 2 x 3, com EXECÍCIOS 01. Determine os valores de a, b, x e y, nas matrizes abaixo sabendo que: x y 2a b 3 1 2x y a b 0 7 02. Qual a soma de todos os elementos bij da matriz B = [ bij ]3 x 3 tal que bij = ( i – j )2 ? 03. Dadas as matrizes A e B abaixo, de x, y e z para que B = At. 0 0 6 2 4 A 6 3 y e B x 3 5 4 8 1 2 determine o valor 5 1 z 04. Ache x, y, z e w, nas matrizes abaixo de modo que: x y 2 3 1 0 z w 4 1 8 5 05. Nas matrizes abaixo, ache m, n, p e q, de modo que: m 2m n n 7 8 p p q 3q 1 5 aij 2i j, se i j aij i j, se i j é: 2 0 a) - 3 4 -1 1 2 0 1 d) 3 4 1 2 3 b) 0 4 1 1 2 0 - 1 e) - 3 4 1 2 3 c) 0 4 1 2 08. ( ABC – SP ) Seja A = ( a ij ) uma matriz quadrada de ordem 3, tal que 0, se i j a ij i j, se i j i - j, se i j Então o valor da soma de todos os elementos da matriz A é: a) 16 b) 14 c) 12 d) 10 e) 8 09. (Unesp – SP) Considere três lojas, L1, L2 e L3, e três tipos de produtos, P1, P2 e P3. A matriz a seguir descreve a quantidade de cada produto vendido por cada loja na primeira semana de dezembro. Cada elemento aij da matriz indica a quantidade do produto vendido pela loja , com i e j = 1, 2, 3. 150 se A = – At. Nessas condições, se a x y z matriz A = 2 0 3 é uma matriz anti-simétrica, 1 3 0 então x + y + z é igual a: a) 3 b) 1 c) 0 d) –1 e) – 3 SIMÉTRICA Analisando a matriz, podemos afirmar que A) a quantidade de produtos do tipo P2 vendidos pela loja L2 é 11. B) a quantidade de produtos do tipo P1 vendidos pela loja L3 é 30. C) a soma das quantidades de produtos do tipo P3 vendidos pelas três lojas é 40. D) a soma das quantidades de produtos do tipo Pi vendidos pelas lojas Li, i = 1, 2, 3, é 52. E) a soma das quantidades dos produtos dos tipos P1 e P2 vendidos pela loja L1 é 45. 10. (FGV – RJ) A organização econômica Merco é formada pelos países 1, 2 e 3. O volume anual de negócios realizados entre os três parceiros é representado em uma matriz A, com 3 linhas e 3 colunas, na qual o elemento da linha i e coluna j informa quanto o país i exportou para o país j, em bilhões de dólares. Então o país que mais exportou e o que mais importou no Merco foram, respectivamente: a) 1 e 1 b) 2 e 2 c) 2 e 3 d) 3 e 1 e) 3 e 2 a2 2 11. ( Fatec – SP ) Sejam X = 4a 2a 2 a2 e Y= 16. ( VUNESP – SP ) Considere as matrizes A = 2 1 e I = 1 1 1 0 . A Matriz B, tal que A.B = I é 0 1 dada por : 1 1 1 2 1 1 d) 1 2 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 e) 1 2 c) b) 2 a =3 a = -3 a = 1/3 a = - 1/3 0 3 x 12. ( ICÉS – MG ) Para que a matriz 3 0 5 seja 2 5 0 anti-simétrica, o valor de x deve ser : a) 0 b) 2 c) 3 d) 5 e) 10 13. (UEL) Uma matriz quadrada 15. (UEL) Sobre as sentenças: I. O produto de matrizes A3x2 . B2x1 é uma matriz 3x1. II. O produto de matrizes A5x4 . B5x2 é uma matriz 5x2. III. O produto de matrizes A2x3 . B3x2 é uma matriz quadrada 2x2. é verdade que a) somente I é falsa. b) somente II é falsa. c) somente III é falsa. d) somente I e III são falsas. e) I, II e III são falsas. a) 6 7 , onde a R . Se X = Y, então: 12 7 a) b) c) d) 14. (UEL) Sejam as matrizes A 3x 4 e Bpxq . Se a matriz A.B é 3 x 5, então é verdade que a) p = 5 e q = 5 b) p = 4 e q = 5 c) p = 3 e q = 5 d) p = 3 e q = 4 e) p = 3 e q = 3 2 1 0 17. ( FATEC – SP ) Se A = e B= 0 1 3 3 são duas matrizes quadradas de ordem 2, então A2 – 5A + 3B é igual a : 3 0 1 0 a) 9B b) c) 3 0 0 3 3 6 d) 24 3 0 0 e) 18 16 18. ( UFV – MG ) Considere as matrizes: I) A = ( aij ), 3 x 4, definida por aij = i – j i–j II) B = ( bij ), 4 x 3, definida por bij = 2 III) C = ( cij ), C = A x B A se diz ANTI- 151 O elemento C32 é : a) – 7 b) – 4 c) – 2 d) 0 e) 2 24. (UNIMONTES) Considere as seguintes matrizes 1 2 2 y 19. ( PUC – MG ) Se A = , B= e A.B = 0 3 0 5 B.A, o valor de y é : a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 a 0 2 20. (UEL) Considere as matrizes M = e M = b a 8 0 0 8 . Conclui-se que o número real “a” pode ser: a) 2 3 Podemos afirmar que: A) A. B = B . A = I. B) não existe a matriz inversa da matriz A. C) A e B são inversas, pois A.B = I. D) B.I = I.B = B. 25. (MACK) Se A é uma matriz 3 x 4 e B uma matriz n x m, então: a) existe AB se, e somente se, n = 4 e m = 3 b) existem AB e BA se, e somente se, n = 4 e m = 3 c) existem, iguais, AB e BA se, e somente se, A = B d) existe A + B se, e somente se, n = 4 e m = 3 e) existem, iguais, A + B e B + A se, e somente se, A=B 26. (Unimontes) Sejam x e y números reais positivos. Considere as matrizes b) 2 2 c) 2 d) – 2 e) – 3 1 0 21. ( FEI – SP ) Dadas as matrizes: A , 1 2 2 7 0 0 B e 0 0 0 , determine a matriz X de 0 4 ordem 2 tal que : 2X – AB = 0 . x y e L = z w 22. ( ICÉS – MG ) Sendo K = 11 9 , 8 2 11 9 é necessário que os 2 12 para que se tenha K x L = valores de x, y, z e w sejam, nessa ordem, iguais a: a) 0, 0, 4, 6 b) 1, 0, 2, 3 c) 1, 1, 4, – 6 d) 1, 2, 0, 3 e) 1, 1, 1/4, – 6 2 3 23. ( CEFET - MG ) Se a matriz inversa de A = é 3 x 5 3 o valor de x é : 3 2 a) b) c) d) e) 5 6 7 9 10 Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que os valores de x e y, de modo que se tenha A.B = B.A, são, respectivamente, 27. (UNIMONTES) Uma fábrica produz 3 tipos diferentes de artigos . Numa semana são vendidos 100 unidades do artigo A , 150 unidades do artigo B e 200 unidades do artigo C . Os preços de venda , por unidade de cada artigo , são respectivamente . R$20,00 , R$30,00 , R$10,00 . A quantidade total de artigos , na ordem A, B e C , vendidos em uma semana, podem ser representada pela matriz 20 X 100 150 200 . A matriz Y 30 representa o 10 preço de venda por unidade de artigo , tomado na ordem dada . Com base nos dados apresentados , é correto afirmar que o produto X.Y representa . a)Uma matriz de ordem 1 , que fornece o total apurado diariamente pela venda dos artigos A, B e C . b) Uma matriz de ordem 1 , que fornece o total apurado semanalmente pela venda dos artigos A, B e C . c) Uma matriz de ordem 3 . d) Uma matriz de 3 linhas e 1 coluna . 152 28. (UFMG) Milho, soja e feijão foram plantados nas regiões P e Q, com ajuda dos fertilizantes X, Y e Z. A matriz A indica a área plantada de cada cultura, em hectares, por região: 02.(FIP-2012) O Brasileirão 2011 contou com 20 clubes que disputaram entre si, ponto a ponto, qual o melhor time brasileiro da atualidade. A forma de pontuação manteve igual a do ano passado, em que cada vitória valia 3 pontos e os empates, apenas 1 ponto, conforme tabela 1. E para se tornar campeão, todos os times disputaram, entre si, em jogos de turno e returno; ao final, o time com mais pontos sagrou-se o campeão brasileiro. A matriz B indica a massa usada de cada fertilizante, em kg, por hectare, em cada cultura: a) CALCULE a matriz C = AB. b) EXPLIQUE o significado de C23, o elemento da segunda linha e terceira coluna da matriz C. 4 6 29. ( UFV – MG ) Sejam as matrizes A e 1 2 y x . Onde x e y são números reais e M é a M 1 2 2 matriz inversa de A. Então o produto x. y é: A) 0 B) – 3 C) 4 D) – 2 E) 3 Na 33ª rodada do Campeonato Brasileiro 2011, o resultado dos 4 últimos times era o que se lê na tabela2: Sabendo que cada tabela pode ser transformada em uma matriz, temos a seguinte situação: Tabela 1, que corresponde à seguinte matriz Tabela 2, que corresponde à seguinte matriz 30. (FIP) Considere a matriz de segunda ordem A 2 1 3 e seja A–1 sua inversa. Se a matriz B, 2 também de segunda ordem é dada por B então a expressão A 5 . A 1 32 2 5 Nessa rodada do campeonato, qual matriz abaixo corresponde ao resultado dos pontos para cada equipe? 3 7 . B é igual a: 153 GABARITO 1) x = 1, y = 2, a = 2 e b = – 5 3) y = 8 x= 2 4) x = –3; y = 3; z = 12; w = –6 5) m = 5; n = 2; q = –1; p = 2 9) E 15) B 10) C 16) E 7 1 2 21) X 1 1 2 25) B 26) B 2) 12 6) B 7) D 8) A 11) B 12) B 13) D 14) B 17) C 18) C 19) C 20) B 22) B 23) A 24) B 27) B 28) a) b) A massa de fertilizante Z usada na área Q. 29) E 30) C 31) B 154 DETERMINANTES DETERMINANTE DE 3ª ORDEM CONCEITO DE DETERMINANTE REGRA DE SARRUS Toda matriz quadrada tem, associado a ela, um número chamado de determinante da matriz, obtido a partir de operações que envolvem todos os elementos da matriz. Essa regra só é valida para determinantes de ordem 2 e 3. Consideremos a matriz: 1º Passo:Escrevemos a matriz e repetimos a 1ª e a 2ª colunas à direita da 3ª. . O Determinante de uma Matriz A pode ser denotado por detA. CÁLCULO DOS DETERMINANTES DETERMINANTE DE 1ª ORDEM A = (a11) ⇒ det(A) = a11 2º Passo: Efetuamos a adição algébrica dos produtos dos elementos indicados pelas setas conforme o esquema: DETERMINANTE DE 2ª ORDEM REGRA DE SARRUS O determinante de uma matriz quadrada de ordem 2 é dado pela diferença entre o produto dos elementos da diagonal principal e o produto dos elementos da diagonal secundária. Exemplo Considerando a matriz A, calcule o valor de Det(A). 1 2 1 A 2 1 3 2 1 2 Exemplo ***Mas adiante após outros conceitos, iremos ver outro processo para cálculo do determinante de uma matriz de ordem . 155 MENOR COMPLEMENTAR Chama-se menor complementar de uma matriz A de ordem de um elemento aij, ao valor , correspondente ao determinante da Matriz que se obtém eliminando a linha i e a coluna j onde se encontra o elemento aij. CÁLCULO DO DETERMINANTE DE ORDEM REGRA DE LAPLACE Seja uma matriz A de ordem , o determinante da matriz A é dado pela soma do produto de uma de suas filas pelo seus respectivos cofatores. Exemplo Exemplo Calcule o determinante da matriz abaixo: COFATOR OU COMPLEMENTAR ALGÉBRICO Chama-se cofator do elemento aij de uma matriz A de ordem , ao elemento Aij que se obtém multiplicando o fator (-1)i + j pelo menor complementar . PROPRIEDADES DE DETERMINANTES P1 - Se uma fila de uma matriz (linha ou coluna) for nula, então seu determinante é igual a zero. 156 P2 - Se duas fileiras, horizontais ou verticais, de uma matriz forem iguais ou proporcionais, então seu determinante é nulo. P8- O determinante de uma matriz transposta é igual ao determinante dessa matriz detAt = detA P3 - Permutando-se duas linhas ou duas colunas de uma matriz, o seu determinante muda de sinal. Permuta 1ª linha com a 2ª linha P9- O determinante do produto de duas matrizes é igual ao produto dos determinantes dessas matrizes. det(A.B) = detA . detB P 10 – O determinante de uma matriz inversa é igual ao inverso do determinante dessa matriz –1 –1 Se DetA = K, logo Det(A )= 1 ou Det(A )= k P4 - Se os elementos que estão acima e/ou abaixo da diagonal principal forem nulos, então o determinante é dado pelo produto dos elementos da diagonal principal. 1 DetA MATRIZ INVERSA Seja a matriz A quadrada de ordem n chama-se inversa de A e representa-se por A-1, a matriz que obedece a propriedade: onde In é a matriz identidade . Propriedades P5 - Fazendo a combinação linear de duas linhas ou duas colunas de uma matriz, seu determinante não altera. 1. Uma matriz só admite inversa, quando seu determinante for diferente de zero. 2. 1ª linha menos a 2ª linha - ou de ordem n. - ⇒ - , onde In é a matriz identidade 3. Quando uma matriz não admite inversa é chamada matriz singular. P6 - Multiplicando-se uma fila de uma matriz por uma constante, então o determinante dessa matriz fica multiplicado por essa constante. Exemplo Determinar a inversa da matriz: P7- Multiplicando-se uma Matriz quadrada por uma constante k, seu determinante obedece a seguinte relação: 157 d) 3bc 2 2 e) b c 03. ( UFES ) A solução real da equação é: a) b) c) d) Uma matriz é chamada de inversível ou não singular se, e somente se, seu determinante for diferente de zero, por isso uma matriz só pode ser inversível se for uma matriz quadrada com determinante diferente de zero. Um método para determinar a matriz inversa é chamado de método de inversão por matriz adjunta. A utilização desse método depende do teorema M 1 1 .M , onde: Det(M) M-1 é a matriz inversa de M. Det(M) é o determinante da matriz M M é a matriz adjunta de M. A matriz adjunta é o nome que se dá a matriz quadrada que se obtém fazendo transposta da matriz dos cofatores de uma matriz original. M1 a) b) c) d) e) EXERCÍCIOS 01. ( Faap – SP ) Resolva a equação x 4 3x 14 2x 05. ( PUC-RS) A equação 2 1 3 4 1 x 1 12 , tem x 0 x como conjunto verdade: a) {-6, 2} b) {-2, 6} c) {2, 6} d) {-6, 6} e) {-2, 2} 06. ( FGV – SP ) A solução da equação a) b) c) d) e) ( “x” real ) é: não tem solução real x= 3 x=1 x=1 x = -1 8 7 4 07.( UFBA ) Se X 10 1 5 0 20 1 02. ( FGV – SP ) determinante a) 0 b) bc c) 2bc a b c d Se a b 0 0 d 1 c 0 2 é: = 0, então o valor do 1 1 2 1 2 x = 0 é: 3 0 1 –3 –1 0 1 3 x 0 1 1 x 0 0 0 1 x 1 .M Det(M) =0 x=1 e x=2 x=2 e x=3 x = -1 e x = 2 x=1 e x=3 04. ( UFRS ) A solução da equação MATRIZ INVERSA: INVERSÃO POR MATRIZ ADJUNTA x 2 0 1 3 3 0 x 3 então : a) b) c) d) e) e Y 8 7 4 0 20 1 , 10 1 5 X=Y0 X=Y=0 X = 2Y 2X = Y X+Y=0 08. ( Unicap – PE ) Calcule o valor de x, a fim de que o determinante da matriz A seja nulo. 158 A) – 4 B) 1/4 C) 1 D) 2 E) 4 1 0 1 09. ( UNIFORM ) Sejam as matrizes A e 0 2 2 2 1 B 1 2 . O determinante da matriz A.B é: 0 1 a) 64 b) 8 c) 0 d) – 8 e) – 64 p 2 2 10. ( UESP ) Se o determinante da matriz p 4 4 é p 4 1 p 1 2 igual a –18, então o determinante da matriz p 2 4 é p 2 1 igual a: a) – 9 b) – 6 c) 3 d) 6 e) 9 2 1 11. (MACK) Se A3 = , o triplo do determinante da 4 6 matriz A é igual a a) 3 b) 6 c) 9 d) 12 e) 15 12. (UFRGS) Se A é uma matriz 2x2 e det A = 5, então o valor de det 2A é: a) 5 b) 10 c) 20 d) 25 e) 40 13. ( FATEC – SP ) Se x é um número real positivo tal 1 1 x 1 que A = , B = e det (A.B) = 2, então x 0 1 1 x x é igual a: 14. (Ufes) Se A é uma matriz quadrada de ordem 3 com det(A) = 3 e se k é um número real tal que det(kA) = 192, então o valor de k é: a) 4 b) 8 c) 32 d) 64 e) 96 2 1 0 15. ( UESP ) Se o determinante da matriz k k k 1 2 2 é igual a 10, então o determinante da matriz 1 0 2 k 4 k 3 k 1 é igual a: 1 2 2 a) 7 b) 8 c) 9 d) 10 e) 11 16. ( PUC 2 1 A 1 2 0 1 a) 2 b) 1 c) – 1 d) – 2 e) 3 – SP ) O cofator do elemento a23 da matriz 3 1 é: 2 17. (ESAF) Considere as matrizes onde os elementos a, b e c são números naturais diferentes de zero. Então, o determinante do produto das matrizes X e Y é igual a a) 0. b) a. c) a + b + c. d) a + b. e) a + c. 18. (Unimontes) Indicaremos por det(X) o determinante de uma matriz X. Seja A uma matriz 2×2. Nessas condições, é CORRETO afirmar: A) det(2A) é igual a 2.det(A). 159 B) se det(A) = 1, então A é a matriz identidade. C) se multiplicarmos a segunda linha de A por 2, o determinante da nova matriz será igual a 2.det(A). D) se det(A) = 0, então A é a matriz nula. 19. (UNIMONTES) As afirmações abaixo são falsas, EXCETO a) Se det A = det B, então A = B. b) det(A⋅ A) = det A. c) Se det A ≠ 0 , então a matriz A possui matriz inversa. d) Se a matriz B possui inversa, então det B = 1. 20. ( 1 0 0 0 a) b) c) d) e) – FMJ 0 0 2 0 0 3 0 1 0 0 1 4 SP ) O valor do determinante é: – 26 – 24 – 13 24 26 21. ( ABC – SP ) Seja A = (aij) uma matriz quadrada de 0, se i j ordem 3, tal que ( aij ) i j, se i j . Então o valor do i j, se i j determinante da matriz A é: a) 0 b) 12 c) 24 d) 48 e) 60 1 0 1 22.(CEFET) Para que a matriz A = k 1 3 não seja 1 k 3 inversível, os valores de k são: a) k = – 4 b) k = – 3 c) k = – 5 d) k = 3 e e e e k=1 k=2 k = -2 k=2 GABARITO 1) S = {-1, 7 } 7) E 8) x = 13 13) B 14) A 19) C 20) A 2) D 9) D 15) C 21) D C) A 4) A 10) E 16) D 5) B 11) B 17) A 6) E 12) C 18) C 22) A 160 SISTEMAS LINEARES EQUAÇÃO LINEAR É toda equação da forma onde . , Exemplo x + 2y + z – 4w = 9 SISTEMA LINEAR É todo sistema formado por duas ou mais equações lineares. Indicando por A a matriz dos coeficientes de um sistema linear com número de equações igual ao número de incógnitas, têm-se: ⇔ ⇔ Exemplo Determine o valor de k, de modo que o sistema seja possível e determinado. ** Chama-se solução de um sistema linear qualquer solução comum a todas as equações do sistema. (Essa solução pode não existir) EQUAÇÃO MATRICIAL NA FORMA A.X = B Qualquer sistema linear pode ser representado em forma de uma equação matricial na forma A.X = B Sendo: A - matriz dos coeficientes X - matriz das variáveis B - matriz dos termos independentes CLASSIFICAÇÃO E DISCUSSÃO DE UM SISTEMA LINEAR TIPOS ESPECIAIS DE SISTEMAS LINEARES SISTEMA LINEAR QUADRADO:É quando o número de equações é igual ao número de variáveis. SISTEMA HOMOGÊNEO: É todo sistema onde os termos independentes são nulos. O sistema homogêneo é sempre possível, pois apresenta no mínimo a solução trivial. Os sistemas lineares são classificados quanto ao número de soluções da seguinte forma: x1 = x2 = ... = xn = 0 Solução trivial: S = {(0, 0, 0, ..., 0)} 161 RESOLUÇÃO DE UM SISTEMA LINEAR Exemplo Determine o valor de m, de modo que o sistema apresente apenas a solução trivial. Resolver um sistema linear significa obter o conjunto S, denominado conjunto solução do sistema, cujos elementos são todas as soluções do sistema. Dentre os vários métodos existentes para a resolução de um sistema, optamos pelo escalonamento e regra de Cramer. ESCALONAMENTO DE UM SISTEMA LINEAR (MÉTODO DE GAUSS) Dado o sistema: SISTEMAS LINEARES NÃO QUADRADOS 1º) Se o número de equações maior que o número de variáveis: O sistema é possível e determinado ( três retas concorrentes em um único ponto ) O sistema é possível e indeterminado (três retas paralelas distintas) O sistema é impossível ( não tem solução ) . ou Identifica-se as equações e trabalha-se duas a duas. ou Exemplo È importante trabalharmos para eliminar a mesma incógnita z. Juntando as equações IV e V, teremos: Três retas concorrentes em um único ponto. 2º) Se o número de equações for menor que o número de variáveis: O sistema nunca é determinado ( Pois dois planos nunca tem um único ponto comum ) Agora basta substituir nas outras equações, vejamos: O sistema é possível e indeterminado ( planos secantes ) ou o sistema é impossível ( planos paralelos distintos ). Exemplo 162 REGRA DE CRAMER Dado um sistema EXERCÍCIOS 01. (UNITAU – SP) A solução do sistema de equações algébricas lineares é dada por: xy 2 2x y 1 1º. Calcula-se o detA. 2º. Calcula-se o determinante das variáveis, substituindo-se os seus coeficientes pelos termos independentes. a) x = 1 e y = 1 b) x = -1 e y = 1 c) x = y = 0 d) x = 1 e y = -1 e) x = -1 e y = -1 3º. Cada variável é a razão entre seu determinante e o determinante dos coeficientes. (UESP) Se o terno (x1, y1, z1) é a solução do sistema abaixo, então 3.x1 + 5.y1 + 4.z1 é igual a: Exemplo Utilizando a regra de Cramer, determine a solução do sistema abaixo: a) -8 b) -7 c) -6 d) -5 e) -4 03. (UFRN) Três amigos, denominados X, Y e Z, utilizam o computador todas as noites. Em relação ao tempo em horas em que cada um usa o computador, por noite, sabese que: • o tempo de X mais o tempo de Z excede o tempo de Y em 2; • o tempo de X mais o quádruplo do tempo de Z é igual a 3 mais o dobro do tempo de Y; • o tempo de X mais 9 vezes o tempo de Z excede em 10 o tempo de Y. A soma do número de horas de utilização do computador, pelos três amigos, em cada noite, é igual a: a) 4 h b) 7 h c) 5 h d) 6 h GABARITO 01. D 02. B 03. D S = {(x,y,z)} = {(1,1,3)} 163 DISCUSSÃO DE UM SISTEMA LINEAR ATRAVÉS DE RETAS E PLANOS INTERPRETAÇÃO GEOMÉTRICA DE SISTEMAS LINEARES 3 X 3 Interpretação geométrica de sistemas lineares 2 x 2 Em sistemas lineares 3 x 3 da forma Considere o sistema com duas variáveis ax by c a 1x b1y c 1 Se considerarmos ax + by = c as equações (I), (II) e (III) representam planos π1, π2 e π3 no espaço tridimensional. As possibilidades para as posições dos três planos são oito e correspondem a: SISTEMA IMPOSSÍVEL ( NENHUMA SOLUÇÃO π1 π2 π3 = ) a)1//2//3 1 2 3 Na situação I as retas são coincidentes logo a interseção entre elas é um conjunto infinito de pontos, portanto podemos afirmar que o sistema formado por elas é possível e indeterminado. Na situação II as retas são paralelas não havendo interseção entre elas logo o sistema formado por elas é impossível pois não tem pontos (soluções) em comum. Na situação III as retas são concorrentes e possuem apenas um ponto em comum logo apenas uma solução daí dizer que o sistema formado por elas é possível e determinado. b)1// (2 = 3) 1 2 = 3 c)(1// 2) 3 e r//s 3 r = 13 Resumidamente teríamos: 1 ax by c a 1x b1y c 1 s = 23 2 Se: a b c a1 b1 c1 (retas coincidentes ( S.P.I ) a b c a1 b1 c1 (retas paralelas distintas ( S.I ) a b a1 b1 (retas concorrentes ( S.P.D ) 3 d) r // s // t r 2 s t 1 164 SISTEMA POSSÍVEL E INDETERMINADO (INFINITAS SOLUÇÕES; π1 π2 π3 = π ou π1 π2 π3 = r ) 1 = 2 = 3 2º) Possibilidade 2x 3y 2z 2 (I) O sistema 3x 2y 4z 2 (II) 4x y 6z 3 (III) não tem solução. 3 r = 13 1 = 2 Um maneira simples de verificarmos esse fato é, por exemplo, somar as equações ( I ) e ( III ) e comparar o resultado com a equação ( II ). Veja: 3x 2y 4z 2 (I) 6x 4 y 8z 5 (II) (III) 3 Dobramos os coeficientes das incógnitas, mas o termo independente não dobrou. 2 r = 123 1 Consideremos agora os sistemas formados por ( I ) e ( II ) e ( III ). Podemos concluir que: π1 ∩ π2 é uma reta r π1 ∩ π3 é uma reta s π2 ∩ π3 é uma reta t Vamos verificar que r, s e t são paralelas. SISTEMA POSSÍVEL E DETERMINADO ( SOLUÇÃO ÚNICA; π1 π2 π3 = {P} ) 2 3 P 1 Vamos examinar alguns exemplos: 1º) Possibilidade O sistema tem infinitas soluções, pois, se suas equações forem simplificadas, todas representarão o mesmo plano. Geometricamente, (I), (II), (III) representam três planos coincidentes. Os pontos de r satisfazem ( I ) e ( II ), logo não satisfazem ( III ), pois o sistema é impossível. Portanto, temos r paralela π3 Como s está contida em π3 , então r e s não se cortam. Uma vez que ambas estão em π1 elas são paralelas. Analogamente, vemos que s é paralela a t. Portanto, a interpretação geométrica do sistema em questão é: o sistema é impossível porque os planos representados por suas equações se intersectam dois a dois segundo três retas paralelas. QUANTIDADE DE SOLUÇÕES INTEIRAS E NÃO NEGATIVAS DE UMA EQUAÇÃO LINEAR Existem alguns tipos de questões (comuns em concursos militares e não em vestibulares) que desejam determinar o número de soluções inteiras e não negativas de uma equação linear, muitos pensam que a sua resolução será através dê sistemas lineares. A resolução de questões desse tipo será através da análise combinatória como veremos a seguir: Considerando uma equação linear com n variáveis do tipo x1 + x2 + x3 + ... + xn = k, o número de solução inteiras e positivas dessa equação, é dado por: 165 02. Um bar vende três tipos de refrigerantes: Guaraná, Soda e Tônica. De quantas formas diferentes uma pessoa pode comprar 5 garrafas de refrigerante? RESOLUÇÃO COM A FÓRMULA Ou de uma maneira mais prática: Exemplos 01. Na equação linear x + y + z = 7, encontre o número de soluções inteiras, não negativas, possíveis. Trata-se então chegar ao número de soluções inteiras não negativas da equação x + y + z = 5 que é então: Resolução Prática Um raciocínio alternativo, seria o seguinte: Temos que dividir 7 unidades em 3 partes ordenadas, de modo que fique em cada parte um número maior ou igual a zero. Indiquemos cada unidade por um ponto então, elas serão representadas por. { } Como queremos dividir as 7 unidades em 3 partes, vamos usar duas barras para fazer a separação. Cada modo de dispormos os pontos e as barras dará origem a uma solução. EXERCÍCIOS 01.Uma pastelaria vende pastéis de carne, queijo e palmito. De quantas formas diferentes uma pessoa pode comer 5 pastéis? Por exemplo: p p b { 1ª Parte } p p p b p 2ª Parte 02.Quantas soluções inteiras e não negativas tem as equações: p 3ª Parte 3 Partes a) x + y + z = 6 ou { } p p p p b 1ª Parte p b p 2ª Parte p 3ª Parte b) x + y + z + t = 10 3 Partes ou { 0 } p p p p p b b 1ª Parte c) x + y + z + t + w = 10 p 2ª Parte p 3ª Parte 3 Partes Ora, como temos 9 símbolos ( 7 bolinhas e 2 barras). O número de permutações, com repetição, destes símbolos será: GABARITO 01.21 que é o número de soluções inteiras não negativas da equação. Tal raciocínio pode ser utilizado no lugar da fórmula, que é um pouco mais complicada de trabalhar. 02. a) 28 b) 286 c) 1001 166 EXERCÍCIOS x y z 6 01.(UFRN) A solução do sistema 4x 2y z 5 é: x 3y 2z 13 a) (-2, 7, 1) b) (4, -3, 5) d) (2, 3, 1) e) (1, 2, 3) c) (0, 1, 5) 08. (FGV-SP) É dado o sistema 02.( PAES ) Um par de tênis, duas bermudas e três camisetas custam, juntos, R$100,00. Dois pares de tênis, cinco bermudas e oito camisetas custam, juntos, R$235,00. Um par de tênis, duas bermudas e duas camisetas custam, juntos, R$95,00. Quanto custam, juntos, um par de tênis, uma bermuda e uma camiseta? A) R$50,00 B) R$70,00 C) R$60,00 D) R$65,00 03.( PAES ) Em uma loja de brinquedos, uma bola, duas petecas e três quebra-cabeças custam R$10,00. Duas bolas, cinco petecas e oito quebra-cabeças custam R$23,50. Na compra de uma bola, uma peteca e um quebra-cabeça, pagarei A) R$7,00. B) R$6,00. C) R$7,50. D) R$8,50. 04. (FUVEST-SP) Carlos e sua irmã Andréia foram com seu cachorro Bidú à farmácia de seu avó. Lá encontraram uma velha balança com defeito, que só indicava corretamente pesos superiores a 60 kg. Assim, eles se pesaram dois a dois e obtiveram as seguintes marcas: • Carlos e o cão pesam juntos 87 kg; • Carlos e Andréia pesam 126 kg; e • Andréia e Bidú pesam 66 kg. Podemos afirmar que: A) Cada um deles pesa menos que 60 kg. B) Dois deles pesam mais que 60 kg. C) Andréia é mais pesada dos três. D) Carlos é mais pesado que Andréia e Bidú juntos. 05. (UEL – PR ) Se os sistemas abaixo são equivalentes, encontre o valor de a2 + b2 xy 1 ax by 5 x 2y 5 bx ay 1 06. (Unimontes) Se um número de dois dígitos é 9 vezes a soma de seus dígitos, então o número formado pela troca dos dígitos é a soma dos dígitos multiplicada por A) 2. B) 3. C) 4. D) 1. 07.(Unimontes) O conjunto solução do sistema de equações lineares , pode-se dizer que x + y é igual a: a) 18 b) -21 c) 27 d) 3 e) -9 09. (BNB-ACEP) Uma agência bancária vende dois tipos de ações. O primeiro tipo é vendido a R$1,20 por cada ação e o segundo a R$1,00. Se um investidor pagou R$1.050,00 por mil ações, então necessariamente ele comprou: a) b) c) d) e) 300 ações do primeiro tipo 300 ações do segundo tipo 250 ações do primeiro tipo 250 ações do segundo tipo 200 ações do primeiro tipo 10. (Bnb/2007) Dentre os serviços que um BANCO presta à comunidade, há três pelos quais cobra as taxas X, Y e Z em reais. Ao final do expediente de um dia de trabalho, os caixas A, B e C anotaram os valores recebidos referentes às taxas supracitadas: Logo, a soma das taxas X + Y + Z é, em real, igual a: a) 35,40 b) 46,20 c) 44,70 d) 33,80 e) 36,70 11. (CTSP) Um mesmo conjunto de farda é vendido em duas lojas A e B, sendo R$ 40,00 mais caro na loja B. Se a loja B oferecer 10% de desconto no preço do produto, este ainda assim será 5 % mais caro do que custa na loja A. O preço do conjunto na loja A é: A) R$ 300,00 B) R$ 280,00 C) R$ 260,00 D) R$ 240,00 12. (CTSP) Os 180 alunos de uma escola estão dispostos de forma retangular,em filas, de tal modo que o número de alunos de cada fila supera em 8 o número de filas.Quantos alunos há em cada fila? A) 20 167 18. (Fuvest-SP) Para quais valores de k o sistema B) 15 C) 18 D) 22 linear 13. (Esaf-MPU).Ana e Júlia, ambas filhas de Márcia, fazem aniversário no mesmo dia. Ana, a mais velha, tem olhos azuis; Júlia, a mais nova, tem olhos castanhos. Tanto o produto como a soma das idades de Ana e Júlia, consideradas as idades em número de anos completados, são iguais a números primos. Segue-se que a idade de Ana – a filha de olhos azuis –, em número de anos completados, é igual A) à idade de Júlia mais 7 anos. B) ao triplo da idade de Júlia. C) à idade de Júlia mais 5 anos. D)ao dobro da idade de Júlia. E) à idade de Júlia mais 11 anos. 14. ( UFVJM ) Considere o sistema indeterminado 2x y a . Nele o valor de a + b vale: 4x by 2 a) 1/2 b) 3/2 c) 2 d) 3 15. (UEL) O sistema abaixo, de incógnitas x e y, é: 6x ky 9 2x 7y 1 a) impossível, para todo k real diferente de - 21; b) possível e indeterminado, para todo k real diferente de - 63; c) possível e determinado, para todo k real diferente de 21; x y Z 1 3x y 2Z 3 y kZ 2 x 2y z 3 3x y 2z 2 ,podemos afirmar que ele é: A) possível e determinado B) possível e indeterminado C) impossível D) homogêneo E) impossível e homogêneo 2x 3y z 0 20. (FGV – SP) O sistema x 2y 4z 0 é: x 14z 0 a) determinado. b) Impossível c) Determinado e admite como solução (1, 1, 1). d) Indeterminado. e) N.D.A. 21. (UFSC) Para qual valor de m o sistema mx 2y z 0 x my 2z 0 admite infinitas soluções? 3x 2y 0 a) m = 0 d) m = 10 b) m 0 c) m = 2 e) m = 1 k 2 x y 0 nas incógnitas x e x ky 0 e) possível e determinado, para todo k real diferente de 1 e - 63. y: infinitas soluções. Logo pode-se afirmar que: a) k = 3 b) k = ± 3 c) k = – 3 d) k = 0 e) não existe K real 17. (FMU – SP) O valor de a para que o sistema x 2y 18 seja possível e indeterminado é: 3x ay 54 a) -6 d) -2 b) 6 e) 3/2 c) 2 e 19. (CEFET) A respeito do sistema 2x y z 1 22. (FCC – BA) O sistema 3x y 1 possui 2 k x 3 y k 6 compatível determinado? d) possível e indeterminado, para todo k real diferente de - 3; 16. (UFV – MG) O sistema linear é a) b) c) d) e) é impossível se k 1 admite apenas a solução trivial se k = 1 é possível e indeterminado se k = -1 é impossível para todo k real admite apenas a solução trivial para todo k real. ax y z 0 23. (Cesgranrio) O sistema x ay z 1 tem uma x y b infinidade de soluções. Então, sobre os valores dos parâmetros a e b, podemos concluir que: a) a = 1 e b arbitrário. b) c) d) e) a=1 a=1 a=0 a=0 e b0 e b=1 e b=1 e b=0 168 x y 2z 0 24. (Fuvest – SP) O sistema linear: x y z 1 x y z 3 admite solução se for igual a: a) 0 b) 1 d) 2 c) -1 e) -2 25. O sistema linear abaixo 2x y 3z 7 4x 2y 6z 14 6x 3y 9z 17 Pode ser representado geometricamente como: a) Três planos paralelos e distintos b) Três planos coincidentes c) Dois planos paralelos distintos e outro secante aos dois d) Três planos secantes dois a dois e) Dois planos coincidentes e outro paralelo aos dois 26. O sistema linear abaixo x y 2z 9 2 y 2 x 4 z 12 x 3 y 4 z 17 Pode ser representado geometricamente como: a) Dois planos coincidentes e outro paralelo aos dois b) Dois planos paralelos distintos e outro secante aos dois c) Três planos paralelos e distintos d) Três planos coincidentes e) Três planos secantes dois a dois 27. ( PAES – 2006 ) 1 1 2 1 5x5y5z 5 1 1 1 2 x y z 3 3 3 3 2 2 4 2 7x 7y 7z 7 Quanto ao número de soluções do sistema de equações lineares apresentado acima, é CORRETO afirmar que A) esse sistema tem infinitas soluções. B) esse sistema não tem solução. C) esse sistema tem uma única solução. D) esse sistema tem apenas duas soluções. 28.( PAES – 2011 ) Para o sistema linear 2x 3y 9 , a 6y 4x 9 solução geométrica é: A) 0x y 0z 0 0x 0y z 0 0x y z 0 pode ser interpretado, geometricamente, como sendo: A) Um ponto B) Um plano C) Uma reta D) Uma reta e um plano paralelos 30. O sistema linear abaixo 2x 3y 2z 2 3x 2y 4z 2 4x y 6z 3 Pode ser representado geometricamente como: a) Três planos paralelos e distintos b) Três planos coincidentes c) Dois planos paralelos distintos e outro secante aos dois d) Três planos secantes dois a dois e) Três planos que se interceptam em um único ponto 31.( PAES ) Ao escalonar o sistema linear chegou-se a . Então, È CORRETO afirmar que os três planos dados pelas equações do sistema inicial A) têm apenas uma reta em comum. B) têm apenas um ponto em comum. C) são paralelos. D) têm interseção vazia, porque dois deles são paralelos. x yz 1 32.( PAES ) O sistema linear 2x 2y 2z 4 yz 0 pode ser representado, geometricamente, por A) B) C) D) B) C) D) 29.( PAES ) O conjunto-solução do sistema de equações lineares 33. (UFJF) Um nutricionista está preparando uma refeição com 2 alimentos A e B. Cada grama do alimento A contém 2 unidades de proteína, 3 unidades de carboidrato e 2 unidades de gordura. Cada grama do alimento B contém 4 unidades de proteína, 4 unidades de carboidrato e 3 unidades de gordura. Essa refeição deverá fornecer exatamente 400 unidades de proteína e 500 unidades de carboidrato. A quantidade de gordura que essa refeição irá fornecer é: 169 A) 300 unidades. B) 350 unidades. C) 400 unidades. D) 450 unidades. E) 500 unidades. 34. (UFJF) Uma lanchonete vende cada copo de suco de laranja por R$ 1,50, obtendo um lucro de 50% sobre o custo do suco. Devido a uma queda na safra, o preço da laranja subiu, o que acarretou um aumento de 20% no custo do suco. O dono da lanchonete, para não diminuir as vendas de suco de laranja, decidiu manter o preço de cada copo de suco em R$ 1,50 e reduzir o tamanho do copo de modo a conservar a margem de lucro de 50% sobre o custo do suco. Originalmente, a capacidade do copo era 300 ml. O novo copo deve ter capacidade de: A) 150 ml. B) 200 ml. C) 250 ml. D) 275 ml. E) 280 ml. 35. (FIP-2012) Durante os três primeiros dias de exibição do filme “Os Vingadores”, em determinada cidade, foram vendidos 8000 bilhetes, e a arrecadação foi de R$ 76.800,00. O preço do bilhete para adulto era de R$ 12,00 e, para criança, era de R$ 8,00. A razão entre o número de crianças e o de adultos que assistiram ao filme nesse período foi de: A) 1/2 B) 3/4 C) 3/2 D) 1/4 04. 05. 06. 07. 08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. D 10 A A C C A D C D D C C A {k IR/ k ≠ 1/4} C A C C D E E B B C C D A D B C A E 36. (FIPMOC - 2015 ) Ao chegarem de um intercâmbio na Espanha, três alunos brasileiros foram até uma casa de câmbio e trocaram por reais as quantias que possuíam em dólares, libras e euros. Os valores envolvidos na transação de cada um estão expressos na tabela a seguir: Com a troca, o aluno A arrecadou R$335,00; o aluno B, R$715,00; e o aluno C, R$960,00. No dia em que os alunos efetuaram a transação, o valor de 1 dólar era: A) R$3,00. B) R$2,00. C) R$3,50. D) R$2,80. E) R$2,50. GABARITO 01. E 02. B 03. NULA ( 6,50 ) 170 ANÁLISE COMBINATÓRIA INTRODUÇÃO número representa o número de possibilidades para cada posição. Desta forma, temos: Acompanhe os seguintes problemas: • De quantas maneiras distintas cinco pessoas podem ser colocadas em fila indiana? • De quantos modos diferentes pode ocorrer o resultado do sorteio dos números da mega sena? • De quantas formas distintas dez amigos podem ocupar 5 lugares de um automóvel se apenas três deles sabem dirigir? Problemas como esses são tratados pela Análise Combinatória - parte da Matemática que consiste em estudar técnicas de contagem. PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CONTAGEM. Considere a seguinte situação. Quatro pessoas participam de uma corrida. Quantos resultados diferentes podem ter para 1º, 2º e 3º lugares? Vamos considerar que os corredores são A, B, C e D. Nessa corrida podemos ter qualquer um dos corredores com chance de chegar em 1º lugar, após a chegada do primeiro, qualquer um dos três restantes pode ser o segundo e assim sucessivamente. Podemos então esquematizar a situação utilizando um gráfico conhecido como diagrama da árvore ou árvore de possibilidades. Esse processo é conhecido como princípio multiplicativo ou princípio fundamental da contagem. Definição Se um evento Eé composto pelas etapas E1, E2, E3, ..., En. E cada etapa pode ocorrer de n1, n2, n3, ..., nn modos, respectivamente, então esse evento pode ocorrer de n1 . n2 . n3 . ... . nn maneiras distintas. Exercícios resolvidos 1. Quantos números naturais de três algarismos podem ser formados com os algarismos 1, 2, 3, 5 e 7. Resolução: 5 . 5. 5 = 125 números. 2. De quantas maneiras diferentes oito pessoas podem sentar-se em um carro de cinco lugares, se apenas duas delas estão aptas para dirigir? Resolução: Sejam a, b, c, d e e os lugares do carro conforme a figura a seguir: Considere as etapas sucessivas: Do diagrama podemos concluir que nessa corrida podemos ter 24 resultados diferentes. O mesmo problema poderia ter sido resolvido utilizando a seguinte idéia: Como são três posições no pódio a serem ocupadas, podemos realizar o produto de três números, onde cada 1ª etapa: escolha da pessoa que senta no lugar a. 2ª etapa: escolha da pessoa que senta no lugar b. 3ª etapa: escolha da pessoa que senta no lugar c. 4ª etapa: escolha da pessoa que senta no lugar d. 5ª etapa: escolha da pessoa que senta no lugar e. 171 EXERCÍCIOS Logo o total de possibilidades é: 2p . 7p . 6p . 5p . 4p = 1680 maneiras As pessoas podem sentar-se de 1680 maneiras diferentes. 3. A diretoria de uma empresa deve ser formada a partir dos dez membros de seu conselho. A diretória da empresa deve ter um presidente, um vice-presidente, um secretário e um tesoureiro, sendo que o presidente do conselho não pode ser o presidente da empresa. De quantos modos diferentes essa diretoria pode ser formada? Resolução: Como a presidência apresenta uma restrição, devemos começar o estudo dos números de possibilidades justamente por esta etapa: 9p . 9p . 8p . 7p = 4536 4. Quantos números pares de quatro algarismos distintos, existem no nosso sistema de numeração? Resolução: 1º : números que terminam em zero 9p . 8p . 7p . 1p = 504 nºs pares terminados em zero 2º : números que terminam em 2, 4, 6 e 8. 8p . 8p . 7p . 4p = 1792 Assim o total de números que podem ser formados é: 504 + 1792 = 2296 01. ( UFES ) Um "Shopping Center" possui 4 portas de entrada para o andar térreo, 5 escadas rolantes ligando o térreo ao primeiro pavimento e 3 elevadores que conduzem do primeiro para o segundo pavimento. De quantas maneiras diferentes uma pessoa, partindo de fora do "Shopping Center" pode atingir o segundo pavimento usando os acessos mencionados? A) 12 B) 17 C) 19 D) 23 E) 60 02. ( U.F. FLUMINENSES – RJ ) Uma moça vai desfilar vestindo saia, blusa, bolsa e chapéu. O organizador afirma que três modelos de saia, três de blusa, cinco tipos de bolsa e um certo número de chapéus permitem mais de duzentas possibilidades de diferentes escolhas de traje. Assinale a alternativa que apresenta o número mínimo de chapéus que torna verdadeira a afirmação do organizador. a) 189 b) 30 c) 11 d) 5 e) 4 03. ( Fatec – SP ) Para mostrar aos seus clientes alguns dos produtos que vende, um comerciante reservou um espaço em uma vitrine, para colocar exatamente 3 latas de refrigerante, lado a lado. Se ele vende 6 tipos diferentes de refrigerante, de quantas maneiras distintas pode expô-los na vitrine? a) 144 b) 132 c) 120 d) 72 e) 20 04. (ENEM) No Nordeste brasileiro, é comum encontrarmos peças de artesanato constituídas por garrafas preenchidas com areia de diferentes cores, formando desenhos. Um artesão deseja fazer peças com areia de cores cinza, azul, verde e amarela, mantendo o mesmo desenho, mas variando as cores da paisagem (casa, palmeira e fundo), conforme a figura. O fundo pode ser representado nas cores azul ou cinza; a casa, nas cores azul, verde ou amarela; e a palmeira, nas cores cinza ou verde. Se o fundo não pode ter a mesma cor nem da casa nem da palmeira, por uma questão de contraste, então o número de variações que podem ser obtidas para a paisagem é A) 6. B) 7. C) 8. D) 9. E) 10 172 05. (FUVEST) Quantos são os números inteiros positivos de 5 algarismos que não têm algarismos adjacentes iguais? 9 A) 5 B) 9 × 84 4 C) 9 × 8 5 D) 8 E) 95 06. (ENEM, 2007) Estima-se que haja no Acre 209 espécies de mamíferos, distribuídas conforme a tabela a seguir: a) 180 b) 200 c) 800 d) 1600 e) 1800 09. ( UFRJ ) Um construtor dispõe de quatro cores (verde, amarelo, cinza e bege) para pintar cinco casas dispostas lado a lado. Ele deseja que cada casa seja pintada com apenas uma cor e que duas casas consecutivas não possuam a mesma cor. Determine o número de possibilidades diferentes de pintura. 10. ( Mack – SP ) Os números pares com 4 algarismos distintos, que podemos obter com os elementos do conjunto {0; 3; 4; 5; 6; 7; 8}, são em número de: a) 63 b) 420 c) 5.62 d) 5.43 e) 380 Deseja-se realizar um estudo comparativo entre três dessas espécies de mamíferos – uma do grupo cetáceos, outra do grupo primatas e a terceira do grupo roedores. O número de conjuntos distintos que podem ser formados com essas espécies para esse estudo é igual a: a) 1.320 b) 2.090 c) 5.845 d) 6.600 e) 7.245 07. (UNIMONTES) Numa reunião estão 10 pessoas, entre elas José e Marta. Quantas diretorias com presidente, vice-presidente, secretário e tesoureiro podem ser escolhidas entre as 10 pessoas, sem que nem José e Marta ocupem algum cargo: a) 210 b) 1680 c) 70 d) 5040 08. (UNEB 2003) Um empresário, visando proteger o sistema de segurança de sua firma, deseja criar senhas constituídas de seqüências de quatro dígitos distintos, sendo os dois primeiros vogais e os dois últimos algarismos. O número de senhas distintas, do tipo descrito, que podem ser formadas é igual a 11. ( FGV ) Uma pessoa vai retirar dinheiro de um caixa eletrônico de um banco mas, na hora de digitar a senha, esquece o número. Lembra que o número tem 5 algarismos, começa com 6, não tem algarismos repetidos e tem o algarismo 7 em alguma posição. O número máximo de tentativas para acertar a senha é: a) 1680 b) 1344 c) 720 d) 224 e) 136 12. (UNIMONTES-PAES) “Um número natural é divisível por 2, quando a ordem das unidades for par”. Usando-se este critério de divisibilidade e os algarismos 1, 2, 3, 4, 5 e 6, quantos números naturais de 4 algarismos distintos e divisíveis por 2 podem ser formados? a) 18 b) 180 c) 648 d) 375 13. (UNIMONTES) O número de inteiros positivos, pares, que se escrevem com três algarismos distintos é: a) 320 b) 360 c) 328 d) 405 14. (UnB) Uma pessoa joga simultaneamente 3 dados de cores diferentes. As cores dos dados são amarela, vermelha e branca. Calcule o número de casos 173 possíveis em que o dado vermelho apresenta o mesmo resultado que o branco. 15. (Diamantina 2003) Considere a seguinte situação: Cinco meninos e cinco meninas terão aula de computação em um mesmo laboratório de informática, onde existem apenas cinco computadores. Em frente de cada computador, há um banco de dois lugares. O professor exige que, em cada banco, haja um menino e uma menina. Considerando os dados acima, é CORRETO afirmar que a quantidade total de modos diferentes de atender à exigência do professor é igual a a) 480.600 b) 350.400 c) 460.800 d) 340.500 16. (UFMG) Observe o diagrama. R X Y Z S O número de ligações distintas entre X e Z é : a) 39 b) 35 c) 45 d) 41 17. (UNIMONTES) Considere E = {1, 2, 3} e F = {1, 2, 3, 4, 5}. O número de funções injetoras de E em F é: a) 15 b) 60 c) 20 d) 125 18. ( FUVEST – SP ) A escrita Braille para cegos é um sistema de símbolos onde cada caractere é formado por uma matriz de 6 pontos dos quais pelo menos um se destaca em relação aos outros. Como no exemplo abaixo. Qual o número máximo de caracteres distintos que podem ser representados neste sistema de escrita? a) 63 b) 89 c) 26 d) 720 e) 36 19. (UEL) Um número capicua é um número que se pode ler indistintamente em ambos os sentidos, da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda (exemplo: 5335). Em um hotel de uma cidade, onde os jogadores de um time se hospedaram, o número de quartos era igual ao número de capicuas pares de 3 algarismos. Quantos eram os quartos do hotel? 20. (UNIMONTES) Em um teste de 10 questões de múltipla escolha, cada questão apresenta 5 alternativas. Sendo assim, é correto afirmar que a quantidade total de possíveis gabaritos e a quantidade de gabaritos nos quais a alternativa A aparece exatamente uma vez são, respectivamente, 21. (UFSJ) O código Morse, inventado por Samuel Morse em 1834, usa dois símbolos, ponto e traço, para representar letras e sinais de pontuação da linguagem escrita, combinando, para tal efeito, de um a quarto desses símbolos. Considerando-se essa informação, é CORRETO afirmar que o número total de letras e sinais de pontuação possíveis representados dessa forma pelo código Morse é igual a A) 30 B) 24 C) 28 D) 36 22. (PUC-MG) Em certo município, um pedestre foi atropelado por um carro cujo motorista fugiu sem prestar socorro à vítima. Uma testemunha anotou e forneceu à polícia a placa do veículo (que era desse município), , faltando a segunda letra e o penúltimo algarismo. Nesse município, as placas dos automóveis são identificadas por três letras distintas do conjunto M = {A, B, C, D, E, F, G, H} e quatro algarismos distintos. O número de possíveis veículos envolvidos nesse atropelamento é: A) 28 B) 36 C) 42 D) 54 23. (UFOP) Um trem de passageiros é constituído por uma locomotiva e cinco vagões distintos, sendo um deles, utilizado como restaurante. Sabe-se que a locomotiva deve ir à frente e o vagão restaurante não pode ser colocado imediatamente após a locomotiva. O número de modos diferentes de montar-se o trem é: a) 5 b) 24 c) 96 d) 120 174 24. ( PUC – MG ) Considerando todos os elementos do conjunto A = { 0, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 }, Quantos números inteiros de cinco algarismos distintos, maiores que 64000, podem ser formados ? a) 1980 b) 2100 c) 2160 d) 2200 e) 2240 25. ( UNIRIO ) Nos anos de 1987 e 1988, discutiu-se na Assembléia Nacional Constituinte a criação de um novo estado na Região Sudeste. Resultante da divisão do Estado de Minas Gerais, este receberia o nome de Estado do Triângulo e o novo mapa da região Sudeste seria como na figura a seguir: FATORIAL DE UM NÚMERO Chamamos de n! (lê-se: “fatorial de n ou n fatorial”), com , ao produto dos n primeiros números naturais positivos. Exemplo 2! = 2.1 = 2; 3! = 3.2.1 = 6; 4! = 4.3.2.1 = 24; 5! = 5.4.3.2.1 = 120. ...................... Generalizando, temos: n! = n.(n – 1).(n – 2) . . . 3. 2. 1 Como conseqüência da definição de fatorial de um número, temos que: 1! = 1 0! = 1 Exercícios Resolvidos Suponha que um cartógrafo pretenda colorir o novo mapa da região Sudeste, de acordo com as seguintes regras: (i) Cada Estado será colorido com uma cor. (ii) Estados com fronteira comum não podem ter a mesma cor. De quantos modos distintos este mapa pode ser colorido, usando, no máximo, 5 cores ? GABARITO 1) E 2) D 3) C 4) B 5) E 6) A 7) B 8) E 9) 324 10) B 11) B 12) B 13) C 14) 36 15) C 16) D 17) B 18) A 19) 40 20) A 21) A 22) C 23) C 24) C 25) 642 3. Em quantos zeros termina o número 20! Veja que destacamos os múltiplos de 5, pois são eles que produzem os zeros finais de um número. Portanto 20! termina em quatro zeros. 175 EXERCÍCIOS 01. ( UNIMONTES ) VERDADEIRA. 1 1 1 a) 3 3 ! 3 ! b) 4! . 5! = 20! 05) Assinale a única alternativa 16 ! 16.15.14.13 13 ! d) ( 7! ) + ( 3! ) = 10! c) 02. ( PUC – SP ) Se ( n - 6 )! = 720, então n é igual a: a) 12 b) 576 c) 16 d) 4 e) 30 (n 1)! n! (n 1)! n! 07.(CESPE/UNB) Para aumentar a segurança no interior do prédio do TSE, foram distribuídas senhas secretas para todos os funcionários, que deverão ser digitadas na portaria para se obter acesso ao prédio. As senhas são compostas por uma seqüência de três letras (retiradas do alfabeto com 26 letras), seguida de uma seqüência de três algarismos (escolhidos entre 0 e 9). O número de senhas distintas que podem ser formadas sem que seja admitida a repetição de letras, mas admitindo-se a repetição de algarismos, é igual a GABARITO 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 03. ( UFRN ) Se ( x + 1 )! = 3( x )!, então x é igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 04. ( UFRS ) A expressão 3 A A B E D 05 D , com n inteiro estritamente positivo, vale: 2 a) n n 1 n b) c) n2 n 1 n n 1 n 2 d) n n 1 2 n e) n2 05. (UFRJ) O produto 20.18.16.14.......6.4.2 é equivalente a: A) 20! / 2 B) 2.10! C) 20! / 2¹º D) 2¹º.10! E) 20! / 10! 06. (UESC-07) O valor x 2!. 2x 2! 40 , é: 2x 1!. x 1 x ! 01) 6 02) 5 03) 4 04) 2 de x N, tal que 176 TIPOS DE AGRUPAMENTOS Quando formamos grupos com elementos de um conjunto, chamamos esses grupos de agrupamentos. Podemos dividir os agrupamentos em ordenados e não ordenados. ARRANJO SIMPLES Chamamos de arranjo de n elementos tomados p a p, a qualquer agrupamento ordenado dos p elementos distintos escolhidos dos n elementos existentes. Para calcularmos o arranjo de n tomados p a p, temos: Ordenados: eles diferem pela ordem em que os elementos são tomados. Exemplo: Com os elementos 1, 2, 3, 5 e 7 forma-se números de 3 algarismos. 237 ≠ 273 Não ordenados: eles não diferem pela ordem em que são tomados e sim pela quantidade de elementos. Exemplo: Com as pessoas A, B, C e D, forma comissões de 3 pessoas. ABC=BAC Atenção!!! Com os mesmos elementos podemos formam agrupamentos ordenados e não ordenados. Exercício resolvido 1. Ao se cadastrar em um portal eletrônico de compras, o usuário deve criar uma senha formada por duas letras distintas (entre as 26 do alfabeto) seguidas por dois algarismos distintos. Quantas senhas podem ser criadas nessas condições? Resolução: A senha BG 18 é diferente da senha GB 81, isto é, importa a ordem em que as letras e os algarismos são escolhidos. Trata-se, portanto, de um arranjo. Exemplos 1. Com os números 1, 2, 3, 5 e 7 podemos: Formar produto de 3 fatores 1.2.3 = 3.1.2(não ordenado) Formar número de 3 algarismos 123 ≠ 213(ordenado) AGRUPAMENTOS SIMPLES São agrupamentos em que um mesmo elemento não pode repetir. Exemplo: Com os algarismos 1, 2, 3, 5, 7 e 8 formam-se números de 4 algarismos distintos. 1358 → sem repetição 1835 → sem repetição AGRUPAMENTOS COMPLETOS São agrupamentos em que um mesmo elemento pode ou não ser repetido. Exemplo: Com os algarismos 1, 2, 5, 6 e 7 formam-se números de 3 algarismos. 125 → sem repetição Logo, pelo PFC, há ao todo 650 x 90 = 58.500 senhas. Considere agora outro problema: De quantos modos distintos Bráulio pode escolher quatro entre as nove camisetas regata que possui para levar em uma viagem para Muquén. Suponha que Bráulio escolha as camisas a, b,c e d. Veja que {a, b, c e d} = {a, c, d, b}, pois não importa em que ordem Bráulio escolhe as camisas que vai levar, o que importa é que as camisas escolhidas são as mesmas na primeira e na segunda situação. Problemas como esse são resolvidos com a idéia de Combinação e não podem ser resolvidos usando arranjo. 155 → com repetição 177 EXERCÍCIOS 01. (OSEC-SP) Uma faculdade mantém 8 cursos diferentes. No vestibular, os candidatos podem fazer opção por 3 cursos, determinando-os por ordem de preferência. Então, o número de possível de formas de optar é: a) 6.720 b) 336 c) 520 d) 120 e) 56 02. (UNIMONTES) Numa reunião estão 10 pessoas, entre elas José e Marta. Quantas diretorias com presidente, vice-presidente, secretário e tesoureiro podem ser escolhidas entre as 10 pessoas, sem que nem José e Marta ocupem algum cargo: a) 210 b) 1680 c) 70 d) 5040 03. ( UNESP /Adaptada ) O conselho administrativo de um sindicato é constituído por dez pessoas, das quais uma é o presidente deste conselho. A diretoria do sindicato tem quatro cargos a serem preenchidos por membros do conselho, sendo que o presidente do conselho não deve assumir nenhum desses cargos. Se os cargos são de DIRETOR, VICE-DIRETOR, SECRETÁRIO e TESOUREIRO de quantas maneiras diferentes esta diretoria poderá ser formada? a) 5040 b) 3024 c) 2780. d) 2560 e) 2330 04. ( UNIOESTE ) Quatro amigos vão ao cinema e escolhem, para sentar-se, uma fila em que há seis lugares disponíveis. Sendo n o número de maneiras como poderão sentar-se, encontre o valor de n/5 . a) 144 b) 132 c) 120 d) 72 e) 20 07. ( PUC – MG ) Em um campeonato de dois turnos, do qual participam dez equipes, que jogam entre si uma vez a cada turno, o número total de jogos previstos é igual a: a) 45 b) 90 c) 105 d) 115 08. ( UFRN ) Em virtude de uma crise financeira, uma fábrica dispõe de apenas quatro vigilantes para ocuparem sete postos de vigilância. Considerando que, em cada posto, fica, no máximo, um vigilante e que o posto da entrada principal não pode ficar desguarnecido, indique a opção correspondente ao número de maneiras distintas de que o chefe de segurança pode dispor para distribuir os vigilantes. Obs.: Duas maneiras são ditas idênticas se, em ambas, os vigilantes ocupam os mesmos postos e cada posto é ocupado pelo mesmo vigilante; caso contrário, são ditas distintas. a) 35 b) 80 c) 480 d) 840 09. (CFTMG ) Em um campeonato de tênis de mesa, com dez participantes, em que todos jogam contra todos, sabe-se que um dos participantes vence todas as partidas. As classificações possíveis para os três primeiros colocados é a) 72 b) 78 c) 82 d) 90 05. ( UFMG ) Duas das cinqüenta cadeiras de uma sala serão ocupadas por dois alunos. O número de maneiras distintas possíveis que esses alunos terão para escolher duas das cinqüenta cadeiras, para ocupá-las, é a) 1225 b) 2450 50 c) 2 d) 49! e) 50! 10. ( MACK – SP ) Uma prova de atletismo é disputada por 9 atletas, dos quais apenas 4 são brasileiros. Os resultados possíveis para a prova, de modo que pelo menos um brasileiro fique numa das três primeiras colocações, são em número de: a) 426 b) 444 c) 468 d) 480 e) 504 06. ( FATEC – SP ) Para mostrar aos seus clientes alguns dos produtos que vende, um comerciante reservou um espaço em uma vitrine, para colocar exatamente 3 latas de refrigerante, lado a lado. Se ele vende 6 tipos diferentes de refrigerante, de quantas maneiras distintas pode expô-los na vitrine? 11. ( UERJ ) Ana dispunha de papéis com cores diferentes. Para enfeitar sua loja, cortou fitas desses papéis e embalou 30 caixinhas de modo a não usar a mesma cor no papel e na fita, em nenhuma das 30 embalagens. A menor quantidade de cores diferentes que ela 178 necessitou utilizar para a confecção de todas as embalagens foi igual a: a) 30 b) 18 c) 6 d) 3 12. ( PUC - MG ) O número inteiro positivo que verifica a equação An,3 = 3.( n - 1 ) é A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 ARRANJOS COMPLETOS São agrupamentos ordenados contendo p elementos distintos ou não de um conjunto A. Exercício resolvido Formar números de 2 algarismos com os números 1, 2, 3, 5 e 7. 2 A5, 2 = 5 = 25 OU pelo PFC 5p . 5p = 25 GABARITO 1) B 2) B 3) B 4) 72 5) B 7) B 8) C 9) A 10) B 11) C 6) C 12) C COMBINAÇÃO Chamamos de combinação de n elementos tomados p a p, a qualquer agrupamento nãoordenado dos p elementos distintos escolhidos dos n elementos existentes. Para calcularmos a combinação de n tomados p a p, temos: EXEMPLOS 01. ( ENEM – 2009 ) Doze times se inscreveram em um torneio de futebol amador. O jogo de abertura do torneio foi escolhido da seguinte forma: primeiro foram sorteados 4 times para compor o Grupo A. Em seguida, entre os times do Grupo A, foram sorteados 2 times para realizar o jogo de abertura do torneio, sendo que o primeiro deles jogaria em seu próprio campo, e o segundo seria o time visitante. A quantidade total de escolhas possíveis para o Grupo A e a quantidade total de escolhas dos times do jogo de abertura podem ser calculadas através de: a) Uma combinação e um arranjo, respectivamente. b) Um arranjo e uma combinação, respectivamente. c) Um arranjo e uma permutação, respectivamente. d) Duas combinações. e) Dois arranjos. 02. De quantos modos distintos Bráulio pode escolher quatro entre as nove camisetas regata que possui para levar em uma viagem para Muquén. Suponha que Bráulio escolha as camisas a, b, c e d. Veja que: {a, b, c e d} = {a, c, d, b}, pois não importa em que ordem Bráulio escolhe as camisas que vai levar, o que importa é que as camisas 179 escolhidas são as mesmas na primeira e na segunda situação. Resolvendo o problema, temos: Existem 126 maneiras diferentes para Bráulio escolher 4 camisetas das 9 que possui. 03. Num acampamento, o monitor deve montar uma equipe com quatro jovens para improvisar uma ponte que possibilite a travessia do riacho. Se há 8 rapazes e 6 moças, quantas equipes de dois rapazes e duas moças podem ser formadas? Resolução b) 30 dias c) 90 dias d) 105 dias e) 110 dias 02. ( UFF ) Niterói é uma excelente opção para quem gosta de fazer turismo ecológico. Segundo dados da prefeitura, a cidade possui oito pontos turísticos dessa natureza. Um certo hotel da região oferece de brinde a cada hóspede a possibilidade de escolher três dos oito pontos turísticos ecológicos para visitar durante sua estada. O número de modos diferentes com que um hóspede pode escolher, aleatoriamente, três destes locais, independentemente da ordem escolhida, é: A) 8 B) 24 C) 56 D) 112 E) 336 03. ( Unimontes ) Se sobre uma circunferência se marcam 8 pontos distintos, então o número de quadriláteros convexos que podem ser formados com vértices nesses pontos é : a) 80 b) 70 c) 35 d) 45 Pelo PFC, a equipe poderá ser formada de 28 x 15 = 420 maneiras distintas. ENEM – 2009) Doze times se inscreveram em um torneio de futebol amador. O jogo de abertura do torneio foi escolhido da seguinte forma: primeiro foram sorteados 4 times para compor o Grupo A. Em seguida, entre os times do Grupo A, foram sorteados 2 times para realizar o jogo de abertura do torneio, sendo que o primeiro deles jogaria em seu próprio campo, e o segundo seria o time visitante. A quantidade total de escolhas possíveis para o Grupo A e a quantidade total de escolhas dos times do jogo de abertura podem ser calculadas através de A) uma combinação e um arranjo, respectivamente. ** B) um arranjo e uma combinação, respectivamente. C) um arranjo e uma permutação, respectivamente. D) duas combinações. E) dois arranjos. EXERCÍCIOS 01. (UFRRJ) Caroline vai todos os dias à sorveteria para saborear um “sorvetão” (um sorvete formado por duas bolas de sabores diferentes). Sabe-se que há um total de 15 tipos de sabores diferentes de sorvetes na sorveteria. Se Caroline saborear apenas 1 “sorvetão” por dia, e se considerarmos que a ordem das bolas não importa, ela terá experimentado todos os possíveis “sorvetões” em : a) 15 dias 04 .( PUC – MG ) Um técnico de futebol de salão tem à disposição 8 jogadores de linha e 2 goleiros. Um time deve ter quatro jogadores de linha e um goleiro. O número de times distintos que o técnico pode escalar é : a) 60 b) 70 c) 80 d) 140 05. (UnB) Cada pedra de “um jogo de dominó” é constituída por dois números. É o mesmo que Quantas peças diferentes podem ser formadas usando os números 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8? 06. ( Mack – SP ) Num grupo de 10 pessoas temos somente 2 homens. O número de comissões de 5 pessoas que podemos formar com 1 homem e 4 mulheres é: a) 70. b) 84. c) 140 d) 210. e) 252. 180 07. ( ENEM – 2010 ) Considere que um professor de arqueologia tenha obtido recursos para visitar 5 museus, sendo 3 deles no Brasil e 2 fora do país. Ele decidiu restringir sua escolha aos museus nacionais e internacionais relacionados na tabela a seguir. B) 30. C) 24. D) 120. E) 360. 12. (FIP-MOC) Considere a figura abaixo De acordo com os recursos obtidos, de quantas maneiras diferentes esse professor pode escolher os 5 museus para visitar? a) 6 b) 8 c) 20 d) 24 e) 36 08. ( Fesp ) Um vendedor de livros tem oito livros de assuntos distintos para distribuir a três professores A, B e C. De quantos modos ele poderá fazer a distribuição, dando três livros ao professor A, quatro livros ao professor B e um livro ao professor C ? 09. ( UNESP ) Nove times de futebol vão ser divididos em 3 chaves, todas com o mesmo número de times, para a disputa da primeira fase de um torneio. Cada uma das chaves já tem um cabeça de chave definido. Nessas condições, o número de maneiras possíveis e diferentes de se completarem as chaves é: a) 21. b) 30. c) 60. d) 90. e) 120. 10. (UFV) Um farmacêutico dispõe de 4 tipos de vitaminas e 3 tipos de sais minerais e deseja combinar 3 desses nutrientes para obter um composto químico. O número de compostos que poderão ser preparados usando-se, no máximo, 2 tipos de sais minerais é: A) 32 B) 28 C) 34 D) 26 E) 30 11. (Esaf-MPU) Paulo possui três quadros de Gotuzo e três de Portinari e quer expô-los em uma mesma parede, lado a lado. Todos os seis quadros são assinados e datados. Para Paulo, os quadros podem ser dispostos em qualquer ordem, desde que os de Gotuzo apareçam ordenados entre si em ordem cronológica, da esquerda para a direita. O número de diferentes maneiras que os seis quadros podem ser expostos é igual a A) 20. A sequência de pontos forma a letra A de nosso alfabeto. Existem n triângulos distintos com vértices nos pontos dessa figura. Qual é o valor de n? A) 286 B) 5 C) 242 D) 728 13. ( UFMG ) Observe a figura abaixo. Nessa figura, o número de triângulos que se obtém com vértices nos pontos D, E, F, G, H, I, J é a) 20 b) 21 c) 25 d) 31 e) 35 14 .( UEL ) São dados 12 pontos num plano, 3 a 3 não colineares. O número de retas distintas determinadas por esses pontos é a) 66 b) 78 c) 83 d) 95 e) 131 15. (ILHÉUS / Adaptada) Sobre duas retas paralelas e não coincidentes, r e s, são considerados cinco pontos distintos em r e três pontos distintos em s. Com base nessas informações, encontre: a) O número de triângulos que podem ser formados, tendo como vértices três desses 8 pontos. b) O número de quadriláteros convexos que podem ser formados, tendo como vértices quatro desses 8 pontos. 16. Um químico possui 10 tipos de substâncias. De quantos modos possíveis poderá associar 6 dessas substâncias se, entre as dez, duas somente não podem ser misturadas porque produzem mistura explosiva? 181 17. ( UNESP ) O conselho administrativo de um sindicato é constituído por doze pessoas, das quais uma é o presidente deste conselho. A diretoria do sindicato tem quatro cargos a serem preenchidos por membros do conselho, sendo que o presidente da diretoria e do conselho não devem ser a mesma pessoa. De quantas maneiras diferentes esta diretoria poderá ser formada? a) 40. b) 7920. c) 10890. d) 11!. e) 12!. ‘ 18. (FIP) Os professores de Educação Física de uma escola, animados com o sucesso da Copa do Mundo, organizaram um torneio de futebol. Segundo o regulamento do torneio, todas as equipes deveriam enfrentar-se apenas uma vez, e a equipe com maior número de vitórias seria a campeã. Se durante toda a competição foram realizados 190 jogos, quantas equipes participaram do torneio? A) 40 B) 10 C) 20 D) 30 19. (UFV) Na primeira fase de um campeonato de futebol, os times participantes são divididos em 8 grupos de n times. Se, em cada grupo, todos os times se enfrentam uma única vez, então o número de jogos realizados nesta fase é: A)n.(n – 1) B) 8n.(n – 1) C) 8n D) 4n.(n – 1) E) 4n 20. ( ITA – SP ) Dentre 4 moças e 5 rapazes deve-se formar uma comissão de 5 pessoas com, pelo menos, 1 moça e 1 rapaz. De quantas formas distintas tal comissão poderá ser formada? 21. ( UFSM ) A reforma agrária ainda é um ponto crucial para se estabelecer uma melhor distribuição de renda no Brasil. Uma comunidade de sem-terra, após se alojar numa fazenda comprovadamente improdutiva, recebe informação de que o INCRA irá receber uma comissão para negociações. Em assembléia democrática, os semterra decidem que tal comissão será composta por um presidente geral, um porta-voz que repassará as notícias à comunidade e aos representantes e um agente que cuidará da parte burocrática das negociações. Além desses com cargos específicos, participarão dessa comissão mais 6 conselheiros que auxiliarão indistintamente em todas as fases da negociação. Se, dentre toda a comunidade, apenas 15 pessoas forem consideradas aptas aos cargos, o número de comissões distintas que poderão ser formadas com essas pessoas é obtido pelo produto 2 2 4 a) 13. 11. 7. 5 . 3 . 2 b) 13. 11. 7. 5. 3. 2 c) 13. 11. 72. 52. 33. 26 2 2 3 6 d) 13. 7 . 5 . 3 . 2 2 2 3 e) 13. 11. 7 . 5. 3 . 2 15 22. (UFMG) Um teste é composto por 15 afirmações. Para cada uma delas, deve-se assinalar, na folha de respostas, uma das letras V ou F, caso a afirmação seja, respectivamente, verdadeira ou falsa. A fim de se obter, pelo menos, 80% de acertos, o número de maneiras diferentes de se marcar a folha de respostas é a) 455 b) 576 c) 560 d) 620 23. ( Fuvest ) O jogo da sena consiste no sorteio de 6 números distintos, escolhidos ao acaso, entre os números 1, 2, 3, ..., até 50. Uma aposta consiste na escolha (pelo apostador) de 6 números distintos entre os 50 possíveis, sendo premiadas aquelas que acertarem 4(quadra), 5(quina) ou todos os 6(sena) números sorteados. Um apostador, que dispõe de muito dinheiro para jogar, escolhe 20 números e faz todos os 38760 jogos possíveis de serem realizados com esses 20 números. Realizado o sorteio, ele verifica que TODOS os 6 números sorteados estão entre os 20 que ele escolheu. Além de uma aposta premiada com a sena. a) Quantas apostas premiadas com a quina este apostador conseguiu? b) Quantas apostas premiadas com a quadra ele conseguiu? 24. (UFPA) No cartão da mega-sena existe a opção de aposta em que o apostador marca oito números inteiros de 1 a 60. Suponha que o apostador conheça um pouco de Análise Combinatória e que ele percebeu que é mais vantajoso marcar um determinado número de cartões, usando apenas os oito números, de modo que, se os seis números sorteados estiverem entre os oito números escolhidos, ele ganha, além da sena, algumas quinas e algumas quadras. Supondo que cada aposta seja feita usando apenas seis números, a quantidade de cartões que o apostador deve apostar é (A) 8 (B) 25 (C) 28 (D) 19 (E) 17 182 25. Para montar um time de basquete, um técnico tem à sua disposição 12 atletas, sendo que, dentre eles, João e Carlos são os mais habilidosos. Sabendo que um time de basquete é formado por cinco atletas, de quantos modos diferentes esse treinador poderá montar essa equipe sendo que João e Carlos sempre deverão fazer parte do time? A) 196 modos B) 168 modos C) 144 modos D) 120 modos 2) Uma fila indiana é formada por 7 pessoas. De quantos modos diferentes essas 7 pessoas podem ser organizadas nessa fila? Queremos formar agrupamentos de 7 pessoas utilizando apenas 7 pessoas, isto é, mudando essas 7 pessoas de lugar (permutando essas pessoas). P7 = 7! = 7 . 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 3) Com as letras da palavra ESTUDAR, encontre o número de anagramas que podem ser formados, onde: A) Comecem com a letra T e terminem com a letra D. T ESUAR D 1p 1p 5! GABARITO 1) D 2) C 3) B 7) D 8) 280 9) D 13) D 14) A 15) a) 45 b) 30 16) 140 18) C 19) D 20) 125 21) E 22) B 23) a) 84 b) 1365 4) D 5) 45 peças 10) C 24) C 11) D 6) C 12) C 1 . 120 . 1 = 120 B) Comecem e terminem com vogais. 17) C 25) D = 5040 V1 5 LETRAS V2 3p 2p 5! 3 . 120 . 2 = 720 C) Tenham as letras TUD juntas e nessa ordem. TUD E S A R Permutações simples de n elementos distintos são os agrupamentos formados com todos os n elementos e que diferem uns dos outros pela ordem de seus elementos. Com os elementos A, B, C são possíveis as seguintes permutações: ABC, ACB, BAC, BCA, CAB e CBA. O número total de permutações simples de n elementos distintos é dado por n!, isto é: 5! = 120 5! PERMUTAÇÃO D) Tenham as letras TUD juntas. TUD E S A R 3! . 5! = 720 3! 5! E) Tenham as vogais em ordem alfabética. AEU S T D R . Exercícios resolvidos 1) Quantos números de 5 algarismos distintos podem ser formados, usando-se os algarismos 1, 3, 5, 7 e 8? Queremos formar números (agrupamentos) de 5 algarismos com os 5 algarismos dados (1, 3, 5, 7 e 8). Podem ser formados 120 números. Para isso fazemos: (total de letras)! (letras em ordem)! As vogais podem ficar juntas ou separadas, no começo ou no fim. Mas devem ficar em ordem alfabética. (7)! 7 . 6 . 5 . 4 . 3! 840 (3)! 3! 03.(UNIMONTES ) Uma professora pediu para seus alunos permutarem, de todas as formas possíveis, os algarismos 1, 2, 4, 6 e 7. A seguir, pediu que os números assim formados fossem dispostos em uma lista, em ordem crescente. Nessa lista, o número 46721 deverá figurar em A) 67.° lugar. B) 63.° lugar. C) 66.° lugar. ***** D) 65.° lugar. 183 PERMUTAÇÕES CIRCULARES Vamos analisar o número de modos em que podemos dispor n elementos distintos em torno de um círculo. Cada uma dessas disposições possíveis é uma permutação circular dos n elementos, e indicamos o total desses agrupamentos por Pn. Para melhor entendermos o cálculo, vamos imaginar, como exemplo, que quatro pessoas A, B, C e D vão sentar-se em volta de uma mesa redonda, e, neste caso, o número de modos de dispor essas pessoas é indicado por P4. Inicialmente vamos analisar o que diferencia as possíveis disposições. Assim, consideramos as disposições: Esta observação nos leva a concluir que: De modo análogo, concluímos que, a cada permutação circular de n elementos, correspondem n permutações simples. Então: EXERCÍCIO RESOLVIDO Podemos perceber que as disposições são diferentes, embora A e C estejam frente a frente, nas duas disposições, o mesmo acontece com B e D. No entanto, em uma disposição D, está à esquerda de A e, na outra, à direita. O que diferencia uma permutação circular de outra é a mudança na posição relativa dos elementos. Então, quando partimos de uma disposição possível e fazemos os elementos girarem em conjunto ao redor do círculo, sem alterar a posição relativa de qualquer dos elementos, todas as disposições obtidas representarão a mesma permutação circular. 01. Uma família é composta por seis pessoas: o pai, a mãe e quatro filhos. Em um restaurante, essa família ocupa uma mesa redonda. Encontre: a) O número de modos diferentes que essa família poderá sentar-se em torno dessa mesa P6' ( 6 – 1 )! P6' 5! P6' 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 120 modos b) O número de modos diferentes que essa família poderá sentar-se em torno dessa mesa, de modo que o pai e a mãe fiquem juntos. M F4 Como o pai e a mãe devem ficar juntos, eles serão considerados como uma única pessoa. P F1 MESA F3 F2 P5' ( 5 – 1 )! =4! =24 Mas, como o pai e a mãe podem permutar-se entre si, teremos 2!. Logo a solução será: 24 x 2! 24 x 2 = 48 modos Assim 4 permutações simples constituem uma única permutação circular: PERMUTAÇÃO COM ELEMENTOS REPETIDOS Se entre os n elementos de um conjunto, existem a elementos repetidos, b elementos repetidos, c elementos repetidos e assim sucessivamente, o 184 número total de permutações que podemos formar é dado por: a!.b!.c!....! Pn n! a!.b!.c!. ... ! Exercícios resolvidos 1) Quantos anagramas tem a palavra NATÁLIA? A palavra NATÁLIA tem 7 letras, sendo que 3 são iguais a A, portanto, 840 anagramas 2) Determine o número de anagramas da palavra MATEMÁTICA. Temos 10 elementos, com repetição. Observe que a letra M está repetida duas vezes, a letra A três, a letra T, duas vezes. Na fórmula anterior, teremos: n=10, A=3, T=2 e M=2 . 151200 anagramas. 3. O diagrama seguinte representa caminhos em um labirinto. Quantos percursos diferentes pode fazer o ratinho para chegar ao queijo andando só para cima ou para a direita? Nos percursos apresentados, e em qualquer outro, o rato sobe (s) 6 vezes e anda 4 vezes para a direita (d). Reciprocamente, qualquer seqüência de 6 s e 4d representa um percurso. Assim, o número de percursos é o número de permutações de s s s s s s d d d d, ou seja: Podemos, também, raciocinar da seguinte forma: o ratinho deve dar 10 “passos”, sendo 6 para cima (s) e 4 para a direita (d). Vamos escolher, de todas as formas possíveis, os “passos” que ele dará para cima; consequentemente, os 4 restantes serão para a direita: Escolha dos passos para cima: C10, 6 = 210 Escolha dos passos para a direita: C4, 4 = 1 C10, 6 x C10, 6 = 210 x 1 = 210 Observação: Existem alguns tipos de questões (comuns em concursos militares e não em vestibulares) que desejam determinar o número de soluções inteiras e não negativas de uma equação linear, muitos pensam que a sua resolução será através dê sistemas lineares. A resolução de questões desse tipo será através da análise combinatória como veremos no final de sistemas lineares desta apostila. EXERCÍCIOS 01. (FUVEST SP) O número de anagramas da palavra FUVEST que começam e terminam por vogal é: a) 24 b) 96 c) 144 d) 120 e) 48 Resolução Considere alguns percursos possíveis para chegarmos ao total deles: 02. (Unimontes) O número de anagramas da palavra UNIMONTES, nos quais as letras I, M e O aparecem sempre juntas, nessa ordem, é: a) 5040 b) 5400 c) 2520 d) 25200 03. ( CEFET – MG ) Seis pessoas, entre elas Paulo e Matheus, vão ao teatro. Existem seis lugares vagos, alinhados e consecutivos. Encontre o número de maneiras distintas de como as seis pessoas podem se sentar, onde: a) Paulo e Matheus fiquem juntos b) Paulo e Matheus fiquem separados 185 04. (UFMG) Para montar a programação de uma emissora de rádio, o programador musical conta com 10 músicas distintas, de diferentes estilos, assim agrupadas: 4 de MPB, 3 de Rock e 3 de Pop. Sem tempo para fazer essa programação, ele decide que, em cada um dos programas da emissora, serão tocadas, de forma aleatória, todas as 10 músicas. Assim sendo, é CORRETO afirmar que o número de programas distintos em que as músicas vão ser tocadas agrupadas por estilo é dado por a) 4! . 3! . 3! . 3! b) 10! / 7! c) 4! . 3! . 3! d) 10! / (7! . 3! ) 05. (Milton Campos) O número de anagramas que podemos formar, permutando-se as letras da palavra MILTON iniciados por M e terminados por O é igual a : a) P6- 2 b) P4 c) P6 – P2 d) P22, 6 06. ( UNA ) O número de anagramas da palavra MACACA é igual ao dobro da idade de BRUNO. Podemos afirmar então que Bruno tem: a) 20 anos b) 30 anos c) 35 anos d) 40 anos 07. (UNIMONTES) Considerando M1 o número de anagramas da palavra COTEC que terminam com T e M2 o número de anagramas da palavra PAES, é possível afirmar que M1 x M2 vale ? 08. ( Unb – DF ) Em um tabuleiro quadrado, de 5 x 5, mostrado na figura I, deseja-se ir do quadrado esquerdo superior (ES) ao quadrado direito inferior (DI). Somente são permitidos os movimentos horizontal (H), vertical (V) e diagonal (D), conforme ilustrado na figura II. Com base nessa situação e com o auxílio dos princípios de análise combinatória, julgue os itens que se seguem. ( ) Se forem utilizados somente movimentos horizontais e verticais, então o número de percursos possíveis será igual a 70. ( ) Se forem utilizados movimentos horizontais e verticais e apenas um movimento diagonal, o número de percursos possíveis será igual a 140. ( ) Utilizando movimentos horizontais, verticais e três movimentos diagonais, o número de percursos possíveis é igual a 10. 09. ( Ufrs ) No desenho a seguir, as linhas horizontais e verticais representam ruas, e os quadrados representam quarteirões. A quantidade de trajetos de comprimento mínimo ligando A e B que passam por C é a) 12 b) 13 c) 15 d) 24 e) 30 10. ( Uff ) Três ingleses, quatro americanos e cinco franceses serão dispostos em fila (dispostos em linha reta) de modo que as pessoas de mesma nacionalidade estejam sempre juntas. De quantas maneiras distintas a fila poderá ser formada de modo que o primeiro da fila seja um francês? a) 34.560 maneiras b) 30.240 maneiras c) 28.720 maneiras d) 26.430 maneiras e) 24.210 maneiras 11. ( FGV – SP ) O número de permutações da palavra ECONOMIA que não começam nem terminam com a letra O é a) 9.400. b) 9.600. c) 9.800. d) 10.200. e) 10.800 12. ( UFES ) De quantas maneiras 10 clientes de um banco podem se posicionar na fila única dos caixas de modo que as 4 mulheres do grupo fiquem juntas? a) 4! × 7! b) 5! × 6! c) 6 × 6! d) 10 × 6! e) 4! + 10! 13. ( UFMG ) Num grupo constituído de 15 pessoas, cinco vestem camisas amarelas, cinco vestem camisas vermelhas e cinco vestem camisas verdes. Deseja-se formar uma fila com essas pessoas de forma que as três primeiras vistam camisas de cores diferentes e que as seguintes mantenham a seqüência de cores dada pelas três primeiras. Nessa situação, de quantas maneiras distintas se pode fazer tal fila? a) 3.(5!)3 b) (5!)3 c) (5!)3 .(3!) d) 15! /(3!.5!) 186 14. ( ITA – SP ) O número de anagramas da palavra VESTIBULANDO, que não apresentam as cinco vogais juntas, é: a) 12! b) (8!) (5!) c) 12! – (8!) (5!) d) 12! – 8! e) 12! – (7!) (5!) 15. (ENEM - 2011) O setor de Recursos Humanos de uma empresa vai realizar uma entrevista com 120 candidatos a uma vaga de contador. Por sorteio, eles pretendem atribuir a cada candidato um número, colocar a lista de números em ordem numérica crescente e usá-la para convocar os interessados. Acontece que, por um defeito do computador, foram gerados números com 5 algarismos distintos e em nenhum deles apareceram dígitos pares. Em razão disso, a ordem de chamada do candidato que tiver recebido o número 75.913 é a) 24 b) 31 c) 32 d) 88 e) 89 16. (Esaf-MPU) Ana guarda suas blusas em uma única gaveta em seu quarto. Nela encontram-se sete blusas azuis, nove amarelas, uma preta, três verdes e três vermelhas. Uma noite, no escuro, Ana abre a gaveta e pega algumas blusas. O número mínimo de blusas que Ana deve pegar para ter certeza de ter pegado ao menos duas blusas da mesma cor é A) 6. B) 4. C) 2. D) 8. E) 10. 17.(Fuvest) A partir de 64 cubos brancos, todos iguais, forma-se um novo cubo. A seguir, este novo cubo tem cinco de suas seis faces pintadas de vermelho. O número de cubos menores que tiveram pelo menos duas de suas faces pintadas de vermelho é a) 24 b) 26 c) 28 d) 30 e) 32 18.(FIP-2010) Os professores de Educação Física de uma escola, animados com o sucesso da Copa do Mundo, organizaram um torneio de futebol. Segundo o regulamento do torneio, todas as equipes deveriam enfrentar-se apenas uma vez, e a equipe com maior número de vitórias seria a campeã. Se durante toda a competição foram realizados 190 jogos, quantas equipes participaram do torneio? A) 40 B) 10 C) 20 D) 30 19.(FIP-2011) A dengue é considerada, na atualidade, um dos principais problemas de saúde pública de todo o mundo. Ela é uma doença infecciosa febril aguda, causada por um vírus da família Flaviridaee é transmitida através do mosquito Aedes aegypti, também infectado pelo vírus. Pensando nesse grave problema, um professor das FIP-Moc deseja realizar um trabalho sobre o combate à dengue. A turma que fará a pesquisa é constituída por 20 alunos, sendo 15 homens e 5 mulheres. Antes de iniciar as atividades, o professor solicitou a formação de duplas, de modo que as mulheres não ficassem juntas. O número de maneiras diferentes de formar as duplas na sala, atendendo à regra do professor, é igual a A) 180. B) 190. C) 200. D) 240. 20. (FIP-2012) Os anéis olímpicos são o emblema dos Jogos Olímpicos. Eles são compostos de cinco anéis entrelaçados, nas cores azul, amarelo, preto, verde e vermelho. Um artista plástico deseja construir um conjunto de anéis olímpicos e pintá-los, seguindo as seguintes regras: • O anel central, e somente ele, deverá ser pintado de preto; • Os demais anéis poderão ser pintados com as quatro cores restantes, podendo-se repetir a mesma cor, desde que dois anéis que se entrelacem não sejam pintados da mesma cor. Assim, pode-se afirmar que o artista plástico poderá pintar os anéis olímpicos de k maneiras distintas, sendo k igual a: A) 288 B) 72 C) 144 D) 256 21.(FIP-2013) 20 horas e 02 minutos de 20 de fevereiro de 2002 foi um momento que entrou para a história. Durante um minuto, houve uma formação numérica que somente ocorre duas vezes por milênio: 20h0220/02/2002 Esta é uma simetria que na matemática recebe o nome de capicua(números inteiros que lidos da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda não se alteram). A próxima vez que ocorrerá outra capicua será às 21horas e 12 minutos de 21 de dezembro de 2112: 187 21h12 21/12/2112 Depois,nunca mais haverá outra capicua, pois em 30 de março de 3003 não ocorrerá essa coincidência matemática, uma vez que não existe a hora 30. Quantas capicuas é possível formar com cinco algarismos? A) 720 B) 900 C) 1200 D) 360 GABARITO 1) E 2) C 6) B 7) 288 3) a) 48 b) 480 8) V V F 4) A 5) B 9) E 10) A 11) E 16) A 17) A 12) A 13) C 14) C 15) E 18) C 19) A 20) C 21) B QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2009) O xadrez é jogado por duas pessoas. Um jogador joga com as peças brancas, o outro, com as peças pretas. Neste jogo, vamos utilizar somente a Torre, uma das peças do xadrez. Ela pode mover-se para qualquer caso ao longo da coluna ou linha que ocupa, para frente ou ara trás, conforme indicado na figura a seguir. movimentação no jogo, qual é o menor número de movimentos possíveis e necessários para que a Torre chegue à casa C1? (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 7 02. (ENEM-2009) Uma pessoa decidiu depositar moedas de 1, 5, 10, 25 e 50 centavos em um cifre durante certo tempo. Todo dia da semana ela depositava uma única moeda, sempre nesta ordem: 1, 5, 10, 25, 50, e, novamente, 1, 5, 10, 25, 50, assim sucessivamente. Se a primeira moeda foi depositada em uma segundafeira, então essa pessoa conseguiu a quantia exata de R$95,05 após depositar a moeda de (A) 1 centavo no 679º dia, que caiu numa segunda feira. (B) 5 centavos no 186º dia, que caiu numa quinta feira. (C) 10 centavos no 188º dia, que caiu numa quinta feira. (D) 25 centavos no 524º dia, que caiu num sábado. (E) 50 centavos no 535º dia, que caiu numa quinta feira. 03. (ENEM-2010) João mora na cidade A e precisa visitar cinco clientes, localizados em cidades diferentes da sua. Cada trajeto possível pode ser representado por uma sequência de 7 letras. Por exemplo, o trajeto ABCDEFA, informa que ele sairá da cidade A, visitando as cidades B, C, D, E e F nesta ordem, voltando para a cidade A. Além disso, o número indicado entre as letras informa o custo do deslocamento entre as cidades. a figura mostra o custo de deslocamento entre cada uma das cidades. O jogo consiste em chegar a um determinado ponto sem passar por cima dos pontos pretos já indicados. Respeitando-se o movimento da peça Torre e as regras de Como João quer economizar, ele precisa determinar qual o trajeto de menor custo para visitar os cinco clientes. Examinando a figura, percebe que precisa considerar somente parte das sequências, pois os trajetos ABCDEFA e AFEDCBA têm o mesmo custo. 188 Ele gasta 1min30s para examinar uma sequência e descartar sua simétrica, conforme apresentado. O tempo mínimo necessário para João verificar todas as sequências possíveis no problema é de A) 60 min. B) 90 min. C) 120 min. D) 180 min. E) 360 min. 04. (ENEM-2009) Doze times se inscreveram em um torneio de futebol amador. O jogo de abertura do torneio foi escolhido da seguinte forma: primeiro foram sorteados 4 times para compor o Grupo A. Em seguida, entre os times do Grupo A, foram sorteados 2 times para realizar o jogo de abertura do torneio, sendo que o primeiro deles jogaria em seu próprio campo, e o segundo seria o time visitante. A quantidade total de escolhas possíveis para o Grupo A e a quantidade total de escolhas dos times do jogo de abertura podem ser calculadas através de A) uma combinação e um arranjo, respectivamente. B) um arranjo e uma combinação, respectivamente. C) um arranjo e uma permutação, respectivamente. D) duas combinações. E) dois arranjos. 05. (ENEM-2013) Um banco solicitou aos seus clientes a criação de uma senha pessoal de seis dígitos, formada somente por algarismos de 0 a 9, para acesso à conta corrente pela internet. Entretanto, um especialista em sistemas de segurança eletrônica recomendou à direção do banco recadastrar seus usuários, solicitando, para cada um deles, a criação de uma nova senha com seis dígitos, permitindo agora o uso das 26 letras do alfabeto, além dos algarismos de 0 a 9. Nesse novo sistema, cada letra maiúscula era considerada distinta de sua versão minúscula. Além disso, era proibido o uso de outros tipos de caracteres. Uma forma de avaliar uma alteração no sistema de senhas é a verificação do coeficiente de melhora, que é a razão do novo número de possibilidades de senhas em relação ao antigo. O coeficiente de melhora da alteração recomendada é diferentes, nesse formato, o artesão poderá obter? A) 6 B) 12 C) 18 D) 24 E) 36 07. (ENEM – 2014) Um cliente de uma videolocadora tem o hábito de sempre alugar dois filmes por vez. Quando os devolve, sempre pega outros dois filmes e assim sucessivamente. Ele soube que a videolocadora recebeu alguns lançamentos, sendo 8 filmes de ação, 5 de comédia e 3 de drama e, por isso, estabeleceu uma estratégia para ver todos esses 16 lançamentos. Inicialmente alugará, em cada vez, um filme de ação e um de comédia. Quando se esgotarem as possibilidades de comédia, o cliente alugará um filme de ação e um de drama, até que todos os lançamentos sejam visto e sem que nenhum filme seja repetido. A) 20 x 8! + (3!)2 B) 8! x 5! x 3! C) D) E) 8! x5! x3! 28 8! x5! x3! 22 16! 28 08. (ENEM – 2009 ) A população brasileira sabe, pelo menos intuitivamente, que a probabilidade de acertar as seis dezenas da mega sena não é zero, mas é quase. Mesmo assim, milhões de pessoas são atraídas por essa loteria, especialmente quando o prêmio se acumula em valores altos. Até junho de 2009, cada aposta de seis dezenas, pertencentes ao conjunto {01, 02, 03, ..., 59, 60}, custava R$ 1,50. Disponível em: www.caixa.gov.br. Acesso em: 7 jul. 2009. 06. (ENEM-2013) Um artesão de joias tem à sua disposição pedras brasileiras de três cores: vermelhas, azuis e verdes. Ele pretende produzir joias constituídas por uma liga metálica, a partir de um molde no formato de um losango não quadrado com pedras nos seus vértices, de modo que dois vértices consecutivos tenham sempre pedras de cores diferentes. A figura ilustra uma joia, produzida por esse artesão, cujos vértices A, B, C e D correspondem às posições ocupadas pelas pedras. Com base nas informações fornecidas, quantas joias Considere que uma pessoa decida apostar exatamente R$ 126,00 e que esteja mais interessada em acertar apenas cinco das seis dezenas da mega sena, justamente pela dificuldade desta última. Nesse caso, é melhor que essa pessoa faça 84 apostas de seis dezenas diferentes, que não tenham cinco números em comum, do que uma única aposta com nove dezenas, porque a probabilidade de acertar a quina no segundo caso em relação ao primeiro é, aproximadamente: 1 A) 1 vezes menor 2 1 B) 2 vezes menor 2 C) 4 vezes menor D) 9 vezes menor E) 14 vezes menor 189 09. (ENEM – 2011) O setor de recursos humanos de uma empresa vai realizar uma entrevista com 120 candidatos a uma vaga de contador. Por sorteio, eles pretendem atribuir a cada candidato um número, colocar a lista de números em ordem numérica crescente e usá-la para convocar os interessados. Acontece que, por um defeito do computador, foram gerados números com 5 algarismos distintos e, em nenhum deles, apareceram dígitos pares. Em razão disso, a ordem de chamada do candidato que tiver recebido o número 75.913 é: A) 24. B) 31. C) 32. D) 88. E) 89. GABARITO 01. C 02. D 03. B 04. A 05. A 06. B 07. B 08. C 09. E 10. A 11. C 10. (ENEM – 2012) O diretor de uma escola convidou os 280 alunos de terceiro ano a participarem de uma brincadeira. Suponha que existem 5 objetos e 6 personagens numa casa de 9 cômodos; um dos personagens esconde um dos objetos em um dos cômodos da casa. O objetivo da brincadeira é adivinhar qual objeto foi escondido por qual personagem e em qual cômodo da casa o objeto foi escondido. Todos os alunos decidiram participar. A cada vez um aluno e sorteado e da a sua resposta. As respostas devem ser sempre distintas das anteriores, e um mesmo aluno não pode ser sorteado mais de uma vez. Se a resposta do aluno estiver correta, ele e declarado vencedor e a brincadeira e encerrada. O diretor sabe que algum aluno acertara a resposta porque há: a) 10 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. b) 20 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. c) 119 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. d) 260 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. e) 270 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. 11. (ENEM-2012) O designer português Miguel Neiva criou um sistema de símbolos que permite que pessoas daltônicas identifiquem cores. O sistema consiste na utilização de símbolos que identificam as cores primarias (azul, amarelo e vermelho), Além disso, a justaposição de dois desses símbolos permite identificar cores secundarias (como o verde, que é o amarelo combinado com o azul). O preto e o branco são identificados por pequenos quadrados: o que simboliza o preto é cheio, enquanto o que simboliza o branco é vazio. Os símbolos que representam preto e branco também podem ser associados aos símbolos que identificam cores, significando se estas são claras ou escuras. Folha de São Paulo. Disponível em: www1.folha.uol.com.br. Acesso em: 18 fev. 2012 (adaptado) De acordo com o texto, quantas cores podem ser representadas pelo sistema proposto? a) 14 b) 18 c) 20 d) 21 e) 23 190 BINÔMIO DE NEWTON NÚMERO BINOMIAL O número de combinações de n elementos tomados p a p, indicado antes por C(n, p) é chamado Coeficiente Binomial ou número binomial, denotado na literatura n científica como , onde n e p são números naturais e p p n. n n! C(n, p) p! (n p)! p Exercício resolvido: 1. Resolver a equação: 7 d) = 4 Podemos observar que nos exemplos anteriores, os 5 5 números binomiais e são complementares, 2 3 e por isso possuem o mesmo valor. 7 O mesmo acontece com os números binomiais e 3 7 , pois3 + 4 = 7. 4 Os números binomiais abaixo não são complementares 7 7 ≠ , pois 4 + 5 não é igual a 7 4 5 9 9 ≠ , pois 3 + 7 não é igual a 9 3 7 Temos alguns casos de números binomiais especiais: n = 1, logo: 0 n = 1, logo: n NÚMEROS BINOMIAIS COMPLEMENTARES 7 = 1; 0 7 = 1; 7 n = n, logo: n 1 5 = 1; 0 5 = 1; 5 7 = 7; 6 13 = 1 0 13 = 1 13 5 = 5; 4 13 = 13 12 IGUALDADE ENTRE NÚMEROS BINOMIAIS Neste, caso, k e n – k são chamados termos complementares. Exemplos 1) Encontre os valores dos números binomiais abaixo: 5 a) = 2 5 b) = 3 7 c) = 3 Dois números binomiais são ditos iguais se, e somente si, eles são idênticos ou eles são complementares. Exemplo 1) Encontre os possíveis valores de x na igualdade de 7 7 . números binomiais = 2 x x 1 Resolução: 1º caso: os números binomiais são idênticos, logo: 2x = x + 1 logo, x = 1 2º caso: os números binomiais são complementares, logo: 2x + (x + 1) = 7 logo, 3x = 6 x = 2 Solução: x = 1 e x = 2 191 n = 1 n RELAÇÃO DE STIFEL A relação de Stifel diz o seguinte: “ Um número binomial pode ser representado através da soma de dois números binomiais. De forma geral, podemos escrever a relação da seguinte maneira: n n n 1 n n 1 n 1 ou p p 1 p 1 p p 1 p 3ª) Cada elemento do triângulo que não seja da coluna 0 nem o último de cada linha é igual à soma daquele que está na mesma coluna e linha anterior com o elemento que se situa à esquerda deste último (relação de Stifel). O Triângulo de Pascal pode ser escrito da seguinte maneira: Observe que: iguais aumenta 1 n n n 1 p p 1 p 1 aumenta 1 iguais Exemplos Calculando o valor de cada número binomial, obtemos o seguinte triângulo: TRIÂNGULO DE PASCAL O Triângulo de Pascal, é um triângulo numérico infinito formado por números binomiais n onde n representa o p número da linha (posição vertical) e p representa o número da coluna (posição horizontal). O triângulo foi descoberto, segundo alguns autores, pelo matemático chinês Yang Hui, e alguns séculos depois várias de suas propriedades foram estudadas pelo francês Blaise Pascal. Construção do triângulo de Pascal PROPRIEDADES DO TRIÂNGULO DE PASCAL Para construir o triângulo do Pascal, basta lembrar as seguintes propriedades dos números binomiais, não sendo necessário calculá-los: 1) Em Qualquer linha, dois números binomiais eqüidistantes dos extremos são iguais. 1ª) Todos os elementos da coluna 0 são iguais a 1, pois: n = 1, 0 2ª) o último elemento de cada linha é igual a 1, pois: 192 2) Teorema das linhas: A soma de todos os elementos n de uma linha n qualquer é 2 . TEOREMA DE NEWTON PARA DESENVOLVIMENTO DA POTÊNCIA ( a + b ) O n n O binômio da forma (a + b) , com n N, é denominado binômio de Newton. Substituindo alguns valores de n no binômio e desenvolvendo, teremos: De modo geral temos: n n n n n n n i 0 1 2 ... n 1 n 2 n i0 3) Teorema das colunas: A soma dos elementos de qualquer coluna, do 1º elemento até um qualquer, é igual ao elemento situado na coluna à direita da considerada e na linha imediatamente abaixo. Observações: 1. Os expoentes de a decrescem de n até zero, enquanto os expoentes de b aumentam de zero até n. 2. Os coeficientes dos desenvolvimentos do binômio (a + b)n são os termos da linha n do triângulo de Pascal. A fórmula geral para o binômio de Newton, usando os números binomiais, é: 4) Teorema das diagonais: A soma dos elementos situados na mesma diagonal desde o elemento da 1ª coluna até o de uma qualquer é igual ao elemento imediatamente abaixo deste. Note que, em qualquer termo do desenvolvimento, a soma dos expoentes de a e b é sempre n. A fórmula geral do binômio de Newton também pode ser escrita na forma de somatório. 1. TERMO GERAL DO BINÔMIO DE NEWTON Todo termo do desenvolvimento do binômio de Newton do tipo (a + b)n pode ser representado pela expressão: 193 n TP1 . anp . bp p Denominada termo geral do binômio, na qual: p + 1: é a posição do termo; n: é o expoente do binômio. Observe que o número de termos do desenvolvimento do binômio é dado por n + 1. n 02. Se representa um número binomial, encontre o p valor das operações abaixo. 8 8 8 8 8 8 8 8 a) = 0 1 2 3 4 6 7 8 7 7 7 7 7 7 b) ... = 0 1 2 3 6 7 6 6 6 6 c) = 2 3 3 4 Exercício resolvido Obter o termo independente de x no desenvolvimento 10 1 de x 6 4 x Resolução: n TP1 . anp . bp p 2 3 4 5 6 28 29 30 d) ... 2 2 2 2 2 2 2 2 = 8 e) 9 p p 1 ⇒ 20 ⇒ ⇒ f) n 4 n 4 ⇒ Termo independente de x: 60 – 10P = 0 60 = 10P P = 6 ( logo é o 7º termo ) ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ EXERCÍCIOS 01. Encontre o(s) valor(es) de abaixo. 11 11 a) x 1 2x 3 b) c) x 8 8 9 3 4 x x x x x ... 2046 1 2 3 x 1 em cada equação 7 03. ( UFRN ) A expressão + 3 a: a) 30 b) 35 c) 40 d) 45 e) 50 7 – 35 é igual 4 n n 04. ( UFPR ) O valor de n de modo que + + 0 1 n n + . . . + = 1024é : 2 n a) 5 b) 8 c) 10 d) 11 e) 12 05. ( PUC – RS ) A soma dos valores que m pode 17 17 = é: m 1 2m 6 assumir na igualdade a) 1 b) 8 c) 13 d) 15 e) 17 194 n 06. ( FGV – SP ) O símbolo , { n, p } N e p n p representa um número binomial. Os valores de p de 8 8 9 modo que + = são: 3 4 p a) P = 4 b) P = 4 ou p = 6 c) P = 4 ou p = 5 d) P = 3 ou p = 5 e) P = 5 07. ( PUC – RJ ) A 10 10 10 10 10 ... 0 1 2 3 10 binomiais vale: a) 210 b) 20. c) 10. d) 10!. e) 0. 08. ( UFSM ) As 6 6 7 8 são: 3 4 5 x a) x = 2 e x = 6 b) x = 3 e x = 5 c) x = 1 e x = 7 d) x = 0 e x = 8 e) x = 4 e x = 4 soma soluções de alternada coeficientes da equação 09. ( UFPR ) Os números reais x e y são tais que: 5 5 5 5 x – y = 1 e x 5 + x4y + x3y2 + x2y3 + xy4 1 2 3 4 x + y5 = 243. O quociente vale : y a) 1 b) 1/2 c) 3 d) 2 e) 1/3 m 1 m 10 e 55 , então o 10. ( PUC – SP ) Se p 1 m p m 1 é igual a: valor de p a) 40 b) 45 c) 50 d) 55 e) 60 11. (PUC) Um colecionador possui determinado número de selos raros e diferentes entre si. Agrupandoos 4 a 4, obteve o mesmo número de grupos que se os juntasse 6 a 6. Quantos, pois são os selos raros que o colecionador possuía? A) 10. B) 16. C) 36. D) 20. E) 45. 12. ( UEL – PR ) Para qualquer valor natural de n, o número de termos do desenvolvimento do binômio ( x + a )n é: A) n + 1. B) n. C) n – 1. D) par. E) ímpar. 13. (CEFET) O 4º termo do desenvolvimento de ( x +2)6 é: A) 80x3 B) 80x4 C) 40x5 D) 320x3 E) 160x3 14.( FEI – SP ) A soma de todos os coeficientes do desenvolvimento de (14x – 13y)237 é: a) 0 b) 1 c) – 1 d) 331.237 e) 1.973.747 15. (UFV) A soma dos coeficientes do desenvolvimento de (2x + 3y)m é 625. O valor de m é: A) 5. B) 6. C)10. D) 3. E) 4. 16. Sabendo-se que a soma dos coeficientes no desenvolvimento do binômio (a + b)m é igual a 256, calcule (m/2). 17. ( UFPI ) Se a e b são números reais tais que (a + 10 b) = 1024 e se o 6º termo do desenvolvimento binomial é igual a 252, então: a) a = 1/2 e b = 3/2 b) a = 3 e b = -1 c) a = 2/3 e b = 4/3 d) a = 1/3 e b = 5/3 e) a = 1 e b = 1 195 18. ( UEL – PR ) Se um dos termos do desenvolvimento 5 2 do binômio (x + a) , com a IR, é 80x , então o valor de a é a) 6 b) 5 c) 4 d) 3 e) 2 19. O coeficiente do termo em x–3 no desenvolvimento de 6 1 x x é: A) 1. B) 6. C) 10. D) 15 E) inexistente. 21. (MACK) No desenvolvimento de ( 2x – y )5 . ( 2x + y )5, a soma dos coeficientes numéricos vale: a) 3 b) 9 c) 27 d) 81 e) 243 22. (FGV-SP) Sabendo-se que a soma dos coeficientes do p desenvolvimento de ( x + a ) é igual a 512, p vale: a) 8 b) 6 c) 9 d) 12 e) 15 23. (UFCE) O coeficiente de x15 no desenvolvimento de 2 -3 15 ( x + x ) é: a) 455 b) 500 c) 555 d) 643 e) 545 (UNESP) 25. (FGV) O sexto termo do desenvolvimento de 10 1 2x é: x a) 8064 2 b) 13440x -2 c) 3360x d) 13440x-2 e) 8064x2 26. ( UFES ) Qual é o termo central de ( x – 3 )6 ? 3 a) – 540x b) – 3240x3 c) 3240x3 d) 540x3 4 e) 540x 20. ( EMF – PR ) Se o desenvolvimento de ( 2x + y )6 é ( 2x + y )6 = 64x6 + 192x5y + ax4y2 + ...+ bxy5 + y6, então a razão a/b vale: a) 5 b) 20 c) 2 d) 1 e) 10 24. d) 0 e) 1 O termo independente de x 6 27. (MACK) No desenvolvimento de ( x + 3 ) , o número de termos com coeficiente par é: a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 2 28. (PUC-SP) O desenvolvimento de ( y – 2 )7 possui : a) 7 termos b) 560 por coeficiente de y3 c) coeficiente negativo se o expoente de y for ímpar 6 d) coeficiente de y igual ao coeficiente de y e) 6 termos 29. ( MACK ) O 4º termo do desenvolvimento de ( a + b )6 é 540. Se ( a + b )5 = 210 então | a - b | vale: a) -3 b) 3 c) 4 d) 2 e) 7 30.(UNIMONTES-PAES) 1 binômio x x A) não existe. B) é 1. C) é 5. D) é 1/5 No desenvolvimento do 15 , o termo independente de x no 6 1 desenvolvimento de x 2 é igual a: x a) 30 b) 15 c) 4 196 GABARITO 1) a) x = 2 ou x = 5 2) a) 200 3) B 10) B 16) 24 b) 0 4) C 11) A 17) E b) x = 4 ou x = 5 c) 70 5) C d) 4495 6) C 12) A 7) E 13) E e) 510 8) B 14) B c) x = 11 f) 20349 9) D 15) E 18) E 19) D 20) B 21) E 25) A 26) A 27) A 22) C 23) A 24) B 28) B 29) D 30) A 197 ESPAÇO AMOSTRAL EQUIPROVÁVEL PROBABILIDADE O CONCEITO DE PROBABILIDADE A história da teoria das probabilidades teve início com os jogos de cartas, dados e de roleta. Esse é o motivo da grande existência de exemplos de jogos de azar no estudo da probabilidade. A teoria da probabilidade permite que se calcule a chance de ocorrência de um evento em um experimento aleatório. Dizemos que um espaço amostral é equiprovável quando seus eventos elementares têm probabilidades iguais de ocorrência. Exemplo No lançamento de um dado não viciado. No lançamento de uma moeda não viciada. DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE EXPERIMENTO ALEATÓRIO É aquele experimento que quando repetido em iguais condições, podem fornecer resultados diferentes, ou seja, são resultados explicados ao acaso. Quando se fala de tempo e possibilidades de ganho na loteria, a abordagem envolve cálculo de experimento aleatório. Exemplos O lançamento de uma moeda O lançamento de um dado. O sorteio de um cupom de uma promoção. Sejam E um espaço amostral equiprovável, finito e não-vazio, e A um evento de E. A probabilidade de ocorrer algum elemento de A é indicada por P(A) e definida por: P( A) n( A) n(E) em que n(A) e n(E) indicam, respectivamente, o numero de elementos de A e E. Exercício resolvido ESPAÇO AMOSTRAL ALEATÓRIO DE UM EXPERIMENTO Conjunto de todos os resultados possíveis de ocorrer num experimento aleatório é chamado de espaço amostral desse experimento. A letra que representa o espaço amostral, é E. Exemplos No lançamento de uma moeda o espaço amostral é o conjunto E={cara,coroa} No lançamento de um dado, o espaço amostral é E{1, 2, 3, 4, 5, 6} EVENTO DE UM ESPAÇO AMOSTRAL Qual a probabilidade de, jogando um dado de 6 faces, obtermos um número maior que 4? n(E) = 6, pois temos 6 faces no dado n(A) = 2, pois os números possíveis serão o 5 ou 6. Assim : PROPRIEDADES IMPORTANTES: 1. Evento Certo É o próprio espaço amostral S Qualquer subconjunto de um espaço amostral é chamado de evento desse espaço. Exemplo: ocorrência de um divisor de 60 no conjunto B={1,2,3,4,5,6} Exemplo Seja o lançamento de um dado. O espaço amostral é dado por E={1, 2, 3, 4, 5, 6}. Podemos considerar como evento desse espaço amostral um subconjunto qualquer de E, sendo, por exemplo, uma face de valor par o evento será A = {2, 4, 6} 2. Evento Impossível É o conjunto vazio Exemplo: ocorrência de um número maior que 7 ao se laçar um dado. 198 3. Evento complementar Evento A: (ser número Par) Se A e A’ são eventos complementares, então: P( A ) + P( A' ) = 1 Exemplo A = {2,4,6,8,10} n(A) = 5 Evento B: (ser maior que 4) B = {5,6,7,8,9,10} n(B) = 6 Evento (A B) : (ser número par e maior que 4) Qual a probabilidade de não ocorrer o número 4 no lançamento de um dado? Sabemos que para ocorrer o número 4 temos: (A B) = {6,8,10} n(A B) = 3 A probabilidade P(A B) será dada por: logo para não ocorrer : EVENTOS MUTUAMENTE EXCLUSIVOS Os eventos A e B são chamados de mutuamente exclusivos se, e somente se , A B = { }. E nesse caso teremos: P( A B) P( A) P(B) Intervalo de existência A probabilidade de um evento é sempre um número entre 0 (probabilidade de evento impossível) e 1 (probabilidade do evento certo). 0% ≤ P ≤ 100% ou 0≤P≤1 ADIÇÃO DE PROBABILIDADES (UNIÃO DE DOIS EVENTOS) Seja E um espaço amostral equiprovável finito e nãovazio. Para quaisquer eventos A ou B de E , tem-se que : P( A B) P( A) P(B) P( A B) Essa identidade é conhecida como teorema da adição de probabilidades. O teorema da adição de probabilidades é aplicado na resolução de problemas que pedem a probabilidade de ocorrer um evento A ou um evento B, pois o conectivo ou indica a união dos eventos. PROBABILIDADE CONDICIONAL Considerando os eventos A e B de um espaço amostral E, a probabilidade condicional de ocorrer o evento A, tendo ocorrido o evento B é indicada por: PA / B n( A B) n(B) Exercício resolvido Numa urna temos 100 bolas numeradas de 1 a 100. Sabe-se que a bola sorteada é par. Vamos calcular a probabilidade de ser um múltiplo de 10. n(A) = 50 (pois de 1 a 100 temos 50 números pares) n(B) = 10 (pois de 1 a 100 temos 10 números múltiplos de 10) n(A B) = 10 (pois temos 10 números pares e múltiplos de 10) Assim a probabilidade de ser um múltiplo de 10, sabendo-se que a bola sorteada é par será: Exercício resolvido Numa urna, existem 10 bolas numeradas de 1 a 10. Uma bola é tirada ao acaso. Qual a probabilidade de se retirar um número par ou maior que 4. Espaço Amostral: E = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10} n(E) = 10 199 EVENTOS INDEPENDENTES Dois eventos A e B de um espaço amostral S são independentes quando PA / B P( A ) ou PB / A P(B) . MULTIPLICAÇÃO DE PROBABILIDADES Seja E um espaço amostral equiprovável, finito e nãovazio. Sejam A e B eventos de E; temos que: P(A B) P(A) . P(B / A) Essa identidade é conhecida como teorema da multiplicação de probabilidades. O teorema da multiplicação de probabilidades é aplicado em problemas que pedem a probabilidade de ocorrer um evento A e um evento B, pois o conectivo e indica a intersecção dos eventos. Nota Se A e B forem independentes, então: P(A B) P(A) . P(B) Exercício resolvido 01. Uma urna tem 30 bolas, sendo 10 vermelhas e 20 azuis. Se ocorrer um sorteio de 2 bolas, uma de cada vez e sem reposição, qual será a probabilidade de a primeira ser vermelha e a segunda ser azul? Seja o espaço amostral S = 30 bolas, e considerarmos os seguintes eventos: A: vermelha na primeira retirada e P(A) = 10/30 B: azul na segunda retirada e P(B) = 20/29 Assim: P( A B ) = P(A).(B/A) = 10 20 20 . 30 29 87 EXERCÍCIOS 01. (ENEM – 2012) José, Paulo e Antônio estão jogando dados não viciados, nos quais, em cada uma das seis faces, há um número de 1 a 6. Cada um deles jogará dois dados simultaneamente. José acredita que, após jogar seus dados, os números das faces voltadas para cima lhe darão uma soma igual a 7. Já Paulo acredita que sua soma será igual a 4 e Antônio acredita que sua soma será igual a 8. Com essa escolha, quem tem a maior probabilidade de acertar sua respectiva soma é A) Antônio, já que sua soma é a maior de todas as escolhidas. B) José e Antônio, já que há 6 possibilidades tanto para escolha de José quanto para a escolha de Antônio, e há apenas 4 possibilidades para a escolha de Paulo. C) José e Antônio, já que há 3 possibilidades tanto para a escolha de José quanto para a escolha de Antônio, e há apenas 2 possibilidades para a escolha de Paulo. D) José, já que há 6 possibilidades para formar sua soma, 5 possibilidades para formar a soma de Antônio e apenas 3 possibilidades para formar a soma de Paulo. E) Paulo, já que sua soma é a menor de todas. 02. ( Osec – SP ) O número da chapa de um carro é par. A probabilidade de o algarismo das unidades ser zero é : a) 1/10 c) 4/9 e) 1/5 b) 1/2 d) 5/9 03. (ENEM – 2012) Em um blog de variedades, músicas, mantras e informações diversas, foram postados ”Contos de Halloween“. Após a leitura, os visitantes poderiam opinar, assinalando suas relações em: ”Divertido“, ”Assustador“ ou ”Chato“. Ao final de uma semana, o blog registrou que 500 visitantes distintos acessaram esta postagem. O gráfico a seguir apresenta o resultado da enquete. 02. Uma urna tem 30 bolas, sendo 10 vermelhas e 20 azuis. Se sortearmos 2 bolas, 1 de cada vez e repondo a sorteada na urna, qual será a probabilidade de a primeira ser vermelha e a segunda ser azul? Como os eventos são independentes, a probabilidade de sair vermelha na primeira retirada e azul na segunda retirada é igual ao produto das probabilidades de cada condição, ou seja, P( A B ) = P(A).P(B). Ora, a probabilidade de sair vermelha na primeira retirada é 10/30 e a de sair azul na segunda retirada 20/30. Daí, usando a regra do produto, temos: 10 20 2 Observe que na segunda retirada foram . 30 30 9 consideradas todas as bolas, pois houve reposição. Assim, P(B/A) = P(B), porque o fato de sair bola vermelha na primeira retirada não influenciou a segunda retirada, já que ela foi reposta na urna. O administrador do blog irá sortear um livro entre os visitantes que opinaram na postagem ”Contos de Halloween“. Sabendo que nenhum visitante votou mais de uma vez, a probabilidade de uma pessoa escolhida ao acaso entre as que opinaram ter assinalado que o conto ”Contos de Halloween“ é ”Chato“ é mais aproximada por A) 0,09. B) 0,12. C) 0,14. D) 0,15. 200 E) 0,18. 04. ( UFSCar – SP ) Uma urna tem 10 bolas idênticas, numeradas de 1 a 10. Se retirarmos uma bola da urna, a probabilidade de não obtermos a bola de número 7 é igual a : a) 2/9 b) 1/10 c) 1/5 d) 9/10 e) 9/11 05. (UFJF) Um soldado de esquadrão anti-bombas tenta desativar um certo artefato explosivo que possui 5 fios expostos. Para desativá-lo, o soldado precisa cortar 2 fios específicos, um de cada vez, em uma determinada ordem. Se o soldado escolher aleatoriamente 2 fios para cortar, numa determinada ordem, a probabilidade do artefato não explodir ao cortá-lo é igual a: a) 2 25 2 c) 5 b) 1 20 d) 1 10 06. ( FEI – SP ) Numa urna existem 20 bolas numeradas de 1 a 20, todas indistinguíveis ao tato. Retirando uma bola ao acaso, qual a probabilidade de ocorrer múltiplos de 2 ou múltiplos de 3 ? a) 11/20 b) 13/20 c) 3/5 d) 4/5 e) 7/10 07. ( MACK – SP ) Uma urna contém 30 bolas numeradas de 1 a 30. Retirando-se ao acaso uma bola da urna, qual a probabilidade de essa bola ter um número múltiplo de 4 ou de 3 ? 08 .(UFU) De uma urna que contém bolas numeradas de 1 a 100 será retirada uma bola. Sabendo-se que qualquer uma das bolas tem a mesma chance de ser retirada, qual é a probabilidade de se retirar uma bola, cujo número é um quadrado perfeito ou um cubo perfeito? A) 0,14 B) 0,1 C) 0,12 D) 0,16 09. (UNIMONTES) Na tabela abaixo, estão dispostos números de votos válidos para a categoria prefeito, obtidos pelos partidos A,B e C, nas cidades M, N e P, no processo eleitoral de setembro/2000. NÚMEROS DE VOTOS NAS CIDADES PARTIDOS M N P A B C TOTAL 300 360 440 1100 320 200 200 720 720 500 700 1920 TOTAL 1340 1060 1340 3740 Selecionando-se o acaso uma pessoa que votou nessa categoria, qual a possibilidade de ela ser eleitora do partido A ou C? a) 134 187 53 c) 187 b) 120 187 d) 67 187 10. ( UE Maringá – PR ) Um número é escolhido ao acaso entre os 20 inteiros de 1 a 20. A probabilidade de o número escolhido ser primo ou quadrado perfeito é: a) 1/5 b) 2/25 c) 4/25 d) 2/5 e) 3/5 11. ( UNESP ) Dois dados perfeitos e distinguíveis são lançados ao acaso. A probabilidade de que a soma dos resultados obtidos seja 3 ou 6 é: a) 7/18 b) 1/18 c) 7/36 d) 7/12 e) 4/9 12. ( Mauá – SP ) Uma urna contém 40 bolas brancas, 25 bolas pretas e 15 vermelhas, todas de mesmo formato e indistinguíveis pelo tato. Retirando uma bola ao acaso, determine a probabilidade de que ela seja preta ou vermelha. 1 12 1 c) 6 1 e) 2 a) 1 8 1 d) 4 b) 13. ( UBC – Mogi ) Jogamos dois dados. A probabilidade de obtermos números iguais de pontos nos dois é : a) 1/3 b) 1/36 c) 1/6 d) 5/36 e) 7/36 14. ( PUCC ) Considere um lançamento de dois dados iguais. A probabilidade de a soma das faces obtidas ser um valor x tal que 6 x 8 é: a) 4/9 b) 1/2 c) 1/6 d) 5/6 e) 6/13 15.( Unesp ) Numa gaiola estão nove camundongos rotulados 1, 2, 3, . . ., 9. Selecionando-se conjuntamente dois camundongos ao acaso, a probabilidade de que na seleção ambos os camundongos tenham rótulo ímpar é : a) 0,3777... b) 0,47 c) 0,17 d) 0,2777... e) 0,1333... 201 16. ( UFMG ) Dois jovens partiram do acampamento em que estavam em direção à Cachoeira Grande e à Cachoeira Pequena, localizadas na região, seguindo a trilha indicada nesse esquema: Em cada bifurcação encontrada na trilha, eles escolhiam, com igual probabilidade, qualquer um dos caminhos e seguiam adiante. Então, é CORRETO afirmar que a probabilidade de eles chegarem a Cachoeira Pequena é: a) 1/2 Cachoeira Grande b)2/3 c) 3/4 d) 5/6 Cachoeira Pequena Acampamento 17. Pedro e João se encontram diante de uma urna com duas bolas azuis e uma bola verde. Eles, confiando na sorte, apostam em quem consegue tirar a bola verde primeiro, sendo que, os apostadores irão repor as bolas tiradas até a bola verde sair. Se Pedro começar o jogo, qual a probabilidade dele vencer ? a) 1/3 b) 2/3 c) 2/5 d) 3/5 e) 4/5 18. (IFAC – 2012 ) Paulo e Ana resolvem fazer um jogo usando uma moeda honesta. Paulo inicia o jogo lançando a moeda e, se obtiver cara ele ganha, caso contrario, Ana joga a moeda e se der cara ela vence. Portanto, o jogo será vencido pelo primeiro que obtiver cara num arremesso. Qual a probabilidade de Paulo vencer? A) 50% B) 55% C) 57,75% D) 60% E) 66,67% 19. ( Unirio ) Em uma fábrica de parafusos, a probabilidade de um parafuso ser perfeito é de 96%. Se retirarmos da produção, aleatoriamente, três parafusos, a probabilidade de todos eles serem defeituosos é igual a: a) 5 –2 b) 5 –3 c) 5 –4 –5 d) 5 –6 e) 5 20. ( FGV ) Uma urna contém 6 bolas vermelhas e 4 brancas. Três bolas são sucessivamente sorteadas, sem reposição. A probabilidade de observarmos 3 bolas brancas é: a) 1/15 b) 1/20 c) 1/25 d) 1/30 e) 1/35 21. ( FEI – SP ) Uma caixa contém 3 bolas verdes, 4 bolas amarelas e 2 bolas pretas. Duas bolas são retiradas ao acaso e sem reposição. A probabilidade de ambas serem da mesma cor é: a) 13/72 b) 1/18 c) 5/18 d) 1/9 e) 1/4 22. ( PUC – RJ ) As cartas de um baralho são amontoadas aleatoriamente. Qual é a probabilidade de a carta de cima ser de copas e a de baixo também ? O baralho é formado por 52 cartas de 4 naipes diferentes, sendo 13 cartas de cada naipe. a) 1/17 b) 1/25 c) 1/27 d) 1/36 e) 1/45 23. ( UNAERP ) Em um campeonato de tiro ao alvo, dois finalistas atiram num alvo com probabilidade de 60% e 70%, respectivamente, de acertar. Nessas condições, a probabilidade de ambos errarem o alvo é: a) 30 % b) 42 % c) 50 % d) 12 % e) 25 % 24. ( Mack – SP ) A probabilidade de um casal ter um filho do sexo masculino é 0,25. Então a probabilidade do casal ter dois filhos de sexos diferentes é: a) 1/16 b) 3/8 c) 9/16 d) 3/16 e) 3/4 25. A probabilidade de que um atirador acerte o alvo em cada tiro é 2 . Em três tiros, qual é a probabilidade 5 de que esse atirador : a) Acerte os dois primeiros tiros e erre o terceiro tiro ? b) Acerte apenas dois tiros ? 26. ( Cesgranrio ) Três moedas não viciadas são lançadas simultaneamente. A probabilidade de se obter duas caras e uma coroa é: a) 1/8 b) 1/4 c) 5/16 202 d) 3/8 e) 1/2 27. ( UEL – PR ) Um juiz de futebol tem três cartões no bolso. Um é todo amarelo, outro é todo vermelho e o terceiro é amarelo de um lado e vermelho do outro. Num determinado lance, o juiz retira, ao acaso, um cartão do bolso e mostra ao jogador. A probabilidade de a face que o juiz vê ser vermelha e de a outra face, mostrada ao jogador ser amarela é: a) 1/2 b) 2/5 c) 1/5 d) 2/3 e) 1/6 28. ( FMTM ) Uma urna contém 2 bolas azuis e 4 vermelhas, dela é retirada uma bola escolhida ao acaso. Essa bola é colocada em uma 2ª urna que já continha 1 bola azul e 3 vermelhas. Depois, retira-se uma bola dessa 2ª urna. A probabilidade de essa bola ser azul é: a) 4/15 b) 11/15 c) 7/12 d) 5/12 e) 17/30 29. ( Unesp – SP ) João lança um dado sem que Antônio veja. João diz que o número mostrado pelo dado é par. A probabilidade de Antônio descobrir esse número é : a) 1/2 b) 1/6 c) 4/6 d) 1/3 e) 3/36 30. ( Unimontes ) Considere a seguinte distribuição da dieta diária de um grupo de 360 pessoas. Carnes Vermelhas Carnes Brancas Verduras e Legumes Homens 92 35 47 Mulheres 101 33 52 Total Escolhe-se uma pessoa ao acaso. Sabendo-se que essa pessoa come verduras e legumes, qual é a probabilidade de que ela seja homem? 47 360 99 c) 360 a) 47 99 52 d) 99 b) 31. (ENEM – 2013) Numa escola com 1 200 alunos foi realizada uma pesquisa sobre o conhecimento desses em duas línguas estrangeiras, inglês e espanhol. Nessa pesquisa constatou-se que 600 alunos falam inglês, 500 falam espanhol e 300 não falam qualquer um desses idiomas. Escolhendo-se um aluno dessa escola ao acaso e sabendo-se que ele não fala inglês qual a probabilidade de que esse aluno fale espanhol? A) 1/2 B) 5/8 C) 1/4 D) 5/6 E) 5/14 32. ( UMC ) A tabela a seguir fornece, por sexo e área escolhida, o número de inscritos em um Vestibular para ingresso no curso superior: Escolhido, ao acaso, um dos inscritos e representando por p1 a probabilidade de o escolhido ser do sexo masculino e ter optado por Exatas e p2, a probabilidade de o escolhido ser do sexo feminino sabendo que optou por Biomédicas, pode-se concluir que: a) p1 = 0,6 e p2= 0,375 b) p1 = 0, 6 e p2= 0,15 c) p1 = 0,15 e p2= 0,15 d) p1 = 0,15 e p2= 0,375 e) p1= 0,375 e p2= 0,15 33. ( Vunesp – SP ) Um baralho de 12 cartas tem 4 ases. Retiram-se 2 cartas, uma após a outra. Determine a probabilidade de a segunda ser um ás, sabendo que a primeira foi um ás. 34. ( Mauá – SP ) Uma caixa contém 11 bolas numeradas de 1 a 11. Retirando-se uma delas ao acaso, observa-se que ela tem um número ímpar. Determine a probabilidade de esse número ser menor que 5. 35. ( UFES ) Um dado é lançado duas vezes e todos os resultados possíveis para cada lançamento são equiprováveis. Sabendo que pelo menos um dos resultados destes dois lançamentos foi um número par, a probabilidade de que ambos os resultados sejam pares é: a) 1/2 b) 2/3 c) 3/4 d) 4/9 e) 1/3 36. ( UFSCar – SP ) Dois dados usuais e não viciados são lançados. Sabe-se que os números observados são ímpares. Então a probabilidade de que a soma deles seja 8 é : 203 a) b) c) d) e) 2/36 1/6 2/9 1/4 2/18 37. ( Fatec – SP ) Considere todos os números de cinco algarismos distintos obtidos pela permutação dos algarismos 4, 5, 6, 7 e 8. Escolhendo-se um desses números, ao acaso, a probabilidade dele ser um número ímpar é a) 1 b) 1/2 c) 2/5 d) 1/4 38. (VUNESP) Dois jogadores, A e B, vão lançar um par de dados. Eles combinam que, se a soma dos números dos dados for 5, A ganha, e se essa soma for 8, B é quem ganha. Os dados são lançados. Sabe-se que A não ganhou. Qual a probabilidade de B ter ganhado? 10 36 5 c) 36 a) 5 32 5 d) 35 b) e) Não se pode calcular sem saber os números sorteados. 39. ( PUC – RJ ) Uma doença congênita afeta 1 em cada 700 homens. Numa população de um milhão de homens, a probabilidade de que um homem, tomado ao acaso, não seja afetado é: a) superior a 0,99 b) igual a 0,99 c) menor que 0,98 d) igual a e) 1 700 1 ou 50% 2 40. ( Fuvest – SP ) A probabilidade de que a população atual de um país seja de 110 milhões ou mais é de 95%. A probabilidade de ser 110 milhões ou menos é de 8%. Calcule a probabilidade de ser 110 milhões . 41. ( PUCCAMP – SP ) Num grupo, 50 pessoas pertencem a um clube A, 70 pertencem a um clube B, 30 a um clube C, 20 pertencem aos clubes A e B, 22 aos clubes A e C, 18 aos clubes B e C e 10 pertencem aos 3 clubes. Escolhida ao acaso uma das pessoas presentes, a probabilidade de ela : a) pertencer aos três clubes é 3/5. b) pertencer somente ao clube C é zero. c) Pertencer a pelo menos a dois clubes é de 60%. d) Não pertencer ao clube B é 40%. 42. ( Unesp ) Num grupo de 100 pessoas da zona rural, 25 estão afetadas por uma parasitose intestinal A e 11 por outra parasitose intestinal B, não se verificando nenhum caso de incidência conjunta de A e B. Duas pessoas desse grupo são escolhidas, aleatoriamente, uma após a outra. Determine a probabilidade de que, dessa dupla, a primeira pessoa esteja afetada por A e a segunda por B. 43. ( FEI – SP ) Em uma pesquisa realizada em uma Faculdade foram feitas duas perguntas aos alunos. Cento e vinte responderam "sim" a ambas; 300 responderam "sim" à primeira; 250 responderam "sim" à segunda e 200 responderam "não" a ambas. Se um aluno for escolhido ao acaso, qual é a probabilidade de ele ter respondido "não" à primeira pergunta? a) 1/7 b) 1/2 c) 3/8 d) 11/21 e) 4/25 44. ( PAES ) No concurso do “Banco Moc”, compareceram 360 candidatos, sendo que 120 foram reprovados na prova escrita; 90, na entrevista, e 48, na prova escrita e na entrevista. Qual a probabilidade de um dos participantes, escolhido ao acaso, ter sido reprovado na prova escrita e aprovado na entrevista ? A) 1/5 B) 4/9 C) 4/11 D) 4/5 45. ( UEL – PR ) Considere todos os anagramas da palavra LONDRINA que começam e terminam pela letra N. A probabilidade de escolher-se ao acaso um desses anagramas e ele ter as vogais juntas é: a) 1/5 b) 1/4 c) 2/5 d) 1/2 e) 3/5 46. ( Mack – SP ) Num grupo de 12 professores, somente 5 são de matemática. Escolhidos ao acaso 3 professores do grupo, a probabilidade de no máximo um deles ser de matemática é: a) 3/11. b) 5/11. c) 7/11. d) 8/11. e) 9/11. 47. ( Fuvest – SP ) Ao lançar um dado muitas vezes, uma pessoa percebeu que a face 6 saía com o dobro de freqüência da face 1, e que as outras faces saíam com a freqüência esperada em um dado não viciado. Qual a freqüência da face 1? a) 1/3. b) 2/3. c) 1/9. d) 2/9. e) 1/12. 204 48. ( PUC – SP ) Uma urna contém bolas numeradas de 1 a 5. Sorteia-se uma bola, verifica-se o seu número e ela é reposta na urna. Num segundo sorteio, procede-se da mesma forma que no primeiro sorteio. A probabilidade de que o número da segunda bola seja estritamente maior que o da primeira é a) 4/5 b) 2/5 c) 1/5 d) 1/25 e) 15/25 49. ( Fatec – SP ) Considere todos os números de cinco algarismos distintos obtidos pela permutação dos algarismos 4, 5, 6, 7 e 8. Escolhendo-se um desses números, ao acaso, a probabilidade dele ser um número ímpar é a) 1 b) 1/2 c) 2/5 d) 1/4 50. ( UFMG ) Considere uma prova de Matemática constituída de quatro questões de múltipla escolha, com quatro alternativas cada uma, das quais apenas uma é correta. Um candidato decide fazer essa prova escolhendo, aleatoriamente, uma alternativa em cada questão. Então, é correto afirmar que a probabilidade de esse candidato acertar, nessa prova, exatamente uma questão é: a) 27/64 b) 27/256 c) 9/64 d) 9/256 51. (Enem) Em um determinado semáforo, as luzes completam um ciclo de verde, amarelo e vermelho em 1 minuto e 40 segundos. Desse tempo, 25 segundos são para a luz verde, 5 segundos para a amarela e 70 segundos para a vermelha. Ao se aproximar do semáforo, um veículo tem uma determinada probabilidade de encontrá-lo na luz verde, amarela ou vermelha. Se essa aproximação for de forma aleatória, pode-se admitir que a probabilidade de encontrá-lo com uma dessas cores é diretamente proporcional ao tempo em que cada uma delas fica acesa. Suponha que um motorista passa por um semáforo duas vezes ao dia, de maneira aleatória e independente uma da outra. Qual é a probabilidade de o motorista encontrar esse semáforo com a luz verde acesa nas duas vezes em que passar? A) 1/25 B) 1/16 C) 1/9 D) 1/3 E) 1/2 52. (FIP-2013) Sobre o lançamento de um dado com 20 lados, com as faces numeradas de 1 a 20, os alunos de um colégio fizeram as seguintes afirmativas: Aluno X: A probabilidade de sair um número par no lançamento desse dado é menor que a probabilidade de sair um número maior ou igual a 10. Aluno Y: A probabilidade de sair um número quadrado perfeito no lançamento desse dado é de 10%. Aluno Z: A probabilidade de sair um número primo no lançamento desse dado excede a probabilidade de sair um número ímpar maior que 11 em 20%. Fizeram afirmativas corretas: A) Somente os alunos X e Y. B) Somente os alunos X e Z. C) Os alunos X, Y e Z. D) Somente os alunos Y e Z. 53. (ENEM – 2012) Em um jogo há duas urnas com 10 bolas de mesmo tamanho em cada urna. A tabela a seguir indica as quantidades de bolas de cada cor em cada urna. Uma jogada consiste em: 1º) o jogador apresenta um palpite sobre a cor da bola que será retirada por ele da urna 2; 2º) ele retira, aleatoriamente, uma bola da urna 1 e a coloca na urna 2, misturando-a com as que lá estão; 3º) em seguida ele retira, também aleatoriamente, uma bola da urna 2; 4º) se a cor da última bola retirada for a mesma do palpite inicial, ele ganha o jogo. Qual cor deve ser escolhida pelo jogador para que ele tenha a maior probabilidade de ganhar? A) Azul. B) Amarela. C) Branca. D) Verde. E) Vermelha 54. (ENEM – 2013) Uma loja acompanhou o número de compradores de dois produtos, A e B, durante os meses de janeiro, fevereiro e março de 2012. Com isso, obteve este gráfico: A loja sorteará um brinde entre os compradores do produto A e outro brinde entre os compradores do produto B. Qual a probabilidade de que os dois sorteados tenham feito suas compras em fevereiro de 2012? A) 1/20 B) 3/242 C) 5/22 D) 6/25 E) 7/15 205 55. A probabilidade de um casal ter um filho homem com certa doença congênita é de 10% e se for mulher, a probabilidade aumenta para 20%. Se esse casal tiver quatro filhos, sendo dois homens e duas mulheres, qual a probabilidade de que todos sejam saudáveis? A) 16,44% B) 19,44% C) 23,57% D) 44,32% 56. Um cubo maciço, confeccionado em plástico branco, foi totalmente coberto por uma tinta cinza e após secar, teve todas as suas arestas cortadas em três partes idênticas, dando origem a cubos com arestas menores (figura). Se uma pessoa desmontar esse cubo e escolher um cubo menor ao acaso, qual a probabilidade de esse cubo ter exatamente quatro faces brancas? A) 8/27 B) 4/9 C) 2/9 D) 16/27 GABARITO 1) D 2) E 9) A 10) E 3) D 16) C 17) D 23) D 24) B 27) E 33) 3/11 4) D 11) C 29) D 45) A 46) C 51) B 52) B 35) E 41) B 47) D 53) E 6) B 13) C 19) E 25) a)12/125 34) 1/3 40) 3% 12) E 18) E 28) A 39) A 5) B 7) 1/2 14) A 20) D b)36/125 30) B 31) A 36) C 37) C 42) 1/36 43) D 8) C 15) D 21) C 22) A 26) D 32) D 38) B 44) A 48) B 49) C 50) A 54)A 55) B 56) B QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2009) Dados do Instituto de Pesquisas Econômicas Aplicadas (IPEA) revelaram que no biênio 2004/2005, nas rodovias federais, os atropelamentos com morte ocuparam o segundo lugar no ranking de mortalidade por acidente. A cada 34 atropelamentos, ocorreram 10 mortes. Cerca de 4 mil atropelamentos/ano, um a cada duas horas, aproximadamente. Disponível em: http://www.ipea.gov.br. Acesso em: 6 jan. 2009. De acordo com os dados, se for escolhido aleatoriamente para investigação mais detalhada um dos atropelamentos ocorridos no biênio 2004/2005, a probabilidade de ter sido um atropelamento sem morte é A) 2/17 B) 5/17 C) 2/5 D) 3/5 E) 12/17 02. (ENEM-2009) Em um concurso realizado em uma lanchonete, apresentavam-se ao consumidor quatro cartas voltadas para baixo, em ordem aleatória, diferenciadas pelos algarismos 0, 1, 2 e 5. O consumidor selecionava uma nova ordem ainda com as cartas voltadas para baixo. Ao desvirá-las, verificava-se quais delas continham o algarismo na posição correta dos algarismos do número 12,50 que era o valor, em reais, do trio-promoção. Para cada algarismo na posição acertada, ganhava-se R$1,00 de desconto. Por exemplo, se a segunda carta da sequência escolhida pelo consumidor fosse 2 e a terceira fosse 5, ele ganharia R$2,00 de desconto. Qual é a probabilidade de um consumidor não ganhar qualquer desconto? A) 1/24 B) 3/24 C) 1/3 D) 1/4 E) 1/2 03. (ENEM-2009) Um casal decidiu que vai ter 3 filhos. Contudo, que exatamente 2 filhos homens e decide que, se a probabilidade fosse inferior a 50%, iria procurar uma clínica para fazer um tratamento específico para garantir que teria os dois filhos homens. Após os cálculos, o casal conclui que a probabilidade de ter exatamente 2 filhos homens é A) 66,7%, assim ele não precisará fazer um tratamento. B) 50%, assim ele não precisará fazer um tratamento. C) 7,5%, assim ele não precisará fazer um tratamento. D) 25%, assim ele precisará procurar uma clínica para fazer um tratamento. E) 37,5%, assim ele precisará procurar uma clínica para fazer um tratamento. 04. (ENEM-2010) A figura I abaixo mostra um esquema das principais vias que interligam a cidade A com a cidade B. Cada número indicado na figura II representa a probabilidade de pegar um engarrafamento quando se passa na via indicada. Assim, há uma probabilidade de 30% de se pegar engarrafamento no deslocamento do ponto C ao ponto B, passando pela estrada E4, e de 50%, quando se passa por E3. Essas probabilidades são independentes umas das outras. Paula deseja se deslocar da cidade A para a cidade B usando exatamente duas das vias indicadas, percorrendo um trajeto com a menor probabilidade de engarrafamento possível. O melhor trajeto para Paula é A) E1 E3 B) E1 E4 C) E2 E4 D) E2 E5. E) E2 E6. 206 E) péssimo. 05. (ENEM-2010) O diretor de um colégio leu numa revista que os pés das mulheres estavam aumentando. Há alguns anos, a média do tamanho dos calçados das mulheres era de 35,5 e, hoje, é de 37,0. Embora não fosse uma informação científica, ele ficou curioso e fez uma pesquisa com as funcionárias do seu colégio, obtendo o quadro a seguir: Escolhendo uma funcionária ao acaso e sabendo que ela tem calçado maior que 36,0, a probabilidade de ela calçar 38,0 é A) 1/3 B) 1/5 C) 2/5 D) 5/7 E) 5/14 06. (ENEM-2013) Numa escola com 1200 alunos foi realizada uma pesquisa sobre o conhecimento desses em duas línguas estrangeiras, inglês e espanhol. Nessa pesquisa constatou-se que 600 alunos falam inglês, 500 falam espanhol e 300 não falam qualquer um desses idiomas. Escolhendo-se um aluno dessa escola ao acaso e sabendo-se que ele não fala inglês, qual a probabilidade de que esse aluno fale espanhol? 08. (ENEM-2013) Considere o seguinte jogo de apostas: Numa cartela com 60 números disponíveis, um apostador escolhe de 6 a 10 números. Dentre os números disponíveis, serão sorteados apenas 6. O apostador será premiado caso os 6 números sorteados estejam entre os números escolhidos por ele numa mesma cartela. O quadro apresenta o preço de cada cartela, de acordo com a quantidade de números escolhidos. Cinco apostadores, cada um com R$ 500,00 para apostar, fizeram as seguintes opções: Arthur: 250 cartelas com 6 números escolhidos; Bruno: 41 cartelas com 7 números escolhidos e 4 cartelas com 6 números escolhidos; Caio: 12 cartelas com 8 números escolhidos e 10 cartelas com 6 números escolhidos; Douglas:4 cartelas com 9 números escolhidos; Eduardo:2 cartelas com 10 números escolhidos. Os dois apostadores com maiores probabilidades de serem premiados são A) Caio e Eduardo. B) Arthur e Eduardo. C) Bruno e Caio. D) Arthur e Bruno. E) Douglas e Eduardo. 07. (ENEM-2013) Uma fábrica de parafusos possui duas máquinas, I e II, para a produção de certo tipo de parafuso. Em setembro, a máquina I produziu 54/100 do total de parafusos produzidos pela fábrica. Dos parafusos produzidos por essa máquina, 25/1000 eram defeituosos. Por sua vez, 38/1000 dos parafusos produzidos no mesmo mês pela máquina II eram defeituosos. O desempenho conjunto das duas máquinas é classificado conforme o quadro, em que P indica a probabilidade de um parafuso escolhido ao acaso ser defeituoso. 09. (ENEM/2009) A população mundial está ficando mais velha, os índices de natalidade diminuíram e a expectativa de vida aumentou. No gráfico seguinte, são apresentados dados obtidos por pesquisa realizada pela Organização das Nações Unidas (ONU), a respeito da quantidade de pessoas com 60 anos ou mais em todo o mundo. Os números da coluna da direita representam as faixas percentuais. Por exemplo, em 1950 havia 95 milhões de pessoas com 60 anos ou mais nos países desenvolvidos, número entre 10% e 15% da população total nos países desenvolvidos. O desempenho conjunto dessas máquinas, em setembro, pode ser classificado como A) excelente. B) bom. C) regular. D) ruim. Fonte: “Perspectivas da População Mundial”, ONU, 2009 207 Disponível em: www.economist.com. Acesso em: 9 jul. 2009 (adaptado). Em 2050, a probabilidade de se escolher, aleatoriamente, uma pessoa com 60 anos ou mais de idade, na população dos países desenvolvidos, será um número mais próximo de 1 . 2 1 D) . 5 A) 7 . 20 3 E) . 25 B) C) 8 . 25 10. (ENEM/2009) O controle de qualidade de uma empresa fabricante de telefones celulares aponta que a probabilidade de um aparelho de determinado modelo apresentar defeito de fabricação é de 0,2%. Se uma loja acaba de vender 4 aparelhos desse modelo para um cliente, qual é a probabilidade de esse cliente sair da loja com exatamente dois aparelhos defeituosos? 4 2 A) 2 (0,2%) . B) 4 (0,2%) . 2 2 C) 6 (0,2%) (99,8%) . D) 4 (0,2%). E) 6 (0,2%) (99,8%). 11. (ENEM/2009) A população brasileira sabe, pelo menos intuitivamente, que a probabilidade de acertar as seis dezenas da mega sena não é zero, mas é quase. Mesmo assim, milhões de pessoas são atraídas por essa loteria, especialmente quando o prêmio se acumula em valores altos. Até junho de 2009, cada aposta de seis dezenas, pertencentes ao conjunto {01, 02, 03, ..., 59, 60}, custava R$ 1,50. Disponível em: www.caixa.gov.br. Acesso em: 7 jul. 2009 . Considere que uma pessoa decida apostar exatamente R$ 126,00 e que esteja mais interessada em acertar apenas cinco das seis dezenas da mega sena, justamente pela dificuldade desta última. Nesse caso, é melhor que essa pessoa faça 84 apostas de seis dezenas diferentes, que não tenham cinco números em comum, do que uma única aposta com nove dezenas, porque a probabilidade de acertar a quina no segundo caso em relação ao primeiro é, aproximadamente, 1 2 a) 3 doses. c) 6 doses. e) 10 doses. b) 4 doses. d) 8 doses. 13. (ENEM – 2012) José, Paulo e Antônio estão jogando dados não viciados, nos quais, em cada uma das seis faces, há um número de 1 a 6. Cada um deles jogará dois dados simultaneamente. José acredita que, após jogar seus dados, os números das faces voltadas para cima lhe darão uma soma igual a 7. Já Paulo acredita que sua soma será igual a 4 e Antônio acredita que sua soma será igual a 8. Com essa escolha, quem tem a maior probabilidade de acertar sua respectiva soma é: a) Antônio, já que sua soma e a maior de todas as escolhidas. b) José e Antônio, já que há 6 possibilidades tanto para a escolha de José quanto para a escolha de Antônio, e há apenas 4 possibilidades para a escolha de Paulo. c) José e Antônio, já que há 3 possibilidades tanto para a escolha de José quanto para a escolha de Antônio, e há apenas 2 possibilidades para a escolha de Paulo. d) José, já que há 6 possibilidades para formar sua soma, 5 possibilidades para formar a soma de Antônio e apenas 3 possibilidades para formar a soma de Paulo. e) Paulo, já que sua soma é a menor de todas. GABARITO 1. E 2. D 3. E 4. D 5. D 6. A 8. A 9. C 10. C 11. C 12. B 13. D 7. B 1 vezes menor . 2 A) 1 vezes menor . B) 2 C) 4 vezes menor. E) 14 vezes menor. D) 9 vezes menor. 12. (ENEM – 2009) Um médico está estudando um novo medicamento que combate um tipo de câncer em estágios avançados. Porém, devido ao forte efeito dos seus componentes, a cada dose administrada há uma chance de 10% de que o paciente sofra algum dos efeitos colaterais observados no estudo, tais como dores de cabeça, vômitos ou mesmo agravamento dos sintomas da doença. O médico oferece tratamentos compostos por 3, 4, 6, 8 ou 10 doses do medicamento, de acordo com o risco que o paciente pretende assumir. Se um paciente considera aceitável um risco de até 35% de chances de que ocorra algum dos efeitos colaterais durante o tratamento, qual é o maior número admissível de doses para esse paciente? 208 ESTATÍSTICA INTRODUÇÃO A coleta de dados, o processamento, a interpretação e a apresentação de dados numéricos pertencem todos ao domínio da estatística. A palavra “estatística” é usada em vários sentidos. Pode referir-se não só à simples tabulação de informações numéricas, como a relatórios de transações na bolsa de valores, como as técnicas utilizadas para processar ou analisar dados. Amostra: 400 pessoas que visitaram o museu nos primeiros seis meses. FREQÜÊNCIA Chama-se freqüência de um valor da variável o número de vezes em que este valor é observado na amostra. Freqüência Relativa Chama-se freqüência relativa a razão da freqüência absoluta para o número total (freqüência total) de observações realizadas. ONDE SE APLICA A ESTATÍSTICA? Ela é utilizada em todas as ciências, na administração e em outras atividade que afetam diretamente nossas vidas como, por exemplo: Obs. Usualmente se expressa esta razão como um percentual. • O uso de técnicas matemáticas na avaliação de controles de poluição. • Na analise de problemas de tráfego. • No estudo de dietas e outros. Distribuição de Freqüência UNIVERSO ESTATÍSTICO É a coleta de dados sobre determinado assunto. Exemplo O governo encomenda ao IBGE uma pesquisa para conhecer o salário médio, do brasileiro. O universo estatístico ou população estatística é, nesse caso, o conjunto de todos os assalariados brasileiros. Os valores observados, suas respectivas freqüências e as correspondentes freqüências relativas, conjuntamente, constituem a distribuição de freqüência da variável em estudo. Para representar uma distribuição de freqüências usa-se uma tabela e diz-se que a tabela é a distribuição de freqüência. Exemplos O universo estatístico pode ser: a) Finito: Quando apresenta um número finito de elementos. Em uma prova realiza com 40 alunos da 5ª série de uma determinada escola, obteve-se o seguinte resultado em número de pontos por alunos. Exemplo • O número de funcionários de um colégio. • A torcida do GALO em um jogo no Mineirão. b) Infinito: Quando apresenta um número infinito de elementos. Exemplo • A produção futura de alimento no mundo. AMOSTRA Quando o universo estatístico é muito vasto ou quando não é possível coletar dados de todos os seus elementos, retira-se desse universo um subconjunto, chamado de amostra e os dados são coletados nessa amostra. Exemplo • Foi feito um estudo com 1500 pessoas que visitaram o museu do Louvre nos últimos doze meses. Represente a distribuição de freqüência dos dados. Pontos(x) Frequência(F) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 5 3 2 2 6 8 2 6 5 40 Frequência Relativa(Fr). 2,5% 12,5% 7,5% 5% 5% 15% 20% 5% 15% 12,5% 100% 209 A distribuição de freqüências pode ser completada com mais uma coluna, chamada freqüências acumuladas ( F. acum.), cujos valores são obtidos adicionando a cada freqüência os valores das freqüências anteriores. Pontos(x) Freq. (Fr) Freq. Acum. (Fr.Acum.) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 5 3 2 2 6 8 2 6 5 40 1 6 9 11 13 19 27 29 35 40 Freq. Relati va (Fr). 2,5% 12,5% 7,5% 5% 5% 15% 20% 5% 15% 12,5% 100% Vamos separar os elementos da amostra em cinco classes de mesma amplitude: Observações: Classe È o intervalos que contém uma sequência de dados numéricos Exemplo A distribuição de freqüências pode ser completada com mais uma coluna, chamada freqüências relativas acumuladas ( F. rel. acum.), cujos valores são obtidos adicionando a cada freqüência relativa os valores das freqüências relativas anteriores. Pontos( x) Freq. (F) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 5 3 2 2 6 8 2 6 5 40 Freq. Acum. (Fr. Acum. ) 1 6 9 11 13 19 27 29 35 40 Freq. Relativa (Fr). 2,5% 12,5% 7,5% 5% 5% 15% 20% 5% 15% 12,5% 100% Freq. relativa Acumulad a (Fr. acum.) 2,5% 15% 22,5% 27,5% 32,5% 47.5% 67,5% 72,5% 87,5% 100% Existem muitas maneiras de se construir uma tabela de distribuição de freqüências, uma delas é agrupando os diversos valores em intervalos. Exemplo Os alunos de uma amostra apresentaram as seguintes massas corpóreas, em quilograma. [64,5 ; 68,5[ Amplitude É a diferença entre o maior e o menor elemento de uma classe, nessa ordem. Exemplo [72,5 ; 76,5[ A=4 Atenção: Os extremos das classes não precisam ser, necessariamente, elementos da amostra. Começamos da medida 60,5 kg, mas poderíamos ter começado de outra medida qualquer, por exemplo, 62 kg, que é o menor elemento da amostra. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA Introdução A confecção de gráficos permite uma melhor visualização dos dados, mostrando mais claramente as diferenças existentes. Os gráficos mais comuns são o gráfico de setores, de barras horizontais ou de barras verticais e o gráfico de linha. O tipo de gráfico a ser utilizado depende do que se deseja enfatizar. Assim, o gráfico de setor, também conhecido como "gráfico de pizza", é utilizado quando se deseja ressaltar diferenças entre proporções. O gráfico de barras horizontais ou barras verticais mostra diferenças entre os valores absolutos e o gráfico de linha é utilizado quando se deseja mostrar variações ao longo do tempo. 210 Exemplo Para uma pré-avaliação do desempenho dos candidatos em um exame vestibular, foi retirada uma amostra de80 provas. Depois de corrigidas essas provas, as notas foram organizadas em uma tabela, obedecendo as seguintes convenções: • A amostra foi separada em classes,determinadas pelas notas das provas; • O número de notas que pertencem a uma mesma classe é chamada de freqüência (F) dessa classe; GRÁFICO DE BARRAS HORIZONTAIS. As freqüências são colocadas em um eixo horizontal. • A soma das freqüências de todas as classes é a freqüência total (F t ) da amostra; • Dividindo a freqüência F de uma classe pela freqüência total F t , obtém-se um número chamado de freqüência relativa (F%) da classe. Com esse dados, construiu-se a tabela de distribuição de freqüência: GRÁFICO DE SETORES. Divide-se um círculo em setores, com ângulos de medidas proporcionais às freqüências das classes. Os dados apresentados nessa tabela podem também ser descritos por gráficos, como, por exemplo: GRÁFICO DE LINHA A medida α , em graus, do ângulo central que corresponde a uma classe de freqüência F é dada por: Por exemplo, a medida do ângulo central correspondente à nota 6 é dada por: . Obs. Nesse tipo de gráfico, apenas os extremos dos segmentos de reta oferecem informações sobre o comportamento da amostra. GRÁFICO DE BARRAS VERTICAIS As freqüências são colocadas em um eixo vertical. MEDIDAS DE POSIÇÃO As medidas de posição mostram o posicionamento dos elementos de uma amostra de números quando esta é disposta em rol. Algumas dessas medidas são: a média aritmética, a mediana e a moda. 211 MÉDIA ARITMÉTICA Chama-se média aritmética de n números reais a1, a2, a3, ... , an o número real MA dado por MA n a1 a 2 a 3 ... a n n Xh Exemplo A média aritmética de 6, 17, 7 e – 4 é: MA n X h 1 . Xh 1 1 1 1 1 1 ... ... Xn X1 X2 X1 X 2 Xn 1 6 17 7 ( 4) 26 6,5 4 4 n 1 1 1 ... X1 X2 Xn Exemplo - Calcular a média harmônica dos seguintes conjuntos de números: a) { 10, 60, 360 }. Resp:.. 3/(1/10+1/60+1/360) = 25,12 MÉDIA ARITMÉTICA PONDERADA MODA Chama–se média aritmética ponderada de n números reais a1, a2, a3, ..., an, com pesos respectivos p1,p2, p3, ..., pn, o número real MP assim definido: MP a1p1 a 2 p 2 a 3 p 3 ... a np n p1 p 2 p 3 ... p n Observe que cada número deve ser multiplicado pelo respectivo peso. Em seguida, a soma dos valores obtidos é dividida pela soma dos pesos. A moda de uma amostra, cujas freqüências dos elementos não são todas iguais, é todo elemento maior FREQUÊNCIA. Exemplo a) As idades de oito alunos, em anos, são 16,15, 16, 17, 18, 19 e 14. Essa amostra tem duas modas; Mo = 16 anos e M’o = 18 anos. Exemplo Se um candidato a um concurso obtém, em 3 provas realizadas, notas 6, 9 e 8 com pesos respectivos 3, 5, e 2, sua média será: MP 6.3 9.5 8.2 18 45 16 79 7,9 352 10 10 b) As quantidades, em milímetros, constatadas em seis latas de óleo foram: 900, 908, 895, 890,905 e 910. Essa amostra não tem moda. MEDIANA a) Para obter a mediana da amostra dos salários de cinco pessoas: MÉDIA GEOMÉTRICA É a raiz n-ésima do produto das n variáveis. R$ 850,00; R$ 980,00; R$ 720,00; R$ 640,00 e R$ 1.200,00, Xg X1 . X2 . ... . Xn escrevemos os valores em rol (do menor para o maior ou do maior para o menor); Exemplo: Calcular a média geométrica dos seguintes conjuntos de números: R$ 640,00; R$ 720,00; R$ 850,00; R$ 980,00; R$ 1.200,00. n O termo médio desse rol é a mediana, isto é Md = R$ 850,00. a) { 1, 4, 16 }.... Xg 3 1.4.16 .. Xg 3 64 . Xg 4 b) Para obter a medida da amostra das massas, e quilogramas, seis pessoas: MÉDIA HARMÔNICA A média harmônica de dois números reais positivos é o inverso da média aritmética dos inversos desses números. 58, 62, 56, 72, 70, 69,58, 56. A mediana é a media aritmética entre o 3º e o 4º termos desse rol, isto é, Md = (62 + 58)/2 Kg =60 Kg. 212 Emprego da Mediana Quando desejamos obter o ponto que divide a distribuição em duas partes iguais. Quando há valores extremos que afetam de maneira acentuada a média aritmética. Quando a variável em estudo é salário. CAIU NO ENEM !! 01.(ENEM) GABARITO 01. C 02. D DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIA COM INTERVALOS DE CLASSE 02.(ENEM) Quando o tamanho da amostra for elevado é mais racional efetuar o agrupamento dos valores em vários intervalos de classe. Veja o exemplo abaixo, que relaciona as idades dos moradores de um edifício de apartamentos com a freqüência dessas idades. 213 ELEMENTOS DE UMA DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA (com intervalos de classe): CLASSE: são os intervalos de variação da variável e é simbolizada por i e o número total de classes simbolizada por k. Ex: na tabela anterior k = 5 e 12 |------ 18 é a 3ª classe, logo i = 3. LIMITES DE CLASSE: são os extremos de cada classe. O menor número é o limite inferior de classe ( li ) e o maior número, limite superior de classe ( Li ). Ex: em 12 |------- 18, li = 12 e Li = 18. O símbolo |------- representa um intervalo fechado à esquerda e aberto à direita. O dado 24 do ROL não pertence a classe 4 e sim a classe 5 representada por 24 |------- 30. Observe que na tabela acima não há nenhuma pessoa com 30 anos. AMPLITUDE DO INTERVALO DE CLASSE: é obtida através da diferença entre o limite superior e inferior da classe e é simbolizada por hi = Li – li. Ex: na tabela anterior hi = 24 – 18 = 6. Obs: Na distribuição de freqüência com classes, o hi será igual em todas as classes. Freqüências simples ou absolutas: são os valores que realmente representam o número de dados de cada classe. A soma das freqüências simples é igual ao número total dos dados da distribuição. Freqüências relativas: são os valores das razões entre as freqüências absolutas de cada classe e a freqüência total da distribuição. A soma das freqüências relativas é igual a 1 (100 %). Polígono de freqüência: é um gráfico em linha, sendo as freqüências marcadas sobre perpendiculares ao eixo horizontal, levantadas pelos pontos médios dos intervalos de classe. Para realmente obtermos um polígono (linha fechada), devemos completar a figura, ligando os extremos da linha obtida aos pontos médios da classe anterior à primeira e da posterior à última, da distribuição. Observe que o polígono de freqüências tem como referencial o histograma. AMPLITUDE TOTAL DA DISTRIBUIÇÃO: é a diferença entre o limite superior da última classe e o limite inferior da primeira classe. AT = L(max) – l(min). Ex: na tabela anterior AT = 30 – 0 = 30. AMPLITUDE TOTAL DA AMOSTRA (ROL): é a diferença entre o valor máximo e o valor mínimo da amostra (ROL). PONTO MÉDIO DE CLASSE: é o ponto que divide o intervalo de classe em duas partes iguais. ....... Ex: em 12 |------- 18 o ponto médio é ( 12 + 18 ) / 2 = 15. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DE UMA DISTRIBUIÇÃO Histograma, Polígono de freqüência e Polígono de freqüência acumulada . Freqüência simples acumulada de uma classe: é o total das freqüências de todos os valores inferiores ao limite superior do intervalo de uma determinada classe. Freqüência relativa acumulada de uma classe: é a freqüência acumulada da classe, dividida pela freqüência total da distribuição. Em todos os gráficos acima utilizamos o primeiro quadrante do sistema de eixos coordenados cartesianos ortogonais. Na linha horizontal (eixo das abscissas) colocamos os valores da variável e na linha vertical (eixo das ordenadas), as freqüências. Histograma: é formado por um conjunto de retângulos justapostos, cujas bases se localizam sobre o eixo horizontal, de tal modo que seus pontos médios coincidam com os pontos médios dos intervalos de classe. A área de um histograma é proporcional à soma das freqüências simples ou absolutas. 214 Sendo fa = freq. simples; xi = ponto médio de classe; Fr (D) = freqüência relativa em decimal; Fr (F) = freqüência relativa em fração; Fr (%) = freqüência relativa em porcentagem Obs: uma distribuição de freqüência sem intervalos de classe é representada graficamente por um diagrama onde cada valor da variável é representado por um segmento de reta vertical e de comprimento proporcional à respectiva freqüência ( gráfico de colunas por exemplo ). MÉDIA E MODA COM INTERVALOS DE CLASSE Neste caso, convencionamos que todos os valores incluídos em um determinado intervalo de classe coincidem com o seu ponto médio, e determinamos a média aritmética ponderada por meio da fórmula: X Xi.fi / fi ..onde Xi será o ponto médio da Resp: a classe modal é 58 |---- 62, pois é a de maior freqüência. A moda Mo = (58+62) / 2, logo Mo = 60 cm ( este valor é estimado, pois não conhecemos o valor real da moda). Obs: A moda é utilizada quando desejamos obter uma medida rápida e aproximada de posição ou quando a medida de posição deva ser o valor mais típico da distribuição. Já a média aritmética é a medida de posição que possui a maior estabilidade. classe. Exemplo: Calcular a estatura média de bebês conforme a tabela abaixo. MEDIDAS DE DISPERSÃO DESVIO ABSOLUTO MÉDIO O desvio absoluto médio de uma amostra de números x1, x2, x3, ...¸ xn de media aritmética , é o número dado por: VARIÂNCIA A variância de uma amostra de números x 1, x2, x3, ...¸ xn ,de media aritmética , é o número dado por: Aplicando a fórmula acima temos: X = 2.440 / 40 X = 61 cm A classe que apresenta a maior freqüência é denominada classe modal. Pela definição, podemos afirmar que a moda, neste caso, é o valor dominante que está compreendido entre os limites da classe modal. O método mais simples para o cálculo da moda consiste em tomar o ponto médio da classe modal. Damos a esse valor a denominação de moda bruta. Exemplo: Calcule a estatura modal conforme a tabela abaixo. DESVIO PADRÃO O desvio padrão é o número representado pela letra σ e definido como a raiz quadrada da variância. Exemplo Dois torneios, Pedro e Antonio, concorrendo a uma vaga em uma metalúrgica, submeteram-se ao seguinte teste de precisão; cada um deles construiu quatro rodas de ferro, que deveriam ter 5 cm de diâmetro. A tabela abaixo descreve o desempenho de cada um. Como os diâmetros médios foram iguais, o critério de desempate pode ser a regularidade, isto é, quem teve o desempenho mais regular merece a vaga. Para 215 comparar os desempenhos, pode-se usar qualquer um dos três desvios: Dam, Var ou DP. Adotando um deles, o conjunto de diâmetros que tiver o menor desvio correspondo ao desempenho mais regular. Observe a comparação feita pelo Dam: Há exatamente 10 alunos com mais de 16 anos. c) O número de meninos é igual ao número de meninas d) O número de meninos com idade maior que 15 anos é maior que o número de meninas nesse mesmo intervalo de idades. 02. (UNIMONTES) No ano de 2005, foram disponibilizados pelo Banco Moc mais de 6 milhões de reais em financiamentos de curto e longo prazos, conforme os valores indicados na figura a seguir. Como Dam (Pedro) <Dam (Antonio), concluímos que Pedro teve um desempenho mais regular, portanto merece a vaga. Chega-se a mesma conclusão por meio da variância: Como Var (Pedro) < Var (Antonio), concluímos que Pedro teve um desempenho mais regular e, portanto, merece a vaga. Analogicamente, pode-se chegar à mesma conclusão por meio do desvio padrão, que é a raiz quadrada da variância: Com base nas informações acima, é CORRETO afirmar que o crescimento dos financiamentos em 2005, com relação ao ano de 2004, foi A) igual a 34%. B) superior a 33%. C) inferior a 33%. D) igual a 32%. 03. (COTEC) No gráfico abaixo, observamos o número de alunos em cada turma de 5ª série da Escola Banzé. Como DP(P) < DP (A), concluímos que Pedro teve um desempenho mais regular e, portanto, merece a vaga. EXERCÍCIOS 01. (UFSCar – SP ) Num curso de iniciação à informática, a distribuição das idades dos alunos, segundo o sexo, é dado pelo gráfico seguinte: Número de Alunos Legenda 4 Meninos Meninas 3 2 1 14 15 16 17 18 Idade ( Anos ) Com base nos dados do gráfico, pode-se afirmar que : a) o número de meninas com, no máximo, 16 anos é maior que o número de meninos nesse mesmo intervalo de idades. b) O número total de alunos é 19 Analisando esse gráfico, percebemos que o total de alunos de todas as 5as séries e a turma menos numerosa são, respectivamente: A) total de alunos: 150; 5ª série C. B) total de alunos: 140; 5ª série C. C) total de alunos: 150; 5ª série A. D) total de alunos: 160; 5ª série D. 04. ( UFRS ) As questões de Matemática do Concurso Vestibular da UFRGS de 2004 foram classificadas em categorias quanto ao índice de facilidade, como mostra o gráfico de barras a seguir. Se esta classificação fosse apresentada em um gráfico de setores circulares, a cada categoria corresponderia um setor circular. O ângulo do maior desses setores mediria a) 80°. b) 120°. c) 157°. d) 168°. 216 e) 172°. 05. (UNIMONTES – PAES) O gráfico de setor, abaixo, foi construído após uma pesquisa feita junto a 450 alunos do ensino médio do Colégio Alfa que responderam à seguinte pergunta: Qual a disciplina de que você mais gosta? O ângulo do setor que indica o número de alunos que gostam da disciplina Física mede a) 86º 24’. b) 86º 40’. c) 86º 4’. d) 88º 4’. Analise as afirmações a seguir, de acordo com os dados acima. ( ) As intenções de voto no candidato J sempre foram superiores às do candidato C. ( ) As intenções de voto no candidato C sempre decresceram, a partir da segunda pesquisa. ( ) O crescimento percentual das intenções de voto no candidato J, entre a primeira e a quinta pesquisa, foi igual ao decrescimento percentual do candidato C no mesmo período. ( ) A média de intenções de voto no candidato J, nas cinco pesquisas, foi superior a 38%. ( ) Da segunda à quinta pesquisa, as intenções de voto no candidato J cresceram linearmente. 08. (Ufmg 2006) Este gráfico representa o resultado de uma pesquisa realizada com 1 000 famílias com filhos em idade escolar: 06. ( ENEM -2012 ) O dono de uma farmácia resolveu colocar à vista do público o gráfico mostrado a seguir, que apresenta a evolução do total de vendas (em Reais) de certo medicamento ao longo do ano de 2011. De acordo com o gráfico, os meses em que ocorreram, respectivamente, a maior e a menor venda absolutas em 2011 foram A) março e abril. B) março e agosto. C) agosto e setembro. D) junho e setembro. E) junho e agosto. 07. (Ufpe 2005) Em cinco pesquisas sobre as intenções de voto para as próximas eleições, os candidatos J e C obtiveram os resultados percentuais ilustrados no gráfico a seguir. Considere estas afirmativas referentes às famílias pesquisadas: I) O pai participa da renda familiar em menos de 850 dessas famílias. II) O pai e a mãe participam, juntos, da renda familiar em mais de 500 dessas famílias. Então, é CORRETO afirmar que a) nenhuma das afirmativas é verdadeira. b) apenas a afirmativa I é verdadeira. c) apenas a afirmativa II é verdadeira. d) ambas as afirmativas são verdadeiras. 09. (Ufg 2008) O gráfico a seguir mostra a prevalência de obesidade da população dos EUA, na faixa etária de 20 a 74 anos, para mulheres e homens, e de 12 a 19 anos, para meninas e meninos. 217 e) tanto em 2001, como em 2003, o que indica não haver relação significativa entre lucro, produtividade e número de operários. 11. (Bnb) Um servidor federal recebeu o seu salário referente ao mês de janeiro de 2007 e planejou seus gastos de acordo com a planilha a seguir: De acordo com os dados apresentados neste gráfico, A) de 1960 a 2002, em média, 30% dos homens estavam obesos. B) a porcentagem de meninas obesas, no período 19992002, era o dobro da porcentagem de meninas obesas no período 1988-1994. C) no período 1999-2002, mais de 20% dos meninos estavam obesos. D) no período 1999-2002, mais de 50% da população pesquisada estava obesa. E) a porcentagem de mulheres obesas no período19881994 era superior à porcentagem de mulheres obesas no período 1976-1980 10. ( ENEM ) As empresas querem a metade das pessoas trabalhando o dobro para produzir o triplo. (Revista "Você S/A", 2004) Preocupado em otimizar seus ganhos, um empresário encomendou um estudo sobre a produtividade de seus funcionários nos últimos quatro anos, entendida por ele, de forma simplificada, como a relação direta entre seu lucro anual (L) e o número de operários envolvidos na produção (n). Do estudo, resultou o gráfico a seguir. Sendo R$ 1.800,00 o salário líquido recebido por esse servidor, a quantia gasta por ele no carnaval foi: a) R$ 441,00 b) R$ 270,00 c) R$ 288,00 d) R$ 108,00 e) R$ 252,00 12. (UNIMONTES – PAES) A primeira etapa da prova da 3ª Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas foi aplicada na Escola Delta. A freqüência registrada dos alunos foi a seguinte: O número de alunos do Nível 1 que compareceram à realização da prova foi de a) 375. b) 450. c) 350. d) 1250. 13. (BNDES) A tabela a seguir mostra o número de gols marcados pela equipe X nas partidas do último torneio que disputou. Ao procurar, no gráfico, uma relação entre seu lucro, produtividade e número de operários, o empresário concluiu que a maior produtividade ocorreu em 2002, e o maior lucro a) em 2000, indicando que, quanto maior o número de operários trabalhando, maior é o seu lucro. b) em 2001, indicando que a redução do número de operários não significa necessariamente o aumento dos lucros. c) também em 2002, indicando que lucro e produtividade mantêm uma relação direta que independe do número de operários. d) em 2003, devido à significativa redução de despesas com salários e encargos trabalhistas de seus operários. Qual foi o número médio de gols, por partida, marcados por essa equipe? A) 1 B) 1,25 C) 1,5 D) 1,75 E) 2 14. (UNIMONTES – PAES) Os funcionários da empresa ZETA são classificados em quatro níveis, e os salários são de acordo com os mesmos. Abaixo temos descrita a tabela dos salários. 218 e) 138 cm 17. ( ENEM – 2012 ) A tabela a seguir mostra a evolução da receita bruta anual nos três últimos anos de cinco microempresas (ME) que se encontram à venda. O salário médio mensal dos funcionários dessa empresa é, aproximadamente, a) 585. b) 595. c) 580. d) 590. 15. (Enem) Brasil e França têm relações comerciais há mais de 200 anos. Enquanto a França é a 5.ª nação mais rica do planeta, o Brasil é a 10.ª, e ambas se destacam na economia mundial. No entanto, devido a uma série de restrições, o comércio entre esses dois países ainda não é adequadamente explorado, como mostra a tabela seguinte, referente ao período 2003-2007. Os dados da tabela mostram que, no período considerado, os valores médios dos investimentos da França no Brasil foram maiores que os investimentos do Brasil na França em um valor A) inferior a 300 milhões de dólares. B) superior a 300 milhões de dólares, mas inferior a 400 milhões de dólares. C) superior a 400 milhões de dólares, mas inferior a 500 milhões de dólares. D) superior a 500 milhões de dólares, mas inferior a 600 milhões de dólares. E) superior a 600 milhões de dólares. 16. (Bnb) A tabela a seguir indica a distribuição de freqüência das estaturas das crianças de um acampamento infantil. a) b) c) d) A altura média das crianças desse acampamento é 145 cm 143 cm 147 cm 153 cm Um investidor deseja comprar duas das empresas listadas na tabela. Para tal, ele calcula a média da receita bruta anual dos últimos três anos (de 2009 até 2011) e escolhe as duas empresas de maior média anual. As empresas que este investidor escolhe comprar são A) Balas W e Pizzaria Y. B) Chocolates X e Tecelagem Z. C) Pizzaria Y e Alfinetes V. D) Pizzaria Y e Chocolates X. E) Tecelagem Z e Alfinetes V. 18. (UNIMONTES-2010) Em um conjunto de 10 números, se cada um deles for aumentado de 20 unidades, a média aritmética dos dez números originais A) é aumentada de 200 unidades. B) permanece a mesma. C) é aumentada de 2 unidades. D) é aumentada de 20 unidades. 19. ( FGV – SP ) A tabela abaixo representa a distribuição de freqüências dos salários de um grupo de 50 empregados de uma empresa, em certo mês. Nº da classe salário do mês nº de empregados 1 1000 2000 20 2 2000 3000 18 3 3000 4000 9 4 4000 5000 3 O salário médio desses empregados, nesse mês, foi de A) R$ 2637,00 B) R$ 2520,00 C) R$ 2500,00 D) R$ 2420,00 E) R$ 2400,00 20. ( PUC – SP ) O histograma abaixo apresenta a distribuição de freqüência das faixas salariais numa pequena empresa. Com os dados disponíveis, pode-se concluir que a média desses salários é, aproximadamente: Nº de funcionários a) R$ 420,00 14 b) R$ 536,00 c) R$ 562,00 d) R$ 640,00 e) R$ 708,00 4 2 0 500 1000 1500 2000 2500 salários 219 21. ( Fuvest – SP ) A distribuição das idades dos alunos de uma sala de aula é dada pelo seguinte gráfico: Nº de alunos 23 20 10 5 2 24. ( Unimontes – 2006 ) Em uma escola de ensino médio, para ser aprovado, é necessário ter média 5. Os alunos fazem 4 provas durante o ano. A primeira tem peso 1; a segunda e a terceira, peso 2; a quarta, peso 3. Na tabela abaixo, temos as notas obtidas por quatro colegas PROVAS ALUNOS 16 17 18 19 20 Idade ( anos ) Qual das alternativas representa melhor a média das idades dos alunos ? a) 16 anos e 10 meses b) 17 anos e 1 mês c) 17 anos e 5 meses d) 18 anos e 6 meses e) 19 anos e 2 meses 22. ( FGV – SP ) Numa pesquisa em determinada cidade foram obtidos os seguintes dados, relativos ao número de crianças por família : Nº de crianças por família Porcentagem de famílias na cidade 0 5 1 25 2 30 3 20 4 5 ou mais BENTO JORGE MARIA PEDRO 1ª 4 8 5 7 2ª 3ª 4ª 5 7 6 6 5 5 7 6 6 3 8 5 As médias finais de Bento, foram, respectivamente : a) 5,25 ; 6,125 ; 6,875 ; b) 5,25 ; 5,125 ; 6,875 ; c) 5,25 ; 5,125 ; 6,125 ; d) 5,25 ; 5,125 ; 6,875 ; Jorge, Maria e Pedro 5,75 5,75 5,75 6,75 25. (ENEM) Depois de jogar um dado em forma de cubo e de faces numeradas de 1 a 6, por 10 vezes consecutivas, e anotar o número obtido em cada jogada, construiu-se a seguinte tabela de distribuição de frequências. 10 10 O número médio de crianças nas famílias com 5 ou mais filhos é 5,8. O número médio de crianças por família nesta cidade é, então, igual a : a) 2,00 b) 2,30 c) 2,43 d) 2,55 e) 3,00 23. ( PUCCAMP ) A tabela abaixo mostra os resultados de uma pesquisa sobre a faixa salarial dos funcionários de uma empresa que usam bicicleta para ir ao trabalho. O salário médio desses trabalhadores é A) R$ 425,00 B) R$ 480,00 C) R$ 521,00 D) R$ 565,00 A média, mediana e moda dessa distribuição de frequências são, respectivamente A) 3, 2 e 1 B) 3, 3 e 1 C) 3, 4 e 2 D) 5, 4 e 2 E) 6, 2 e 4 26. (ENEM) Na tabela, são apresentados dados da cotação mensal do ovo extra branco vendido no atacado, em Brasília, em reais, por caixa de 30 dúzias de ovos, em alguns meses dos anos 2007 e 2008. De acordo com esses dados, o valor da mediana das cotações mensais do ovo extra branco nesse período era igual a a) R$ 73,10. b) R$ 81,50. c) R$ 82,00. d) R$ 83,00 e) R$ 85,30 220 27. (ENEM/2009) Suponha que a etapa final de uma gincana escolar consista em um desafio de conhecimentos. Cada equipe escolheria 10 alunos para realizar uma prova objetiva, e a pontuação da equipe seria dada pela mediana das notas obtidas pelos alunos. As provas valiam, no máximo, 10 pontos cada. Ao final, a vencedora foi a equipe Ômega, com 7,8 pontos, seguida pela equipe Delta, com 7,6 pontos. Um dos alunos da equipe Gama, a qual ficou na terceira e última colocação, não pôde comparecer, tendo recebido nota zero na prova. As notas obtidas pelos 10 alunos da equipe Gama foram 10; 6,5; 8; 10; 7; 6,5; 7; 8; 6; 0. Se o aluno da equipe Gama que faltou tivesse comparecido, essa equipe A) teria a pontuação igual a 6,5 se ele obtivesse nota 0. B) seria a vencedora se ele obtivesse nota 10. C) seria a segunda colocada se ele obtivesse nota 8. D) permaneceria na terceira posição, independentemente da nota obtida pelo aluno. E) empataria com a equipe Ômega na primeira colocação se o aluno obtivesse nota 9. 28. (COTEC) A distribuição dada pela tabela abaixo apresenta os pares de calçados numa loja, em determinado dia, de acordo com o numero usado de certa marca. Número Frequência usado 36 2 37 2 38 3 39 3 40 2 41 4 42 1 43 2 A mediana para essa distribuição é igual a A) 40 B) 41 C) 38 D) 39 29. (FGV-SP) Quatro amigos calcularam a média e a mediana de suas alturas, tendo encontrado como resultados 1,72 m e 1,70 m , respectivamente. A média entre as alturas do mais alto e do mais baixo, em metros, é igual a: A)1,71 B)1,72 C)1,73 D)1,74 30. (FGV-SP) Sejam os números 7, 8, 3, 5, 9 e 5 seis números de uma lista de nove números inteiros. O maior valor possível para a mediana dos nove números da lista é: a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e) 9 31. (UFU-MG) As 10 medidas colhidas por um cientista num determinado experimento, todas na mesma unidade, foram os seguintes: 1,2; 1,2; 1,4; 1,5; 1,5; 2,0; 2,0; 2,0; 2,0; 2,2 Ao trabalhar na análise estatística dos dados, o cientista esqueceu-se, por descuido, de considerar uma dessas medidas. Dessa forma, comparando os resultados obtidos pelo cientista em sua análise estatística com os resultados corretos para amostra, podemos afirmar que: a) a moda e a média foram afetadas. b) a moda não foi afetada, mas a média foi. c) a moda foi afetada, mas a média não foi. d) a moda e a média não foram afetadas. 32. (ENEM) A classificação de um país no quadro de medalhas nos Jogos Olímpicos depende do número de medalhas de ouro que obteve na competição, tendo como critérios de desempate o número de medalhas de prata seguido do número de medalhas de bronze conquistados. Nas Olimpíadas de 2004, o Brasil foi o décimo sexto colocado no quadro de medalhas, tendo obtido 5 medalhas de ouro, 2 de prata e 3 de bronze. Parte desse quadro de medalhas é reproduzida a seguir Se o Brasil tivesse obtido mais 4 medalhas de ouro, 4 de prata e 10 de bronze, sem alteração no número de medalhas dos demais países mostrados no quadro, qual teria sido a classificação brasileira no quadro de medalhas das Olimpíadas de 2004? A) 13º B) 12º C) 11º D) 10º E) 9º 33. (ENEM) Os dados do gráfico seguinte foram gerados a partir de dados colhidos no conjunto de seis regiões metropolitanas pelo Departamento Intersindical de Estatística e Estudos Socioeconômicos (Dieese). 221 35. ( UERJ ) O gráfico a seguir representa, em reais, as vendas anuais de uma empresa no período de 1996 a 2001. Determine : a) A média anual das vendas dessa empresa Supondo que o total de pessoas pesquisadas na região metropolitana de Porto Alegre equivale a 250000, o número de desempregados em março de 2010, nessa região, foi de A) 24500. B) 25000. C) 220500. D) 223000. E) 227500. b) O desvio empresa médio da arrecadação dessa c) A variância da arrecadação dessa empresa 36. (UfPR 2008) Considere as seguintes medidas descritivas das notas finais dos alunos de três turmas: 34. (UNIMONTES – PAES) A tabela abaixo indica a quantidade de salários mínimos (SM) mensais pagos a 200 empregados da Empresa Delta. O gráfico que indica a porcentagem de funcionários de cada faixa salarial em relação ao total dos funcionários é Com base nesses dados, considere as seguintes afirmativas: 1. Apesar de as médias serem iguais nas três turmas, as notas dos alunos da turma B foram as que se apresentaram mais heterogêneas. 2. As três turmas tiveram a mesma média, mas com variação diferente. 3. As notas da turma A se apresentaram mais dispersas em torno da média. Assinale a alternativa correta. A) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. B) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. C) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. D) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. 37. (Fgv 2003) Um conjunto de dados numéricos tem variância igual a zero. Podemos concluir que: a) a média também vale zero. b) a mediana também vale zero. c) a moda também vale zero. d) o desvio padrão também vale zero. e) todos os valores desse conjunto são iguais a zero. 38. ( ENEM – 2012 ) Um produtor de café irrigado em Minas Gerais recebeu um relatório de consultoria estatística, constando, entre outras informações, o desvio padrão das produções de uma safra dos talhões de sua propriedade. Os talhões têm a mesma área de 30 000 m2 e o valor obtido para o desvio padrão foi de 90 kg/talhão. O produtor deve apresentar as 222 informações sobre a produção e a variância dessas 2 produções em sacas de 60 kg por hectare (10 000 m ). A variância das produções dos talhões expressa em 2 (sacas/hectare) é A) 20,25. B) 4,50. C) 0,71. D) 0,50. E) 0,25. notas conforme os histogramas abaixo. Nº de questões acertadas GRUPO A 90 70 50 30 10 39. ( FGV – SP ) Dois atiradores, A e B, numa série de 20 tiros num alvo com a forma indicada na figura seguinte obtiveram os resultados que estão anotados no quadro ao lado da figura. 0 10 20 30 50 ATIRADORES PONTOS 50 30 20 10 0 A 4 6 5 4 1 B 6 3 5 3 3 Observando o quadro acima pode-se afirmar que : a) Em relação ao atirador A, a “Moda” em sua seqüência de tiros foi de 50 pontos. b) Em relação ao atirador B, a “Moda” em sua seqüência de tiros foi de 30 pontos. c) O atirador A teve, em média, a melhor pontuação; d) O atirador B teve, em média, a melhor pontuação; e) Os dois atiradores tiveram a mesma pontuação média; 40. ( Unimontes / PAES – 2002 ) Em um relatório acerca do resultado final do balanço de uma empresa que havia obtido prejuízo, o contador apresentou cálculo, mostrando que o lucro tinha média “ – 1000 ” ( em reais ) e desvio padrão “ – 150 ” ( em reais ). O diretor da empresa devolveu o mesmo, alegando incorreções. Com respeito à situação descrita, podemos afirmar que : a) tanto a média quanto o desvio padrão estavam errados; b) o contador está certo; c) o diretor de empresa tinha razão e havia erro na média; d) o diretor de empresa tinha razão e havia erro no desvio padrão; 41. ( Unimontes – 2006 ) Os números abaixo correspondem às alturas ( em cm ) dos jogadores da seleção de futebol de um certo país. 169 159 166 168 169 166 164 159 161 166 162 A moda desse conjunto de dados é A) 165 B) 159 C) 166 D) 169 42. ( PAES / UNIMONTES – 2003 ) Considere a seguinte definição: Desvio médio é a média aritmética das diferenças, em módulo, entre os valores de uma seqüência de dados e a média aritmética dessa seqüência. Dois grupos de cinco alunos, grupo A e grupo B, foram submetidos a um teste com 100 questões, obtendo as Aluno 1 Aluno 2 Aluno 3 Aluno 4 Aluno 5 Nº de questões acertadas GRUPO B 70 60 50 40 30 Aluno 1 Aluno 2 Aluno 3 Aluno 4 Aluno 5 O desvio médio das notas de cada grupo é, respectivamente : a) 50 e 30 b) 24 e 10 c) 5 e 10 d) 24 e 12 43. Em um supermercado, a reposição de pacotes de arroz por dia, permitiu a construção da seguinte tabela de dados : Marca do Arroz Nº de Pacotes A B C D 80 20 60 40 Pode-se afirmar que o desvio médio existente nas quantidades de pacotes de arroz das marcas A, B, C e D é : a) 16 b) 17 c) 18 d) 19 e) 20 44. (Unicamp – SP ) A média aritmética de um grupo de 120 pessoas é de 40 anos. Se a média aritmética das idades das mulheres é de 35 anos e a dos homens é de 50 anos, qual o número de pessoas de cada sexo no grupo ? 45. ( Fuvest – SP ) Sabe-se que a média aritmética de cinco números inteiros distintos, estritamente positivos, é 16. O maior valor que um desses inteiros pode assumir é de : a) 16 223 b) c) d) e) 20 50 70 100 46. (FIP-2012) ENEM: uma evolução do número de participantes Em 1998, apenas 157.200 inscritos participaram da primeira edição. Em 2001, com a concessão de isenção da taxa de inscrição aos alunos da rede pública de todo país pelo MEC, Ministério da Educação, o número de inscritos saltou para um valor expressivo de 1.600.000 participantes. O ano de 2004 foi marcado pela criação do Programa Universidade para Todos (ProUni), com concessões de bolsas em IES privadas agregadas às notas obtidas no Exame. No ano seguinte ao lançamento do ProUni, o Enem alcançou a histórica marca de 3 milhões de inscritos. No ano de 2008, o Exame teve mais de 4 milhões de inscritos. A evolução do número de inscritos é apresentada no gráfico abaixo. Com base nas informações e no gráfico, observa-se que a ÚNICA alternativa INCORRETA é: A) O número de participantes dobrou no período de 2004 para 2005. B) O ano de 2008 teve mais de 4 milhões de inscritos, um valor entre 25 e 30 vezes mais do que a primeira edição. C) Nos anos de 2001 e 2005, aconteceram aumentos expressivos no número de participantes. D) Todos os segmentos de reta apresentados no gráfico têm inclinação positiva, indicando, portanto, um crescimento constante a cada nova edição do Enem. 47. (FIP-2012) Muito mais motos, ainda muito mais mortos. Analise o quadro abaixo sobre a Evolução da frota de veículos, das vítimas e das taxas de vítimas (por 100 mil veículos) em acidentes de trânsito. De acordo com os dados acima, é correto inferir que: A) A frota de motocicletas cresceu 369% nessa década, enquanto as mortes de motociclistas cresceram 417%. B) A frota de automóveis aumentou 24%, e as vítimas de acidentes com automóvel, 57%. C) Nessa década, o número de vítimas de automóvel oscilou de um mínimo de 32,5 até um máximo de 41,5, com média decenal de 38 mortes por grupo de cada 100 mil automóveis registrados. Isto é, a mortalidade envolvendo motocicletas por veículo foi quase 2,5 vezes maior que a dos automóveis. D) Em 1998, havia 2,8 milhões de motos, representando 11,5% da frota total do país. Em 2008, o número salta para 13,1 milhões, representando 32% do total nacional de veículos. GABARITO 01. C 02. B 03. A 04. D 224 05. 06. 07. 08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. A E FFFVF C E B E B B C D B D D E E C C D B B D D D D D B B A A a) 3 milhões b) 1.333.333,33 C D E E D C D E 40 homens e 80 mulheres D D C Com base no gráfico, qual item foi determinante para a inflação de maio de 2008? A) Alimentação e bebidas. B) Artigos de residência. C) Habitação. D) Vestuário. E) Transportes. c) 2,67 QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2009) Para o cálculo da inflação, utiliza-se, entre outros, o Índice Nacional de Preços ao Consumidor Amplo (IPCA), que toma como base os gastos das famílias residentes nas áreas urbanas, com rendimentos mensais compreendidos entre um e quarenta salários mínimos. O gráfico a seguir mostra as variações do IPCA de quatro capitais brasileiras no mês de maio de 2008. 02.(ENEM-2009) A importância do desenvolvimento da atividade turística no Brasil relaciona-se especialmente com os possíveis efeitos na redução da pobreza e das desigualdades por meio da geração de novos postos de trabalho e da contribuição para o desenvolvimento sustentável regional. No gráfico são mostrados três cenários – pessimista, previsível, otimista – a respeito da geração de empregos pelo desenvolvimento de atividades turísticas. De acordo com o gráfico, em 2009, o número de empregos gerados pelo turismo será superior a A) 602.900 no cenário previsível. B) 660.000 no cenário otimista. C) 316.000 e inferior a 416.000 no cenário previsível. D) 235.700 e inferior a 353.800 no cenário pessimista. E) 516.000 e inferior a 616.000 no cenário otimista. 03. (ENEM-2009) Nos últimos anos, o aumento da população, aliado ao crescente consumo de água, tem gerado inúmeras preocupações, incluindo o uso desta na produção de alimentos. O gráfico mostra a quantidade de litros de água necessária para a produção de 1 kg de alguns alimentos. 225 Na região Norte, a frequência relativa de eleição dos prefeitos no 2º turno foi, aproximadamente, A) 42,86% B) 44,44% C) 50,00% D) 57,14% E) 57,69% Com base no gráfico, para a produção de 100 kg de milho, 100 kg de trigo, 100 kg de arroz,100 kg de carne de porco e 600 kg de carne de boi,a quantidade média necessária de água, por quilograma de alimento produzido, é aproximadamente igual a A) 415 litros por quilograma. B) 11.200 litros por quilograma. C) 27.000 litros por quilograma. D) 2.240.000 litros por quilograma. E) 2.700.000 litros por quilograma. 04. (ENEM-2009) No quadro seguinte, são informados os turnos em que foram eleitos os prefeitos das capitais de todos os estados brasileiros em 2004. 05. (ENEM-2009) Cinco equipes A, B, C, D e E disputaram uma prova de gincana na qual as pontuações recebidas podiam ser 0, 1, 2 ou 3. A mediadas cinco equipes foi de 2 pontos. As notas das equipes foram colocadas no gráfico a seguir, entretanto, esqueceram de representar as notas da equipe D e da equipe E. Mesmo sem aparecer as notas das equipes D e E, pode-se concluir que os valores da moda e da mediana são, respectivamente, A) 1,5 e 2,0. B) 2,0 e 1,5. C) 2,0 e 2,0. D) 2,0 e 3,0. E) 3,0 e 2,0. 06. (ENEM-2009) Considere que as médias finais dos alunos de um curso foram representadas no gráfico a seguir. Sabendo que a média para aprovação nesse curso era maior ou igual a 6,0, qual foi a porcentagem de alunos aprovados? A) 18% B) 21% C) 36% D) 50% 226 E) 72% 07. (ENEM-2009) Depois de jogar um dado em forma de cubo e de faces numeradas de 1 a 6, por 10 vezes consecutivas,e anotar o número obtido em cada jogada, construí-se a seguinte tabela de distribuição de freqüências. A média, mediana e moda dessa distribuição de frequências são respectivamente: A) 3, 2 e 1 B) 3, 3 e 1 C) 3, 4 e 2 D) 5, 4 e 2 E) 6, 2 e 4 08. (ENEM-2010) Em sete de abril de 2004, um jornal publicou o ranking de desmatamento, conforme o gráfico, da chamada Amazônia Legal, integrada por nove estados. Considerando-se que até 2009 o desmatamento cresceu 10,5% em relação aos dados de 2004, o desmatamento médio por estado em 2009 está entre A.100 km² e 900 km². B. 1 000 km² e 2 700 km². C. 2 800 km² e 3 200 km². D. 3 300 km² e 4 000 km². E. 4 100 km² e 5 800 km². 09. (ENEM-2010)Os dados do gráfico foram coletados por meio da Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios. Supondo-se que, no Sudeste, 14 900 estudantes foram entrevistados nessa pesquisa, quantos deles possuíam telefone móvel celular? A) 5 513 B) 6 556 C) 7 450 D) 8 344 E) 9 536 10. (ENEM-2010) O gráfico a seguir representa o gasto militar dos Estados Unidos, no período de 1988 a 2006. Com base no gráfico, o gasto militar no início da guerra no Iraque foi de A. U$ 4.174.000,00. B. U$ 41.740.000,00. C. U$ 417.400.000,00. D. U$ 41.740.000.000,00. E. U$ 417.400.000.000,00. 11. (ENEM-2010) A classificação de um país no quadro de medalhas nos Jogos Olímpicos depende do número de medalhas de ouro que obteve na competição, tendo como critérios de desempate o número de medalhas de prata seguido do número de medalhas de bronze conquistados. Nas Olimpíadas de 2004, o Brasil foi o décimo sexto colocado no quadro de medalhas, tendo obtido 5 medalhas de ouro, 2 de prata e 3 de bronze. Parte desse quadro de medalhas é reproduzida a seguir. 227 Se o padrão na variação do período 2004/2010 se mantiver nos próximos 6 anos, e sabendo que o número de favelas em 2010 é 968, então o número de favelas em 2016 será A. menor que 1 150. B. 218 unidades maior que em 2004. C. maior que 1 150 e menor que 1 200. D. 177 unidades maior que em 2010. E. maior que 1 200. Se o Brasil tivesse obtido mais 4 medalhas de ouro, 4 de prata e 10 de bronze, sem alteração no número de medalhas dos demais países mostrados no quadro, qual teria sido a classificação brasileira no quadro de medalhas das Olimpíadas de 2004? A)13º B) 12º C) 11º D) 10º E) 9º 14. (ENEM-2010) O gráfico apresenta a quantidade de gols marcados pelos artilheiros das Copas do Mundo desde a Copa de 1930 até a de 2006. 12. (ENEM-2010) Os dados do gráfico seguinte foram gerados a partir de dados colhidos no conjunto de seis regiões metropolitanas pelo Departamento Intersindical de Estatística e Estudos Socioeconômicos (DIEESE). A partir dos dados apresentados, qual a mediana das quantidades de gols marcados pelos artilheiros das Copas do Mundo? A) 6 gols B) 6,5 gols C) 7 gols D) 7,3 gols E) 8,5 gols Supondo que o total de pessoas pesquisadas na região metropolitana de Porto Alegre equivale a 250000, o número de desempregados em março de 2010, nessa região, foi de A) 24 500. B) 25 000. C) 220 500. D) 223 000. E) 227 500. 15. (ENEM-2010) Marco e Paulo foram classificados em um concurso. Para classificação no concurso o candidato deveria obter média aritmética na pontuação igual ou superior a 14. Em caso de empate na média, o desempate seria em favor da pontuação mais regular. No quadro a seguir são apresentados os pontos obtidos nas provas de Matemática, Português e Conhecimentos Gerais, a média, a mediana e o desvio padrão dos dois candidatos. Dados dos candidatos no concurso 13. (ENEM-2010) O gráfico mostra o número de favelas no município do Rio de Janeiro entre 1980 e 2004, considerando que a variação nesse número entre os anos considerados é linear. O candidato com pontuação mais regular, portanto mais bem classificado no concurso, é A. Marco, pois a média e a mediana são iguais. B. Marco, pois obteve menor desvio padrão. C. Paulo, pois obteve a maior pontuação da tabela, 19 em Português. D. Paulo, pois obteve maior mediana. E. Paulo, pois obteve maior desvio padrão. 228 15. (ENEM-2010) O quadro seguinte mostra o desempenho de um time de futebol no último campeonato. A coluna da esquerda mostra o número de gols marcados e a coluna da direita informa em quantos jogos o time marcou aquele número de gols. Se X, Y e Z são, respectivamente, a média, a mediana e a moda desta distribuição, então A. X = Y < Z. B. Z < X = Y. C. Y < Z < X. D. Z < X < Y. E. Z < Y < X. 16. (ENEM-2010) Para conseguir chegar a um número recorde de produção de ovos de Páscoa, as empresas brasileiras começam a se planejar para esse período com um ano de antecedência. O gráfico a seguir mostra o número de ovos de Páscoa produzidos no Brasil no período de 2005 a 2009. Analisando os dados percentuais do gráfico, qual a diferença entre o maior e o menor centro em crescimento no pólo das indústrias? A) 75,28 B) 64,09 C) 56,95 D) 45,76 E) 30,07 18. (ENEM-2013) Cinco empresas de gêneros alimentícios encontram-se à venda. Um empresário, almejando ampliar os seus investimentos, deseja comprar uma dessas empresas. Para escolher qual delas irá comprar, analisa o lucro (em milhões de reais) de cada uma delas, em função de seus tempos (em anos) de existência, decidindo comprar a empresa que apresente o maior lucro médio anual. O quadro apresenta o lucro (em milhões de reais) acumulado ao longo do tempo (em anos) de existência de cada empresa. De acordo com o gráfico, o biênio que apresentou maior produção acumulada foi A. 2004-2005. B. 2005-2006. C. 2006-2007. D. 2007-2008. E. 2008-2009. O empresário decidiu comprar a empresa A) F. B) G. C) H. D) M. E) P. 17. (ENEM-2013) A cidade de Guarulhos (SP) tem o 8º PIB municipal do Brasil, além do maior aeroporto da América do Sul. Em proporção, possui a economia que mais cresce em indústrias, conforme mostra o gráfico. 19. (ENEM-2013) Deseja-se postar cartas não comerciais, sendo duas de 100 g, três de 200 g e uma de 350 g. O gráfico mostra o custo para enviar uma carta não comercial pelos Correios: 229 A quantidade total de arroz, em toneladas, que deverá ser produzida no período de 2012 a 2021 será de A) 497,25. B) 500,85. C) 502,87. D) 558,75. E)563,25. O valor total gasto, em reais, para postar essas cartas é de A) 8,35. B) 12,50. C) 14,40. D) 15,35. E) 18,05. 20. (ENEM-2013) Foi realizado um levantamento nos 200 hotéis de uma cidade, no qual foram anotados os valores, em reais, das diárias para um quarto padrão de casal e a quantidade de hotéis para cada valor da diária. Os valores das diárias foram: A = R$ 200,00; B = R$ 300,00; C = R$ 400,00 e D = R$ 600,00. No gráfico, as áreas representam as quantidades de hotéis pesquisados, em porcentagem, para cada valor da diária. O valor mediano da diária, em reais, para o quarto padrão de casal nessa cidade, é A) 300,00. B) 345,00. C) 350,00. D) 375,00. E)400,00. 21. (ENEM-2013)As projeções para a produção de arroz no período de 2012 - 2021, em uma determinada região produtora, apontam para uma perspectiva de crescimento constante da produção anual. O quadro apresenta a quantidade de arroz, em toneladas, que será produzida nos primeiros anos desse período, de acordo com essa projeção. 22. (ENEM-2013) As notas de um professor que participou de um processo seletivo, em que a banca avaliadora era composta por cinco membros, são apresentadas no gráfico. Sabe-se que cada membro da banca atribuiu duas notas ao professor, uma relativa aos conhecimentos específicos da área de atuação e outra, aos conhecimentos pedagógicos, e que a média final do professor foi dada pela média aritmética de todas as notas atribuídas pela banca avaliadora. Utilizando um novo critério, essa banca avaliadora resolveu descartar a maior e a menor notas atribuídas ao professor. A nova média, em relação à média anterior, é A) 0,25 ponto maior. B) 1,00 ponto maior. C) 1,00 ponto menor. D) 1,25 ponto maior. E) 2,00 pontos menor. 23. (ENEM-2013)Uma falsa relação O cruzamento da quantidade de horas estudadas como desempenho no Programa Internacional de Avaliação de Estudantes (Pisa) mostra que mais tempo na escola não é garantia de nota acima da média. 230 2001. Nesse período, o tamanho da frota de veículos mudou pouco, tendo no final de 2008 praticamente o mesmo tamanho que tinha em 2001. O gráfico a seguir mostra um índice de produtividade utilizado pelas empresas do setor, que é a razão entre o total de passageiros transportados por dia e o tamanho da frota de veículos. Dos países com notas abaixo da média nesse exame, aquele que apresenta maior quantidade de horas de estudo é A) Finlândia.B) Holanda.C) Israel. D) México.E) Rússia. 24. (ENEM-2013) O índice de eficiência utilizado por um produtor de leite para qualificar suas vacas é dado pelo produto do tempo de lactação (em dias) pela produção média diária de leite(em kg), dividido pelo intervalo entre partos (em meses). Para esse produtor, a vaca é qualificada como eficiente quando esse índice é, no mínimo, 281 quilogramas por mês, mantendo sempre as mesmas condições de manejo(alimentação, vacinação e outros). Na comparação de duas ou mais vacas, a mais eficiente é a que tem maior índice. A tabela apresenta os dados coletados de cinco vacas: Após a análise dos dados, o produtor avaliou que a vaca mais eficiente é a A) Malhada. B) Mamona. C) Maravilha. D) Mateira. E) Mimosa. 25. (ENEM-2009)Dados da Associação Nacional de Empresas de Transportes Urbanos (ANTU) mostram que o número de passageiros transportados mensalmente nas principais regiões metropolitanas do país vem caindo sistematicamente. Eram 476,7 milhões de passageiros em 1995, e esse número caiu para 321,9 milhões em abril de Disponível em: http://www.ntu.org.br. Acesso em 16 jul. 2009 (adaptado). Supondo que as frotas totais de veículos naquelas regiões metropolitanas em abril de 2001 e em outubro de 2008 eram do mesmo tamanho, os dados do gráfico permitem inferir que o total de passageiros transportados no mês de outubro de 2008 foi aproximadamente igual a A) 355 milhões. B) 400 milhões. C) 426 milhões. D) 441 milhões. E) 477 milhões. 26.(ENEM-2009) A suspeita de que haveria uma relação causal entre tabagismo e câncer de pulmão foi levantada pela primeira vez a partir de observações clínicas. Para testar essa possível associação, foram conduzidos inúmeros estudos epidemiológicos. Dentre esses, houve o estudo do número de casos de câncer em relação ao número de cigarros consumidos por dia, cujos resultados são mostrados no gráfico a seguir. Centers for Disease Control and Prevention CDC-EIS Summer Course – 1992 (adaptado). De acordo com as informações do gráfico, A) o consumo diário de cigarros e o número de casos de câncer de pulmão são grandezas inversamente proporcionais. B) o consumo diário de cigarros e o número de casos de câncer de pulmão são grandezas que não se relacionam. C) o consumo diário de cigarros e o número de casos de câncer de pulmão são grandezas diretamente proporcionais. 231 D) uma pessoa não fumante certamente nunca será diagnosticada com câncer de pulmão. E) o consumo diário de cigarros e o número de casos de câncer de pulmão são grandezas que estão relacionadas, mas sem proporcionalidade. 27.(ENEM-2009) Brasil e França têm relações comerciais há mais de 200 anos. Enquanto a França é a 5ª nação mais rica do planeta, o Brasil é a 10ª, e ambas se destacam na economia mundial. No entanto, devido a uma série de restrições, o comércio entre esses dois países ainda não é adequadamente explorado, como mostra a tabela seguinte, referente ao período 2003-2007. Investimen tos Bilaterais (em milhões de dólares) Ano Brasil na França França no Brasil 2003 367 825 2004 357 485 2005 354 1.458 2006 539 744 2007 280 1.214 Disponível em: www.cartacapital.com.br. Acesso em: 7 jul. 2009. Os dados da tabela mostram que, no período considerado, os valores médios dos investimentos da França no Brasil foram maiores que os investimentos do Brasil na França em um valor A) inferior a 300 milhões de dólares. B) superior a 300 milhões de dólares, mas inferior a 400 milhões de dólares. C) superior a 400 milhões de dólares, mas inferior a 500 milhões de dólares. D) superior a 500 milhões de dólares, mas inferior a 600 milhões de dólares. E) superior a 600 milhões de dólares. 28.(ENEM/2009) A tabela mostra alguns dados da emissão de dióxido de carbono de uma fábrica, em função do número de toneladas produzidas. Produção Emissão de dióxido de carbono (em toneladas) (em partes por milhão - ppm) 1,1 2,14 1,2 2,30 1,3 2,46 1,4 2,64 1,5 2,83 1,6 3,03 1,7 3,25 1,8 3,48 1,9 3,73 2,0 4,00 Cadernos do Gestar II, Matemática TP3. Disponível em: www.mec.gov.br. Acesso em: 14 jul. 2009. Os dados na tabela indicam que a taxa média de variação entre a emissão de dióxido de carbono (em ppm) e a produção (em toneladas) é A) inferior a 0,18. B) superior a 0,18 e inferior a 0,50. C) superior a 0,50 e inferior a 1,50. D) superior a 1,50 e inferior a 2,80. E)superior a 2,80. 29.(ENEM/2009) Suponha que a etapa final de uma gincana escolar consista em um desafio de conhecimentos. Cada equipe escolheria 10 alunos para realizar uma prova objetiva, e a pontuação da equipe seria dada pela mediana das notas obtidas pelos alunos. As provas valiam, no máximo, 10 pontos cada. Ao final, a vencedora foi a equipe Ômega, com 7,8 pontos, seguida pela equipe Delta, com 7,6 pontos. Um dos alunos da equipe Gama, a qual ficou na terceira e última colocação, não pôde comparecer, tendo recebido nota zero na prova. As notas obtidas pelos 10 alunos da equipe Gama foram 10; 6,5; 8; 10; 7; 6,5; 7; 8; 6; 0. Se o aluno da equipe Gama que faltou tivesse comparecido, essa equipe A) teria a pontuação igual a 6,5 se ele obtivesse nota 0. B) seria a vencedora se ele obtivesse nota 10. C) seria a segunda colocada se ele obtivesse nota 8. D) permaneceria na terceira posição, independentemente da nota obtida pelo aluno. E) empataria com a equipe Ômega na primeira colocação se o aluno obtivesse nota 9. 30.(ENEM/2009) Na tabela, são apresentados dados da cotação mensal do ovo extra branco vendido no atacado, em Brasília, em reais, por caixa de 30 dúzias de ovos, em alguns meses dos anos 2007 e 2008. Mês Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março Abril Cotação R$ 83,00 R$ 73,10 R$ 81,60 R$ 82,00 R$ 85,30 R$ 84,00 R$ 84,60 Ano 2007 2007 2007 2008 2008 2008 2008 De acordo com esses dados, o valor da mediana das cotações mensais do ovo extra branco nesse período era igual a A) R$ 73,10. B) R$ 81,50. C) R$ 82,00. D) R$ 83,00. E) R$ 85,30. GABARITO 01. A 02. E 03. B 04. A 05. C 06. E 07. B 08. C 09. D 10. E 232 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. B A C B B E C B D C D B C D A E D D D D 233 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Semi-reta: Seja r uma reta dada e um ponto O qualquer pertencente a ela. A região da reta r que tem o ponto O como origem e que passa por um ponto B, por exemplo, denomina-se semi-reta OB . GEOMETRIA PLANA CUIDADOS IMPORTANTES r 1º - NUNCA PARTICULARIZE UMA FIGURA Quando esboçar uma figura seja o mais genérico possível. Ex.: Ao desenhar um quadrilátero, não tente classificálo em uma categoria específica ( quadrado, retângulo, paralelogramo ) desenhe um quadrilátero qualquer, com lados e ângulos diferentes, como o da figura abaixo. O Segmento de reta: É a parte da reta compreendida por dois pontos distintos especificados. Os pontos A e B são os extremos do segmento. A B B A D B r Reta suporte do segmento AB C ÂNGULOS 2º - NUNCA CLASSIFIQUE UMA FIGURA POR SUA APARÊNCIA Não conclua, por exemplo, que um triângulo é equilátero só porque seus lados “parecem” iguais. No triângulo ao lado, os lados podem ou não ter o mesmo tamanho. RIGIÃO CONVEXA Uma região é convexa se, e somente se, quaisquer dois pontos distintos A e B dessa região são extremidades de um segmento de reta AB totalmente contido nessa região. Ex.: ____ AB A B Não considere que um triângulo é retângulo só porque um de seus ângulos “parece” medir 90º . A B Nota : Observe que a reta é um conjunto de pontos convexos pois, para todo ponto A e para todo ponto B pertencentes à reta, o segmento AB está totalmente contido nessa reta. O triângulo ao lado pode ser ou não retângulo. C A B s ____ A, B e r ( A B, A r, B r ) AB r PONTO, RETA E PLANO Os mais simples entes geométricos imaginados são: Ponto, reta e plano. Eles são o ponto de partida para a construção das figuras geométricas. A ( Ponto ) r ( reta ) REGIÃO CÔNCAVA Nem todos os segmentos contidos nessa região. Ex.: ( plano ) Por definição, reta e plano são entes geométricos ilimitados. AB estão totalmente B A 234 CURSO DE MATEMÁTICA SEMI-PLANO HAMILTON E ALEX RESOLVA AS OPERAÇÕES ABAIXO Uma reta r contida num plano qualquer divide esse plano em dois semi-planos opostos em relação à essa reta r. r Ex.: 135º 57’ 49” + 81º 34’ 36” 40º 31’ 25” x 152º 1’ 40” 5 3 ’’ ’ ’ e ’’ são semi-planos opostos em relação à reta r. Ângulos A região côncava O O RADIANO: É a medida angular, formada pelos raios de uma circunferência, quando o arco compreendido por esses raios tiver o mesmo comprimento do raio. região convexa 1 rad 57,32º r r B 1 rad r rad = 180º Ângulo AÔB = Não esqueça que 3,14 e que rad = 180° UNIDADES DE MEDIDA DE UM ÂNGULO ÂNGULOS ESPECIAIS 1 O GRAU : É da circunferência. Por definição, 360 uma circunferência mede 360º. SUBMÚLTIPLOS DO GRAU Dois submúltiplos do grau merecem destaque: o minuto e o segundo. 1 Minuto: Um minuto ( 1’ ) é igual a do 60 1º grau; 1’ = , logo: 60 1º = 60’ Ângulo Reto É todo ângulo que medir 90º. Ângulo agudo É todo ângulo maior que 0º e menor que 90º. A O C 1 Segundo: Um segundo ( 1’’ ) é igual a do 60 1' minuto; 1’’ = , logo: 60 Ângulo Obtuso É todo ângulo maior que 90º e menor que 180º. A B O 1’ = 60’’ Observe que: 90º = 89º 59’ 60’’ 180º = 179º 59’ 60’’ Ângulo Nulo É aquele cujos lados coincidem. Sua medida é 0º. O B A 235 CURSO DE MATEMÁTICA Ângulo Raso É aquele cujos lados são semi-retas opostas. Sua medida é 180º. AÔB = 180º HAMILTON E ALEX Ângulos Suplementares São dois ângulos onde a soma de suas medidas é igual a 180º. 180º A B O O ângulo raso também é chamado de “dois retos”. + = 180º Suplemento de um Ângulo x Ângulos Opostos Pelo Vértice Dois ângulos são opostos pelo vértice se, e somente se, os lados de um deles são as respectivas semi-retas do outro. A C O B Sx = 180º – x Observe que: A medida de um ângulo é “x” A metade da media de um ângulo é D Cx 2 Ângulos opostos pelo vértice são congruentes. AÔB CÔD Bissetriz de um ângulo É uma semi-reta que tem origem no vértice e que divide esse ângulo ao meio( em duas partes congruentes ). A ( Bissetriz de AÔB ) x x O x 2 A metade do complemento de um ângulo é: 90º x 2 O complemento da metade de um ângulo é: 90º – ou x 2 Replemento de um Ângulo x Rx = 360º – x B Ângulos Complementares São dois ângulos onde a soma de suas medidas é igual a 90º. Ex = 270º – x Esplemento de um Ângulo x + = 90º RETAS PERPENDICULARES Complemento de um Ângulo x Cx = 90º – x Duas retas são perpendiculares ( símbolo ) se, e somente se, são concorrentes (único ponto em comum) e formarem ângulos de 90º entre si. Demonstração: A Cx x O AÔB = 90º; Se BÔC = x , então Cx + x = 90º ; Logo : C B Cx = 90º – x 236 CURSO DE MATEMÁTICA Distância de um Ponto P a uma Reta r HAMILTON E ALEX É a distância do ponto P à sua projeção ortogonal P’ sobre a reta r. P Quando os ângulos entre duas retas paralelas apresentam-se na forma da figura abaixo, temos que: a+c+e = b+d a b r P’ c d e Retas Paralelas Interceptadas Por Uma Transversal a c e g b Região Externa d Região Interna f Região Externa h Quando duas retas paralelas são interceptadas por uma transversal, oito ângulos são determinados. Dois a dois estes ângulos podem ser : e e e e e f g h Ângulos de mesma medida ( Congruentes ) Ângulos Colaterais Externos a e g b e h Ângulos de mesma medida ( Congruentes ) Ângulos Alternos Internos c e f d e e 2) Sejam AB = 12 cm e BC = 20 cm segmentos adjacentes e sejam M e N os pontos médios de AB e AC , respectivamente. Podemos afirmar que a medida do segmento MN é : a) 10 cm b) 12 cm c) 16 cm d) 18 cm e) 20 cm Ângulos de mesma medida ( Congruentes ) Ângulos Alternos Externos a e h b e g 1) As bissetrizes internas de dois ângulos adjacentes AÔB e BÔC formam um ângulo de 54º. Qual a medida, em graus, do ângulo AÔC ? A) 104º B) 108º C) 144º D) 156º E) 168º Ângulos Correspondentes a b c d EXERCÍCIOS São Suplementares a + g = 180º b + h = 180º Ângulos Colaterais Internos c e e d e f São Suplementares c + e = 180º d + f = 180º 3) ( UFMG ) Os pontos A, B, C e D são colineares e tais que AB = 6 cm, BC = 2 cm, AC = 8 cm e BD = 1 cm. Nessas condições, uma possível disposição desses pontos é : a) ADBC b) ABCD c) ACBD d) BCDA 4) ( PUC – MG ) Uma circunferência é dividida em sete arcos de medidas iguais. Dente as alternativas, o valor que mais se aproxima da medida de cada um desses arcos é: a) 51º 43’ b) 52º c) 51º 25’ 42” d) 51º 25’ 10” e) 53º 237 CURSO DE MATEMÁTICA 5) ( Mackenzie – SP ) A figura abaixo mostra dois ângulos adjacentes suplementares. B C O A Podemos afirmar que: a) As bissetrizes dos ângulos AÔB e BÔC são perpendiculares. b) A medida do ângulo AÔB é a metade da medida do ângulo BÔC. c) O ângulo BÔC mede o triplo de AÔB. d) O ângulo formado pelas bissetrizes dos ângulos AÔB e BÔC tem medida menor que 90º. e) N.d.a. 6) ( Cescem – SP ) A medida de um ângulo está para a medida do seu complemento assim como 1 está para 5. Esse ângulo mede: a) 75º b) 20º c) 10º d) 15º e) 25º 7) ( UFPA ) Na figura abaixo, as retas r e s são perpendiculares e as retas m e n são paralelas. Então, a medida do ângulo , em graus, é igual a: s A) 70 r B) 60 C) 45 m D) 40 E) 30 20º n 8) ( UFPI ) O complemento de um ângulo é igual à terça parte do suplemento desse ângulo. A medida desse ângulo é: a) 35º b) 40º c) 45º d) 50º e) 55º 9) ( UFMG ) Se a medida de um ângulo é 26º 40’ 51”, sua terça parte mede: a) 8º 13’ 17” b) 8º 13’ 37” c) 8º 33’ 37” d) 8º 53’ 17” e) 8º 53’ 37” 10) ( UECE ) O ângulo igual a 5 do seu suplemento 4 HAMILTON E ALEX a) b) c) d) 100º 144º 36º 80º 11) ( UFES ) O triplo do complemento de um ângulo é igual à terça parte do suplemento desse ângulo. Esse ângulo mede: 7 a) rad 8 5 b) rad 16 7 rad c) 4 7 d) rad 16 12) ( Itaúna ) A soma de um ângulo com a quarta parte de seu suplemento vale 108º. A metade desse ângulo vale : a) 42º b) 60º c) 72º d) 80º e) 84º 13) ( U.F.Uberlândia ) Dois ângulos consecutivos são complementares. Então, o ângulo formado pelas bissetrizes desses ângulos é : a) 20º b) 30º c) 35º d) 40º e) 45º 14) ( UFMG ) As bissetrizes de dois ângulos adjacentes formam um ângulo de 46º. Se um ângulo mede 32º, a medida do outro é : a) 23º b) 39º c) 55º d) 60º e) 62º 15) ( UFMG ) Na figura BE ED , AE EC e AEˆ D = B 144º . O ângulo BEˆ C mede : A a) 30º C b) 32º c) 34º d) 36º D E e) 54º mede : 238 CURSO DE MATEMÁTICA 16) ( UFMG ) Na figura, OC é a bissetriz do ângulo AÔB, BÔD = 50º e AÔD = 22º . A medida do ângulo DÔC é : B a) 36º b) 28º c) 22º C O d) 16º D e) 14º A 17) ( FCM Santos – SP ) Às 9h 10min, o ângulo formado pelos ponteiros de um relógio é: a) 150º b) 147º 30’ c) 145º d) 160º e) n.d.a 18) ( Cesgranrio ) As retas r e s da figura são paralelas cortadas pela transversal t . Se o ângulo B̂ a) b) c) d) é o triplo de  , então B̂ –  é : 90º 85º 80º 75º B HAMILTON E ALEX 21) ( FEI – SP ) Na figura, as retas r e s são paralelas. A medida do ângulo indicado com x é: a) 70 x b) 50 2x + 20º c) 60 r d) 85 e) 65 70º s 22) Numa gincana, a equipe "Já Ganhou" recebeu o seguinte desafio: Na cidade de Curitiba, fotografar a construção localizada na rua Marechal Hermes no número igual à nove vezes o valor do ângulo  da figura a seguir: Se a Equipe resolver corretamente o problema irá fotografar a construção localizada no número: r a) 990. b) 261. r//s c) 999. 29º d) 1026. 75º e) 1053  65º t A s r s 19) ( UniUb – 2000 ) Considere a figura abaixo em que as retas p e q são paralelas e as retas r e s são perpendiculares. Sendo = 36º, qual é a medida, em graus, do ângulo ? 23) ( F. C. Chagas – SP ) Na figura seguinte tem-se r // s ; t e u são transversais ; o valor de + é? a) 140º 70º s 20º b) 130º c) 120º d) 100º e) 90º r u t r 24) ( PUC ) Na figura, r // s, então x vale ? p r 10º q s x 20) ( Fuvest – SP ) Na figura, as retas r e s são paralelas, o ângulo 1 mede 45º e o ângulo 2 mede 55º. A medida em graus do ângulo 3 é: a) 50º r 1 b) 55º c) 60º d) 80º 3 e) 100º 2 s s 25) Na figura a seguir temos r//s e t//u//v. Com base nos estudos dos ângulos formados por retas paralelas cortadas por uma transversal pode-se afirmar que: I – O ângulo X mede 127° 30'. II – O ângulo Y mede 117°. III – O ângulo Z mede 64° 30'. Analise as proposições acima e assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmações I e II estão corretas. b) Somente as afirmações I e III estão corretas. 239 CURSO DE MATEMÁTICA c) Somente a afirmação I está correta. d) As afirmações I, II e III estão corretas. e) Somente as afirmações II e III estão corretas. 26) ( UFSC ) Na figura a seguir sabe-se que r// s// t. A diferença x – y é: a) 20º 20º b) 22º r c) 24º d) 26º s y e) 28º HAMILTON E ALEX GABARITO 1) B 2) A 3) A 8) C 9) E 10) A 4) C 15) D 16) E 17) C 21) B 22) C 23) B 27) B 28) A 5) A 11) D 18) A 6) D 12) A 7) A 13)E 14) D 19) 126º 24) 100º 20) E 25) A 26) C TRIÂNGULOS É toda figura plana formada por segmentos de retas que têm três lados e três ângulos. A t x 112º 27) ( PUC – PR ) Na figura, as retas r paralelas. O valor de x é: a) 38º 30’ b) 39º 30’ c) 40º 30’ d) 39º e) 40º C B x e s são r PERÍMETRO É a soma das medidas dos lados do triângulo e é indicada por 2P. 2P = AB + BC + AC 3x 79º s 28) (FIP-2013) Sobre um relógio de forma circular, graduado de 1 a 12, sendo os dígitos igualmente espaçados entre si, pode-se afirmar corretamente que: A) O menor ângulo formado por seus ponteiros das horas e minutos quando estiver marcando 3h 25min mede 47º30’. B) O maior ângulo formado por seus ponteiros das horas e minutos quando estiver marcando 14h 20min mede 210º. C) O maior ângulo formado por seus ponteiros das horas e minutos quando estiver marcando 3h 25min mede 254º45’. D) O menor ângulo formado por seus ponteiros das horas e minutos quando estiver marcando 14h 20min mede 52º. LEI DE FORMAÇÃO DE UM TRIÂNGULO ( DESIGUALDADE TRIANGULAR ) Qualquer um dos lados de um triângulo tem que ser menor que a soma e maior que a diferença em módulo dos outros dois lados. x y |x–y| z x+y |z–y| x z+y z |x–z| y x+z Classificação: Quanto aos ângulos: Retângulo: Triângulo que possui um ângulo reto (ângulo de 90º) c a 2 2 2 a = b +c b 240 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Apenas em “triângulos retângulos” podemos usar o teorema de PITÁGORAS : 2 2 Obs.: Oposto ao maior ângulo de um triângulo temse o maior lado; e vice versa. A 2 a = b + c 80º c 60º B Acutângulo: Triângulo que possui 3 ângulos a > b > c b 40º C a agudos (menor que 90º) c Soma dos ângulos Internos de um Triângulo a 2 2 2 a < b +c a a + b + c = 180º b b c Obtusângulo: Triângulo que possui um ângulo obtuso (maior que 90º) Medida de um ângulo externo a 2 2 2 a > b +c b a c Ex.: Verifique se o triângulo de lados medindo 4 cm, 5 cm e 6 cm, caso existir, é retângulo, obtusângulo ou acutângulo. ê = â + b̂ e b A medida de um ângulo externo é igual à soma dos ângulos internos não adjacentes a ele. EXEMPLO: 1) Encontre a medida de cada ângulo interno no triângulo ABC abaixo. 4x Quanto aos lados: Escaleno: Triângulo que possui 3 lados diferentes. x +10º 7x – 30º Isósceles: Triângulo que possui pelo menos dois lados congruentes. base A base é o lado com medida diferente. Os ângulos da base são congruentes. Equilátero: Triângulo que possui os três lados congruentes Os 3 ângulos medem 60º Todo triângulo isósceles. equilátero também é SEGMENTOS NOTÁVEIS NO TRIÂNGULO Nos triângulos temos três segmentos que se destacam, esses segmentos são chamados de cevianas . As cevianas são: medianas, bissetrizes e as alturas do triângulo. Mediana: Segmento do triângulo que tem um extremo no vértice e o outro extremo no ponto médio do lado oposto. Mediana 241 CURSO DE MATEMÁTICA Bissetriz interna: Semi reta que divide um ângulo interno em dois ângulos congruentes. HAMILTON E ALEX CIRCUNCENTRO – Definição O ponto de encontro das mediatrizes dos lados de um triângulo é o circuncentro do triângulo. Bissetriz m3 Altura: Segmento de reta que tem um extremo no vértice e o outro extremo no lado oposto ou prolongamento desse. A altura, por definição, é perpendicular ao lado ou ao prolongamento desse. H H PONTOS NOTÁVEIS NO TRIÂNGULO BARICENTRO - Definição O ponto de encontro das três medianas de um triângulo é o baricentro do triângulo. B M2 G C m1 m2 m3 = { O } circuncentro é o ponto do plano do triângulo que fica à igual distância de seus VÉRTICES . ORTOCENTRO – Definição O ponto de encontro das alturas de um triângulo é o ortocentro do triângulo. A AH1BH2CH3 = {H} As alturas são perpendiculares aos lados por ela interceptados. H2 H3 H B C H1 C Nota : Os únicos pontos notáveis que podem ser externos ao triângulo são o CIRCUNCENTRO e o ORTOCENTRO. No triângulo ISÓSCELES, os três pontos notáveis são COLINEARES. No triângulo EQUILÁTERO, os três pontos notáveis são COINCIDENTES. { G } = AM 1 BM2 CM3 O circuncentro é o centro da circunferência que circunscreve o triângulo. AG = 2 . GM1 M1 B m2 m1 A M3 A Baricentro divide cada mediana em duas partes tais que, a parte que contém o vértice é o DOBRO da outra. INCENTRO – Definição O ponto de encontro das três bissetrizes internas de um triângulo é o incentro do triângulo. A S3 I B S1 S2 AS1 BS2 CS3 = { I } { I } = {G} = {O} = {H} C Incentro é o centro da circunferência inscrita no triângulo. Incentro é o ponto do plano do triângulo que fica à igual distância de seus LADOS . 242 CURSO DE MATEMÁTICA Exercício 1) ( UFMG ) Num triângulo, dois lados medem 3 e 7. Se a medida do terceiro lado pertence ao conjunto x = { 2, 3, 4, 5, 10 }, então o terceiro lado mende : a) 10 b) 5 c) 4 d) 3 e) 2 2) ( UNEB ) Os lados AB , BC , CD e DA de um quadrilátero convexo ABCD medem respectivamente 2, 4, 2 e 6. Se a medida de uma das diagonais desse quadrilátero é um número inteiro, essa diagonal mede : a) 2 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 3) ( Fuvest – SP ) No quadrado ABCD de 12 de lado, temos AE = 13 e CF = 3. O ângulo AÊF é agudo, reto ou obtuso ? Justifique. A 6) ( PUC – SP ) Na figura BC = CA = AD = DE, o ângulo CÂD mede: A a) 10º b) 30º c) 60º d) 20º 40º 40º e) 40º B D C E E 7) ( PUC – SP ) Na figura abaixo, a = 100º e b = 110º. Quanto mede o ângulo x ? x a b 8) (Fuvest - SP) Na figura, AB = AC, BX = BY e CZ = CY. Se o ângulo  mede 40º, então o ângulo XYZ mede: C Z a)40º b)55º Y c)60º A d)70º e)65º X B B F D HAMILTON E ALEX C 4) ( UFMG ) Os ângulos e da figura medem: D a) = 20º; = 30º b) = 30º; = 20º c) = 60º; = 20º d) = 20º; = 20º e) = 10º; = 20º 80º 80º 60º A B C 5) (UFMG) Na figura abaixo, AB=AC, BD é bissetriz de ABˆ C , CE é bissetriz de BCˆ D , a medida do ˆ F é 140º. A medida do ângulo DÊC é: ângulo AC 9) ( UFPA ) Na figura abaixo, os comprimentos dos lados AB e BC do triângulo ABC são congruentes. Qual a medida, em graus, de ? A) 18º B) 20º C) 25º D) 22º E) 17º 10) ( UNIMONTES – 2000 ) Dado um triângulo isósceles ABC ( AB AC ), com um caminho de três segmentos congruentes AD DB BC, então a medida, em graus, do ângulo CBˆ D , é : a) 45º A b) 72º c) 60º d) 36º D A a) b) c) d) e) 20º 30º 40º 50º 60º B E C D 140º B C F 243 CURSO DE MATEMÁTICA 11) ( FAFEOD – 2000 ) Na figura abaixo, o triângulo ABC é isósceles, com AB = AC, e nele está inscrito o triângulo equilátero DEF. Se as medidas, em graus, dos ângulos BD̂F e DÊA são, respectivamente, 50º e 80º, então é correto afirmar que a medida, em graus, do ângulo CFE é igual a : a) 45º B F C b) 65º c) 55º d) 75º D E A 12) ( STA CASA – SP ) O triângulo ABC, representado na figura abaixo, é isósceles de base BC. A medida A do ângulo x indicado é : a) 90 20º b) 100 c) 105 d) 110 e) 120 C H G C ˆ C é: e 70º, pode-se afirmar que o valor de BO A 105º 110º 115º O 120º 125º B B 17) ( UFMG ) BM = CM m BÂD = CÂD C 14) ( UFLA ) Na figura abaixo, o ponto O é o centro da circunferência inscrita no triângulo ABC. Se os ângulos ABˆ C e BÂC medem respectivamente F 16) ( Cesgranrio ) Na figura, ABCD é um quadrado, ADE e ABF são triângulo equiláteros. Se os pontos C, A e M são colineares, então o ângulo FÂM mede : E a) 75º M b) 80º c) 82º 30’ A D d) 85º e) 87º 30’ F A 13) ( UFMG ) Observe a figura. Nessa figura, AB = BD = DE e BD é bissetriz de EBˆ C . A medida de AÊB, em graus, é : D a) 96º b) 100º E c) 104º d) 108º e) 110º A B C B DG e EG, respectivamente, podemos afirmar que a medida x do ângulo DÂE é igual a : a) 108º A b) 115º D E c) 120º d) 130º e) 135º x B 60º A) B) C) D) E) HAMILTON E ALEX B H M D C No triângulo ABC, as seguintes atribuições são feitas: I - AH = altura, AM = mediana, m = bissetriz II - AD = altura, AM = mediana, m = mediatriz III - m = mediatriz, AM = mediana, AH = altura IV - AD = bissetriz, AH = altura, m = mediatriz Pode-se afirmar que: a) I e II são verdadeiras b) II e III são verdadeiras c) II e IV são verdadeiras d) I e IV são verdadeiras e) III e IV são verdadeiras 18) ( E. E. MAUÁ ) Na figura, BF e CE são respectivamente, bissetrizes dos ângulos B e C do triângulo ABC; calcule a medida do ângulo Â. A F C E 50º 15) ( Conc. Público – GDF ) Na figura abaixo, o triângulo ABC representa a vista frontal da sustentação de um telhado. Por questão de economia, os segmentos CH, HD, DG, GE, EF, e FB têm comprimentos iguais. Sabendo que os triângulos CGD e BGE são isósceles de bases B C 244 CURSO DE MATEMÁTICA 19) Na figura sabe-se que os triângulos ABC e DEF são equiláteros. Encontre a medida “x” do ângulo E F H POLÍGONOS Polígono é uma figura plana, fechada, formada por segmentos de reta consecutivos não-colineares, mais a sua região interna. CHˆ G indicado. B HAMILTON E ALEX x Polígono Convexo Todos os ângulos internos são convexos( menores que 180º). C G 75º 65º A D Polígono Côncavo Possui pelo menos um ângulo interno maior que 180º. 20) ( CESESP ) Dentre os quatro centros principais de um triângulo qualquer, há dois deles que podem se situar no seu exterior, conforme o tipo do triângulo. Assinale a alternativa em que os mesmos são citados. a) o baricentro e o ortocentro b) o baricentro e o incentro c) o circuncentro e o incentro d) o circuncentro e o ortocentro e) o incentro e o ortocentro Elementos de um Polígono Ângulo interno A B E Diagonal Lado Ângulo Externo D GABARITO C Vértice 1) B 2) C 3) Agudo 8) D 9) B 10) D 4) D 11) B 5) C 12) B 6) D 13) D 7) 30º Lado: Segmento de reta que une dois vértices consecutivos. ( BC ). 14) E Vértice: Ponto de interseção de dois lados. 15) A 16) A 17) E 18) 80º 19) 40º 20) D Diagonal: Segmento que une dois vértices não consecutivos. ( EC ). QUESTÃO EXTRA Ângulo interno: Ângulo de “dentro” do polígono, formado por dois lados consecutivos. 1) Na figura abaixo, ABC é um triângulo equilátero e ABMN é um quadrado. Qual a medida do ângulo ? Ângulo externo: Ângulo de “fora” do polígono, formado por um lado e pelo prolongamento de outro lado consecutivo. N M C Polígono Regular Um polígono é regular, se e somente se, possui seus lados e ângulos congruentes. Octógono regular A Hexágono regular Pentágono regular B 245 CURSO DE MATEMÁTICA Soma dos Ângulos Internos de um Polígono Convexo Qualquer Sn = ( n – 2 ) . 180º para n ≥ 3 e n |N. Soma dos Ângulos Externos de um Polígono Convexo Qualquer Se = 360º Se o polígono for REGULAR, ainda temos: A soma dos Ângulos Internos será: Sn = n . i Logo: A soma dos Ângulos Externos será: Se = n . e Como, Se = 360º, temos: i = Sn / n 360º = n . e , Logo: e = 360º/n ou n = 360º / e Onde “i” é o valor de um ângulo interno e “e” é o valor de um ângulo externo. Diagonais de um Polígono Convexo HAMILTON E ALEX EXERCÍCIO 1) Em um polígono convexo a quantidade de diagonais é o triplo do número de lados, mais 5 unidades. Esse polígono é : a) Eneágono b) Decágono c) Undecágono d) Dodecágono e) Pentadecágono 2) ( PUC – SP ) Qual é o polígono regular em que o nº de diagonais é o dobro do nº de lados ? a) dodecágono; b) pentágono; c) octógono; d) heptágono; e) hexágono. 3) ( PUC – PR ) O polígono convexo em que o número de lados é igual ao número de diagonais é : a) Pentágono b) Heptágono c) Eneágono d) Dodecágono 4) ( ACAFE – SC ) Num polígono regular convexo, o ângulo interno vale 3/2 do ângulo externo. O polígono é: a) pentágono b) hexágono c) heptágono d) eneágono 5) ( UnB ) Num polígono convexo, o número de lados é o dobro do número de diagonais. Calcule o número de lados desse polígono. Diagonais que Partem de um único Vértice: Dv = n – 3 onde: Dv é o n.º de diagonais por vértice. n é o n.º de vértices ou lados. Número Total de Diagonais de um Polígono: D ( n 3 ) .n 2 Observação: Apenas em polígonos regulares , com número par de lados , algumas diagonais passam pelo seu centro. O número de diagonais que passam pelo centro do polígono será: 6) ( Fuvest – SP ) Dois ângulos internos de um polígono convexo medem 130º cada um e os demais ângulos internos medem 128º cada um. O número de lados do polígono é : a) 6 b) 7 c) 13 d) 16 e) 17 7) (UFMG) – Determine o ângulo formado pelas retas suportes dos lados AB e CD de um pentágono regular ABCDE. A a) 108º E b) 32º B c) 72º d) 36º D C e) 100º Dc = n / 2 246 CURSO DE MATEMÁTICA 8) ( UERJ ) O decágono da figura abaixo foi dividido em 9 partes: 1 quadrado no centro, 2 hexágonos regulares e 2 triângulos equiláteros, todos com os lados congruentes ao do quadrado, e mais 4 outros triângulos. Sendo T a área de cada triângulo equilátero e Q a área do quadrado, pode-se concluir que a área do decágono é equivalente a: A) 14 T + 3 Q B) 14 T + 2 Q C) 18 T + 3 Q D) 18 T + 2 Q E) 16 T + Q 9) ( PUCCAMP ) A figura descreve o movimento de um robô: 2m HAMILTON E ALEX c) Apenas a III d) I e III e) Apenas a II 12) (ENEM – 2011) O polígono que dá forma a essa calçada é invariante por rotações, em torno de seu centro, de A) 45°. B) 60°. C) 90° D) 120°. E) 180°. 13) Na figura abaixo, determine a medida do ângulo em função de . 45º 3 2m 45º A Partindo de A, ele sistematicamente avança 2m e gira 45º para a esquerda. Quando esse robô retornar ao ponto A a trajetória percorrida terá sido: a) Uma circunferência b) Um hexágono regular c) Um octógono regular d) Um decágono regular 2 2m 14) Calcule o valor de x na figura: 4x x 4x 2x 2x 5x 10) (UFPA) A figura abaixo mostra um quadrado, um pentágono regular e um hexágono regular que foram unidos por alguns de seus lados. A medida do ângulo é: A) 40º B) 42º C) 48º D) 46º E) 44º 11) (UNIMONTES) – Considere as afirmações: I – Um polígono convexo é regular se, e somente se, tem todos os lados congruentes. II – A expressão Si = (n – 2).180º, é verdadeira para todo polígono convexo de n lados (n 3). III– O dodecágono possui, a partir de um de seus vértices, tantas diagonais quantas são as diagonais de hexágono. Podemos concluir que a alternativa que apresenta a(s) afirmativa(s) correta(s) é: a) Apenas a I b) II e III 15) ( MACK ) Os lados de um polígono regular de n lados ( n > 4 ) são prolongados para formar uma estrela. O número de graus em cada vértice da estrela é: 360º a) n (n 4).180º n (n 2).180º c) n b) d) 180º – 90º n 16) ( Fuvest – SP ) A, B, C e D são vértices consecutivos de um hexágono regular. A medida, em graus, de um dos ângulos formados pelas diagonais AC e BD é : a) 90º b) 100º c) 110º d) 120º e) 150º 247 CURSO DE MATEMÁTICA 17 .(FIP-2013) HAMILTON E ALEX Qual das alternativas abaixo seria utilizada para a criação de um mosaico de Escher? A) Pentágono regular, quadrado e triângulo. B) Hexágono regular, pentágono regular e triângulo equilátero C) Pentágono regular, quadrado e triângulo equilátero D) Hexágono regular, quadrado e triângulo equilátero GABARITO 1) B Veja, nos passos a seguir, como Escher cria os seus répteis: 2) D 3) A 4) A 5) n = 4 8) A 9) C 10) B 11) B 12) D 15) B 16) D 6) B 13) 6θ 7) D 14) 20º 17) D Escher opta por utilizar hexágonos regulares como ponto de partida, para criar um mosaico feito exclusivamente com polígonos regulares. Ele teria somente três opções, pois somente esses três permitem ladrilhamento ou pavimentação. Isso ocorre, porque a pavimentação só é possível, quando os ângulos internos completam 360º ao se juntarem. 248 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX SEMELHANÇA DE TRIÂNGULOS TEOREMA DE TALES Se um feixe de retas paralelas é interceptado por duas ou mais transversais, os segmentos determinados nessas transversais são diretamente proporcionais. Dois triângulos são semelhantes, se e somente se, possuem pelo menos dois ângulos congruentes. y a A E c r//s//t//u r x b B F z s C G t H D Se dois triângulos são semelhantes seus lados correspondentes são proporcionais. u a b c z x y AB BC CD AC AD EF FG GH EG EH a b c 2p z x y 2P ou E ainda temos: Exemplo 1 : Qual o valor de sabendo que r // s // t ? x 2 2 2 Área menor c a b z x y Área Maior na figura abaixo r x + 12 TEOREMA FUNDAMENTAL DE SEMELHANÇA x+9 s x+2 x+4 t x 12 x 9 x4 x 2 Se uma reta DE for paralela a qualquer lado de um triângulo ABC, o triângulo BDE determinado será semelhante ao triângulo ABC. D A x 2 x 12 x 24 x 9 x 4 x 36 2 2 D A x 12 E B B Exemplo 2 : Determine o valor de x, y, e z na figura abaixo sabendo que r//s//t//u. E C B C Observando a semelhança, temos: r x 3 BD DE BE AB AC BC s y 14 6 t z 12 Casos de semelhança u 14 21 x 3 x 2 14 21 y 6 y 4 14 21 z 12 z8 Caso ( AA-- ) : Se dois triângulos possuem dois ângulos congruentes, esses triângulos são semelhantes. Caso ( LAL ) : Se dois triângulos possuem dois lados correspondentes proporcionais e o ângulo 249 CURSO DE MATEMÁTICA compreendido por eles triângulos são semelhantes. bk ak congruentes, esses b a bk EXEMPLO 4 (ÂNGULOS INTERNOS CONGRUENTES) ˆ D . Determine a No triângulo ABC abaixo, BÂC = CB medida do segmento CD sabendo que BC = 6cm e AC = 10cm. B Caso ( LLL ) : Se dois triângulos possuem lados correspondentes proporcionais, esses triângulos são semelhantes. ak HAMILTON E ALEX A C D b a c ck Exemplo 1: ( LADOS PARALELOS ) No triângulo ABC temos que BC//DE. Determine a medida do segmento CE sabendo que BC = 8cm, DE = 6cm e AC = 10cm. TEOREMA DA BISSETRIZ INTERNA a y x B b a b x y D Exercícios A C E 1) Exemplo 2:( LADOS PARALELOS ) Na figura abaixo temos que os lados AB = 6 e CD = 4 são paralelos. Encontre a medida do lado CE, sabendo que BE = 9. ( UnB ) Considere a figura abaixo, sabendo-se que os segmentos AB, BC e A’B’ tem comprimentos 4 cm, 2 cm e 8 cm, respectivamente, determine o comprimento do segmento B’C’. A Obs.: AA’ // BB’ // CC’ A’ C A a) b) c) d) E 2 cm 3 cm 4 cm 6 cm B’ B C’ C D B Exemplo 3 ( UNESP ) Na figura, B é um ponto do segmento de reta AC e os ângulos DAB, DBE e BCE são retos. Se o segmento AD = 6 dm, o segmento AC = 11 dm e o segmento EC = 3 dm, as medidas possíveis de AB, em dm, são: a) 4,5 e 6,5 b) 7,5 e 3,5 c) 8 e 3 d) 7 e 4 e) 9 e 2 2) ( UNIRIO ) No desenho abaixo apresentado, as frentes para a rua A dos quarteirões I e II medem, respectivamente, 250 m e 200 m, e a frente do quarteirão I para a rua B mede 40 m a mais do que a frente do quarteirão II para a mesma rua. Sendo assim, pode-se afirmar que a medida em metros, da frente do menor dos dois quarteirões para a rua B é: a) 160 b) 180 c) 200 d) 220 e) 240 Rua A I II Rua B Ruas Paralelas 250 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 3) Na figura abaixo, as retas a, b e c são paralelas. O valor de x é: a) 1/2 2x + 1 3 b) 5/2 c) 7/2 d) 9/2 4 7) ( UFSE ) Na figura abaixo, são dados AC = 8 cm e CD = 4 cm. A medida de BD é em cm : a) 9 b) 10 A c) 12 d) 15 e) 16 x+1 D B 8) 4) ( Unicamp - SP ) A figura mostra um segmento AD dividido em três partes: AB = 2 cm, BC = 3 cm e CD = 5 cm. O segmento AD’ mede 13 cm e as retas BB’ e CC’ são paralelas a DD’. O comprimento dos segmentos AB’, B’C’ e C’D’, em cm, é: D a) 2,3; 4,7; 6,0 C b) 2,6; 4,4; 6,0 B c) 2,6; 3,9; 6,5 d) 2,6; 4,0; 6,4 A B’ D’ 5) ( MAPOFEI ) Três terrenos tem frentes para a rua “A” e para a rua “B” conforme a figura. As divisas laterais são perpendiculares à rua “A”. Qual a medida, em metros, da frente para a rua “B” de cada lote, sabendo- se que a frente total para essa rua é de 120 metros ? a) b) c) d) 160/3; 40; 80/3 180/3; 40; 70/3 60; 40; 20 140/3; 50; 30 Rua A 40 30 20 Rua B 6) ( UnB ) Determine o valor de x, na figura abaixo, onde r, s e t são retas paralelas. a) b) c) d) e) 21 22 23 24 25 ( MACK – SP ) Na figura, DE é paralela a BC e AM é bissetriz interna do triângulo ABC. Então x + y é igual a: A a) 35 b) 30 x 6 c) 25 D E d) 20 5 e) 15 2 B C’ C 6 M y C 9) ( UFPA ) Uma pessoa com 1,5 metro de altura percebe que em determinado momento do dia projeta uma sombra de 6 metros e que no mesmo momento um prédio projeta uma sombra de 40 metros. Com base nestas informações pode-se afirmar que a altura do prédio é: A) 10 metros B) 25 metros C) 30 metros D) 35 metros E) 38 metros 10) ( ENEM 2009 ) A rampa de um hospital tem na sua parte mais elevada uma altura de 2,2 metros. Um paciente ao caminhar sobre a rampa percebe que se deslocou 3,2 metros e alcançou uma altura de 0,8 metro. A distância em metros que o paciente ainda deve caminhar para atingir o ponto mais alto da rampa é A) 1,16 metros. B) 3,0 metros. C) 5,4 metros. D) 5,6 metros. E) 7,04 metros. 11) (UFMG) Dois círculos de raios 6m e 4m têm centro na altura relativa à base do triângulo isósceles da figura e são tangentes exteriormente. A altura do triângulo relativa à base, em metros, é: a) 25 b) 26 c) 30 d) 32 e) 36 251 CURSO DE MATEMÁTICA 12) ( CESGRANRIO ) O losango ADEF está inscrito no triângulo ABC, como mostra a figura. Se AB = 12m e AC = 6m, o lado a do losango mede : a) 5m A b) 3m D c) 2m d) 4m F e) 8m B E C 13) ( FUVEST ) Na figura, o triângulo ABC é retângulo em A, ADEF é um quadrado, AB = 1 e AC = 3. Quando mede o lado do quadrado ? a) 0,70 B b) 0,75 E c) 0,80 D d) 0,85 e) 0,90 A F C 14) No trapézio ABCD abaixo, temos AB = 4 cm e PE = 2.PA. Se E é ponto médio de CD, a medida da base maior é: A B a) 8 b) 12 P c) 16 d) 20 C E D 15) ( UFMG ) Os lados de um triângulo ABC são AB = 15cm, BC = 10cm e AC = 20cm. Se AM = 3cm, o perímetro, em cm, do paralelogramo MNCP é: C a) 26 b) 30 c) 32 P N d) 36 e) 54 A M HAMILTON E ALEX - colocou-se no ponto P, em uma das margens do rio, em frente a uma árvore A que havia crescido bem rente à outra margem do rio. - a partir do ponto P, em uma trajetória perpendicular ao segmento PA, deu seis passos e colocou uma estaca E no solo. Ainda na mesma trajetória e no mesmo sentido, deu mais quatro passos, marcando o ponto Q. - a partir do ponto Q, deslocou-se na perpendicular ao segmento PQ para o ponto F, de modo que o ponto F, a estaca E e a árvore A ficassem perfeitamente alinhados. A distância entre os pontos Q e F corresponde a seis passos. Como cada passo de Pedro mede 80 cm, a largura do rio, em metros, é de aproximadamente a) 5. b) 6. c) 7. d) 8. e) 9. 18) ( UFPA ) Uma fonte luminosa a 25 cm do centro de uma esfera projeta sobre uma parede uma sombra circular de 28 cm de diâmetro, conforme figura abaixo. Se o raio da esfera mede 7 cm, a distância (d) do centro da esfera até a parede, em cm, é: A) 23 B) 24 C) 25 D) 27 E) 32 B 16) ( UFMG ) Na figura abaixo, consideremos os quadrados de lados x, 6 cm e 9 cm. A área do quadrado de lado x mede : a) 9 cm b) 12 cm c) 15 cm d) 16 cm e) 19 cm 9 6 x 17) ( UFJF – MG ) Pedro precisa medir a largura do rio que passa próximo ao seu sítio. Como não dispõe dos equipamentos adequados para esse fim, e lembrando-se de suas aulas de Matemática, estabeleceu o seguinte procedimento: 19) ( UFMG ) No paralelogramo ABCD da figura, AB = 4 3 m, AD = 3 m e BM = 2 m. O segmento CN mede : A B 3 a) 2 M b) 3 D C N c) 2 3 d) 5 3 2 e) 3 3 252 CURSO DE MATEMÁTICA 20) ( CESESP ) Considere a figura abaixo, onde G é o baricentro do triângulo ABC. Assinale a única alternativa que corresponde à razão entre as áreas dos triângulos ABG e EGD. a) 1 B b) 2 c) 3 D d) 4 G e)12 A E C 21) ( MACK – 2001 ) O triângulo ABC da figura foi dividido em duas partes de mesma área pelo BC segmento DE, que é paralelo a BC. A razão DE vale : A a) 2 3 b) 2 5 E D c) 2 d) 2 e) 3 2 2 B C 22) .(FIP-2012) A figura a seguir mostra a planta de três lotes, disponíveis para venda. Todos eles têm frente tanto para a rua “Bela Vista” quanto para a rua “Recanto”. As divisas laterais são perpendiculares à rua “Bela Vista”. Sabendo que a frente total para a rua “Recanto” tem 180m, assinale a alternativa que indica as medidas CORRETAS da frente dos lotes A, B e C respectivamente: HAMILTON E ALEX Considere que a rampa que dá acesso ao Palácio do Planalto tenha 4 metros de altura em sua parte mais alta. Uma pessoa começou a subi-la e, após um tempo, percebe que já caminhou 12,3 metros sobre a rampa. Nesse instante, ela se encontra a 1,5 metro de altura em relação ao solo. De acordo com a situação apresentada, pode-se concluir corretamente que, para atingir o ponto mais alto da rampa, a pessoa ainda deve caminhar: A) 32,8 metros. B) 52,8 metros. C) 20,5 metros. D) 12,8 metros 24) (CESGRANRIO) Na figura dada, as circunferências de centro P e S são ambas tangentes à reta l no mesmo ponto Q e a reta que passa por P e R tangencia a circunferência menor no ponto T. Sendo os raios das circunferências respectivamente 8m e 3m, a medida do segmento QR é: l a) 4 m b) 6 m R T c) 8 m Q d) 2 m P S e) n.r.a DESAFIOS 1) Em um triângulo ABC, os lados AB = 9 e AC = 12. Sabendo que o incentro e o baricentro desse triângulo estão em uma reta paralela ao lado BC, pode-se afirmar que a medida de BC é: A a) 10 b) 10,5 c) 11 d) 11,5 e) 12 B A) 100 m, 55 m e 25m. B) 70 m, 60 m e 50 m. C) 80 m, 70 m e 50 m. D) 80 m, 60 m e 40 m. C 2) ( ITA – SP ) O comprimento da diagonal de um pentágono regular de lado medindo 1 unidade é igual à raiz positiva de: a) x2 + x – 2 = 0 b) x2 – x – 1 = 0 2 c) x – 2x + 1 = 0 d) x2 + x – 1 = 0 2 e) x – x – 1 = 0 23. (FIP-2013) 3) ( ITA – SP ) Considere uma circunferência inscrita num triângulo isósceles com base de 6 cm e altura de 4 cm. Seja t uma reta tangente a esta 253 CURSO DE MATEMÁTICA circunferência e paralela à base do triângulo. Determine a medida do segmento de t compreendido entre os lados do triângulo. HAMILTON E ALEX QUADRILÁTEROS NOTÁVEIS O quadrilátero é um polígono simples de 4 lados. Os quadriláteros notáveis são os trapézios e os paralelogramos. 4) ( UFMG ) Uma folha de papel quadrada, ABCD ,que mede 12 cm de lado,é dobrada na reta r ,como TRAPÉZIO mostrado nesta figura: É todo quadrilátero plano convexo que possui dois lados paralelos. A D Os lados paralelos são as bases do trapézio. N E F Em relação aos lados não paralelos , temos: Trapézio isósceles, se esses lados congruentes. r B M são C Isósceles Feita essa dobra, o ponto D sobrepõe-se ao ponto N, e o ponto A , ao ponto médio M , do lado BC . Nessas condições, encontre: Trapézio escaleno, se esses lados não são congruentes. a) A medida, em cm, do segmento FB Escaleno b) Trapézio retângulo possui dois ângulos retos. A medida, em cm, do segmento CE retângulo CONSEQÜÊNCIAS ( Trapézios ) GABARITO 1) C 2) A 3) A 8) B 9) A 10) D 4) C 5) A 11) E 6) E 12) D Os ângulos consecutivos dos lados não paralelos são suplementares. 7) C 13) B 14) C 15) D 16) D 17) C 18) A 20) D 21) D 22) D 23) C 24) B a k b â + b = 180º t k̂ + t̂ = 180º 19) C PARALELOGRAMO É todo quadrilátero plano convexo que possui os lados opostos paralelos. Paralelogramo Retângulo Quadrado Losango 254 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX QUADRADO Os paralelogramos podem ser: RETÂNGULO É todo quadrilátero plano convexo que possui 4 ângulos retos. A B Â, B̂ , Ĉ e D̂ são retos. D Diagonais congruentes e perpendiculares. Todo quadrado é retângulo e também é losango. C LOSANGO DIAGRAMA: É todo quadrilátero plano convexo que possui os 4 lados congruentes. U P T Q R QUADRADO É todo quadrilátero plano convexo que possui os 4 ângulos retos e os 4 lados congruentes. PROPRIEDADES DOS PARALELOGRAMOS Ângulos opostos congruentes. Lados opostos congruentes. Diagonais dividem-se ao meio. L Onde: U é o conjunto dos quadriláteros convexos; T é o conj. dos trapézios; P é o conjunto dos paralelogramos; R é o conj. dos retângulos; L é o conj. dos losangos e Q é o conj. dos quadrados. Base Média do Triângulo A M B N x C 2x Se M e N são pontos médios, temos: PROPRIEDADES DO RETÂNGULO, DO LOSANGO E DO QUADRADO O segmento MN é a base média do triângulo ABC. O segmento MN é paralelo à base BC do triângulo. A base média é igual à metade da base do triângulo. RETÂNGULO MN Diagonais congruentes. BC 2 C D A B Observe que: todo retângulo pode ser decomposto em um triângulo retângulo onde a hipotenusa é o dobro da medida da mediana relativa a essa hipotenusa. Os triângulos ADB e BCD são isósceles. Base Média do Trapézio A M C B N D Se M e N são pontos médios, temos: LOSANGO Diagonais perpendiculares O segmento MN é a base média do trapézio. O segmento MN é paralelo às bases do trapézio. 255 CURSO DE MATEMÁTICA A base média é igual à média aritmética das bases do trapézio. MN AB CD 2 Exercícios 1) (PUC – CAMP) Considere as afirmações: I – Todo retângulo é um paralelogramo; II – Todo quadrado é um retângulo; III – Todo losango é um quadrado. Associe a cada uma delas a letra V, se for verdadeira, ou F caso seja falsa. Na ordem apresentada temos: a) F, F, F b) F, F, V c) V, F, F d) V, V, F e) N.d.a 2) ( VUNESP ) Considere as seguintes proposições : - Todo quadrado é um losango ; - Todo quadrado é um retângulo ; - Todo retângulo é um paralelogramo ; - Todo triângulo equilátero é isósceles ; Pode-se afirmar que : a) Só uma é verdadeira; b) Todas são verdadeiras ; c) Só uma é falsa ; d) Duas são verdadeiras ; e) Todas são falsas ; 3) ( CESGRANRIO ) Assinale a alternativa que contém a propriedade diferenciadora do quadrado em relação aos demais quadriláteros. a) Todos os ângulos são retos b) Os lados são todos iguais c) As diagonais são iguais e perpendiculares entre si. d) As diagonais se cortam ao meio. e) Os lados opostos são paralelos e iguais. 4) ( UFMG ) Sobre figuras planas, é correto afirmar que: a) Um quadrilátero convexo é um retângulo se os lados opostos têm comprimentos iguais. b) Um quadrilátero que tem suas diagonais perpendiculares é um quadrado. c) Um trapézio que tem dois ângulos consecutivos congruentes é isósceles. d) Um triângulo equilátero também é isósceles. e) Um triângulo retângulo é aquele cujos ângulos são retos. HAMILTON E ALEX 5) ( CESGRANRIO ) Seja ABC um triângulo retângulo, onde D é o ponto médio da hipotenusa BC. Se AD = AB, então o ângulo ABC mede: a) 67º 30’ b) 60º c) 55º d) 52º 30’ e) 45º 6) ( UFF – 2001 ) Um pedaço de papel tem a forma do triângulo equilátero PQR, com 7cm de lado, sendo M o ponto médio do lado PR. Dobra-se o papel de modo que os pontos Q e M coincidam, conforme o ilustrado a seguir. O perímetro do trapézio PSTR, em cm, é: a) 9 Q b) 17,5 c) 24,5 S T d) 28 e) 49 P M R P M=Q R 7) ( ITA – SP ) Considere um quadrilátero ABCD cujas diagonais AC e BD medem, respectivamente, 5 cm e 6 cm. Se R, S, T e U são os pontos médios dos lados do quadrilátero dado, então o perímetro do quadrilátero RSTU vale: a) 22 cm b) 13 cm c) 11 cm d) 8,5 cm e) 5,5 cm 8) ( UFPA ) O triângulo retângulo ABC, da figura, representa um terreno com área igual a 760 m2. A região sombreada foi demarcada para construção de uma casa e o restante do terreno ficou reservado para lazer. Sabendo-se que M e N são pontos médios dos catetos do triângulo ABC, pode-se afirmar que a área do triângulo ONC é igual a, em m2, a: A) 180 B) 190 C) 200 D) 210 E) 220 9) ( Fuvest – SP ) O retângulo abaixo de dimensões a e b está decomposto em quadrados. Qual o valor da razão a/b ? a) 5/3 b) 2/3 b c) 2 d) 3/2 e) 1/2 a 256 CURSO DE MATEMÁTICA 10) ( VUNESP ) A afirmação falsa é: a) Todo quadrado é um retângulo b) Um losango pode não ser um paralelogramo c)Todo Paralelogramo é um quadrilátero d) Existem retângulos que não são losangos 11) (ENEM-2010) Em canteiros de obras de construção civil é comum perceber trabalhadores realizando medidas de comprimento e de ângulos e fazendo demarcações por onde a obra deve começar ou se erguer. Em um desses canteiros foram feitas algumas marcas no chão plano. Foi possível perceber que, das seis estacas colocadas, três eram vértices de um triângulo retângulo e as outras três eram os pontos médios dos lados desse triângulo, conforme pode ser visto na figura, em que as estacas foram indicadas por letras. A região demarcada pelas estacas A, B, M e N deveria ser calçada com concreto. Nessas condições, a área a ser calçada corresponde A) À mesma área do triângulo AMC B) À mesma área do triângulo BNC C) À metade da área formada pelo triângulo ABC D) Ao dobro da área do triângulo MNC E) Ao triplo da área do triângulo MNC 12) ( ITA – SP ) Dadas as afirmações: I – Quaisquer dos ângulos opostos de um quadrilátero são suplementares. II – Quaisquer dos ângulos consecutivos de um paralelogramo são suplementares. III – Se as diagonais de um paralelogramo são perpendiculares entre si, então esse paralelogramo é o losango. Podemos garantir que: a) Todas são verdadeiras; b) Apenas I e II são verdadeiras; c) Apenas II e III são verdadeiras; d) Apenas II é verdadeira; e) Apenas III é verdadeira. 13) ( UFPI ) Em um paralelogramo a diferença de dois ângulos consecutivos e é de 64º. A medida desse ângulos, em gruas, é : a) 58º e 122º b) 60º e 120º c) 56º e 124º d) 54º e 126º HAMILTON E ALEX 14) ( UFMG ) Num triângulo equilátero ABC, de 8 cm de lado, traça-se MN // BC, de modo que ele se decomponha num trapézio e num novo triângulo. O valor de MN para o qual o perímetro do trapézio é igual ao do triângulo AMN é: a) 2 cm b) 3 cm c) 4 cm d) 5 cm e) 6 cm 15) ( PUC – MG / 2001 ) No trapézio retângulo da figura, a medida do ângulo obtuso é cinco vezes a medida do ângulo agudo. A medida do ângulo agudo, em graus, é : a) 15º b) 20º c) 30º d) 45º 16) (UNIMONTES) – Com relação ao trapézio isósceles ABCD, sabendo-se que: I – M e N são os pontos médios dos lados AB e CD, respectivamente; II – O ângulo B tem medida igual a 120º ; III – Os lados BM e PC são paralelos. Pode-se afirmar que x + 2y é igual a: a) 180º B C b) 60º x c) 90º P y N M d) 120º e) 110º A 17) ( Fuvest – SP ) D No Quadrilátero ABCD abaixo, ABˆ C = 150º, AD = AB = 4cm, BC = 10cm, MN = 2cm, sendo M e N os pontos médios de CD e BC. A medida em centímetros quadrados, da área do triângulo BCD é: D M a) 10 C b) 15 A c) 20 N d) 30 B 18) No trapézio isósceles da figura, DB é bissetriz de AD̂C e é perpendicular a BC. O ângulo mede : A B a) 30º b) 35º c) 40º d) 45º D C e) 50º BD̂C 257 CURSO DE MATEMÁTICA 19) ( UFMG ) Num losango, a soma dos ângulos obtusos é o dobro da soma dos ângulos agudos e a diagonal menor mede 9 cm. O perímetro o losango é: a) 36 cm b) 40 cm HAMILTON E ALEX GABARITO 1) D 2) B 3) C 8) B 9) A c) 30 2 cm 14) E 15) C d) 30 3 cm e) N. R. A 20) B 21) B 4) D 10) B 16) A 5) B 11) E 17) C 6) B 7) C 12) C 13) A 18) A 19) A 22) E 20) ( U.C. SALVADOR ) Sejam : P: o conjunto dos retângulos Q: o conjunto dos quadrados L: o conjunto dos losangos A figura que melhor representa as relações existentes entre eles é : a) P b) L Q P c) L Q Q L d) L P P e) L P Q Q 21) Na figura, ABCD é um paralelogramo. AE é bissetriz de DÂB e EB = EC. A medida do ângulo DCˆ B é : a) b) c) d) e) 50º 52º 56º 60º 65º D E C 78º A B 22) ( CESGRANRIO ) As bases MQ e NP de um trapézio medem 42 cm e 112 cm respectivamente. Se o ângulo MQP é o dobro do ângulo PNM, então o lado PQ mede: a) 154 cm Q M b) 133 cm c) 91 cm d) 77 cm e) 70 cm N P 258 CURSO DE MATEMÁTICA TRIÂNGULO RETÂNGULO HAMILTON E ALEX Relações Métricas no Triângulo Retângulo É todo triângulo que possui um ângulo reto. b a b c a Apenas em triângulos retângulos temos: O quadrado da hipotenusa é igual a soma dos quadrados dos catetos. 2 2 a =b +c m Hipotenusa Cateto Cateto Teorema de Pitágoras 2 9 c h Onde: c b n a A altura relativa à hipotenusa divide essa hipotenusa em dois segmentos “m” e “n” que são as projeções dos catetos “b” e “c” sobre a hipotenusa “a”. Por semelhança de triângulos podemos obter as seguintes fórmulas: a2 = b2 + c2 b2 = m . a c2 = n . a h2 = m . n b.c=h.a Ex.: Determine as medidas indicadas na figura abaixo. 3 3 5 4 25 16 4 h x y 52 = 42 + 32 25 = 16 + 9 25 = 25 Diagonal do quadrado D l D2 = l2 + l2 D2 = 2 l2 2l2 D= l D=l 2 raio de uma circunferência sempre é perpendicular à reta tangente no ponto de tangência. r r s s 259 CURSO DE MATEMÁTICA EXERCÍCIOS 01. ( UFSE ) No triângulo retângulo, representado na figura abaixo, BC = 10 e AD = 4. A medida de CD , em cm, pode ser : a) 7 A b) 5 c) 4 d) 2 e) 1 C D B HAMILTON E ALEX 06. ( Enem – 2006 ) Na figura abaixo, que representa o projeto de uma escada com 5 degraus de mesma altura, o comprimento total do corrimão é igual a A) 1,8 m. B) 1,9 m. C) 2,0 m. D) 2,1 m. E) 2,2 m. 02. ( UFRS ) Na figura, ABC é um triângulo retângulo em A, AP CB , CP mede 1,8 e PB mede 3,2. O perímetro de ABC é : a) 6 A b) 8 c) 9 d) 10 e) 12 P C B 03. ( U.C. Salvador ) Na situação do mapa abaixo, deseja-se construir uma estrada que ligue a cidade A à estrada BC , com o menor comprimento possível. Essa estrada medirá em Km : a) 24 A b) 28 40 km c) 30 d) 32 e) 40 C B 50 km 04. ( PUC – SP ) A soma dos quadrados dos três lados de um triângulo retângulo é igual a 32. Quanto mede a hipotenusa do triângulo ? a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 8 05. ( UFPA ) Uma corda de 3,9 m de comprimento conecta um ponto na base de um bloco de madeira a uma polia localizada no alto de uma elevação, conforme o esquema abaixo. Observe que o ponto mais alto dessa polia está 1,5 m acima do plano em que esse bloco desliza. Caso a corda seja puxada 1,4 m, na direção indicada abaixo, a distância x que o bloco deslizará será de: A) 1,0 m B) 1,3 m C) 1,6 m D) 1,9 m E) 2,1 m. 07. ( UFMG – 2001 ) Observe a figura: T O Q P Nessa figura o circulo tem centro O e raio 6 e OP = 16. A reta PT é tangente ao círculo em T e o segmento TQ é perpendicular à reta OP . Assim sendo, o comprimento do segmento QP é : a) 13,75 b) 13,85 c) 14,25 d) 14,5 08. ( UnB ) De um círculo, conhece-se apenas a parte que é representada na figura abaixo. Então, a medida de seu raio é : 1m a) 3m 3m 3m b) 4m c) 5m d) 6m e) 7m 09. ( FATEC ) O valor do raio da circunferência de centro O da figura é : a) 7,5 b) 14,4 O c) 12,5 d) 9,5 10 10 5 10. ( UFRJ ) Duas circunferências são tangentes exteriores. A distância entre seus centros é de 13 cm e a diferença entre seus raios é de 5 cm. A medida do raio menor, do raio maior e do segmento AB da reta tangente comum às circunferências, nessa ordem, é : 260 CURSO DE MATEMÁTICA a) b) c) d) e) 3; 8; 11 4; 9; 12 3; 8; 12 4; 9; 11 5; 10; 13 HAMILTON E ALEX A) B) C) D) E) B 6m A 11. ( FESP – SP ) Na figura abaixo, ABC e BDE são triângulos equiláteros de lados 2a e a, respectivamente. Podemos afirmar, então, que o segmento CD mede: C a) a 2 D b) a 6 c) 2a A d) 2a 5 A 9 metros 10 metros 11 metros 12 metros 13 metros B E e) a 3 12. ( ENEM - 2012 ) Em exposições de artes plásticas, é usual que estátuas sejam expostas sobre plataformas giratórias. Uma medida de segurança é que a base da escultura esteja integralmente apoiada sobre a plataforma. Para que se providencie o equipamento adequado, no caso de uma base quadrada que será fixada sobre uma plataforma circular, o auxiliar técnico do evento deve estimar a medida R do raio adequado para a plataforma em termos da medida L do lado da base da estátua. Qual relação entre R e L o auxiliar técnico deverá apresentar de modo que a exigência de segurança seja cumprida? A) R ≥ L / 2 B) R ≥ 2L / π C) R ≥ L / D) R ≥ L / 2 E) R ≥ L / (2 2 ) 13. ( PUC – Campinas ) Um quadrado tem dois vértices numa circunferência e um lado tangente a ela no ponto T, como mostra a figura. Se a área do quadrado é 64 cm2, o raio da circunferência é: a) 4 2 2m B 3m 15. ( ENEM – 2010 ) Uma fábrica de tubos acondiciona tubos cilíndricos menores dentro de outros tubos cilíndricos. A figura mostra uma situação em que quatro tubos cilíndricos estão acondicionados perfeitamente em um tubo com raio maior. Suponha que você seja o operador da máquina que produzirá os tubos maiores em que serão colocados, sem ajustes ou folgas, quatro tubos cilíndricos internos. Se o raio da base de cada um dos cilindros menores for igual a 6 cm, a máquina por você operada deverá ser ajustada para produzir tubos maiores, com raio da base igual a A) 12 cm B) 12 2 cm C) 24 2 cm D) 6(1 + E) 12(1 + 2 )cm 2 )cm 16. ( ENEM – 2010 ) Devido aos fortes ventos, uma empresa exploradora de petróleo resolveu reforçar a segurança de suas plataformas marítimas, colocando cabos de aço para melhor afixar a torre central. Considere que os cabos ficaram perfeitamente esticados e terão uma extremidade no ponto médio das arestas laterais da torre central (pirâmide quadrangular regular) e a outra no vértice da base da plataforma (que é um quadrado de lados paralelos aos lados da base da torre central e centro coincidente com o centro da base da pirâmide), como sugere a ilustração. Se a altura e a aresta da base da torre central medem, respectivamente, 24 m e 6 2 m e o lado da base da plataforma mede 19 2 m, então a medida, em metros, de cada cabo será igual a b) 3 2 c) 5 2 d) 5 14. Uma corda foi amarrada do ponto A ao ponto B contornando um bloco retangular maciço cujas dimensões são: 3m, 2m e 6m como indicado na figura abaixo. A medida dessa corda é: A) 288 B) 313 C) 328 D) 400 E) 505 261 CURSO DE MATEMÁTICA 17. (ENEM-2013) Um restaurante utiliza, para servir bebidas, bandejas com bases quadradas. Todos os copos desse restaurante têm o formato representado na figura. 7 Considere que AC BD e que L é a medida de um 5 dos lados da base da bandeja. Qual deve ser o menor valor da razão B HAMILTON E ALEX CIRCUNFERÊNCIA Chama-se circunferência de centro O e raio r ( r > 0 ) o lugar geométrico dos pontos do plano que estão a uma distância r do ponto O. ( O, r ) é a circunferência r para que uma bandeja tenha O capacidade de portar exatamente quatro copos de uma só vez? de centro em O e raio r. Raio O raio r de uma circunferência é o segmento que tem como extremos o centro O e um ponto qualquer da circunferência. Os raios de uma circunferência são congruentes. r O r r 18. A logomarca de uma empresa é composta de círculos tangentes, como indicados na figura abaixo. Essa empresa resolveu fazer chaveiros com o mesmo formato dessa logomarca, para presentear seus clientes. Se o raio do circulo menor deve medir 1cm, qual medida, aproximada, do raio dos outros dois círculos? ( considere 2 = 1,4 ) A) 2,5 cm e 6 cm B) 2,1 cm e 5,6 cm C) 2,8 cm e 6,2 cm D) 2,2 cm e 5,8 cm Corda É todo segmento que tem como extremos dois pontos distintos da circunferência. A C E D Toda corda que passar pelo centro O de uma circunferência chama-se diâmetro. O EF = 2R F B Círculos Concêntricos Se dois círculos possuem o mesmo centro eles são chamados de círculos concêntricos. R r GABARITO 1) D 8) C 14) B 2) E 9) C 15) D 3) A 10) B 4) B 5) C 6) D 11) E 12) A 13) D 16) D 17) D 18) A 7) A PROPRIEDADES 1ª - O raio de uma circunferência sempre é perpendicular a uma reta tangente no ponto de tangência. r rs s 262 CURSO DE MATEMÁTICA 2ª - Se um raio passar pelo ponto médio de qualquer corda ele será perpendicular a essa corda. A HAMILTON E ALEX Conseqüências 1ª ) Todo ângulo inscrito é igual à metade do arco que A ele contém. /2 r AB B B ÂNGULOS NA CIRCUNFERÊNCIA 2ª ) Todos os ângulos Inscritos que contêm o mesmo arco são congruentes. A Ângulo Central É todo ângulo que tem o vértice no centro da circunferência. A O /2 E /2 /2 B B O ângulo AÔB = é o ângulo central. Por definição, o ângulo central tem a mesma medida do arco que ele compreende. 3ª ) Todo triângulo inscrito em uma semicircunferência e que tem o diâmetro como lado é um triângulo retângulo. A AB = AÔB = 180º Ângulo Inscrito É todo ângulo que possui seu vértice contido na circunferência. B A Ângulo de Segmento É todo ângulo formado por uma corda e uma reta que tangencia a circunferência em um dos extremos dessa corda. E B AÊB = é o ângulo inscrito. A C Relação entre o Ângulo Central e o Ângulo Inscrito B A E /2 O Todo ângulo Inscrito é a metade do ângulo Central que ele contém. O ângulo A B̂ C = é o ângulo de segmento. O ângulo de segmento é igual a metade do arco que ele contém. = /2 B 263 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Ângulo de Vértice Interior Exercício É todo ângulo que possui seu vértice no interior da circunferência. x x 2 Ângulo de Vértice Exterior É todo ângulo que possui seu vértice no exterior da circunferência. x x x 2 1) ( PUC - SP ) Na figura, AB é diâmetro da circunferência. O menor dos arcos AC mede: C a) 100º b) 120º c) 140º 40º A B d) 150º e) 160º 2) ( U. C. SALVADOR ) Sabendo que O1 e O2 são os centros das circunferências, calcule o valor de “x”. a) 10º b) 15º c) 20º 80º x d) 25º O1 O2 e) 30º 3) ( MACK - SP ) Na figura, sabe-se que m(CÂD) = 20º e m(CÊD) = 70º. Então AMB é igual a: a) 50º B A b) 45º c) 60º d) 22º 30’ E e) 30º D x C M QUADRILÁTEROS INSCRITOS Um quadrilátero é inscrito se possui todos os seus vértices pertencentes à circunferência. 4) (UNIMONTES) – Sendo O o centro do círculo, calcule o valor de x que aparece nos ângulos assinalados na figura abaixo. a) 12º V b) 9º 5x c) 18º d) 6º O e) n.d.a A 6x + 48º A B x 5) ( UFMG – 99 ) Observe a figura: Nessa figura, BD é um diâmetro da circunferência circunscrita ao triângulo ABC, e os ângulos ABD e AÊD medem, respectivamente, 20º e 85º. B D y X̂ + Ŷ =180º C Em todo quadrilátero inscrito, a soma das medidas dos ângulos opostos é igual a 180º. Assim sendo, o ângulo CB̂D mede: a) 40º A b) 25º c) 35º B d) 30º E D C 264 CURSO DE MATEMÁTICA 6) ( UFGO ) Se a corda AB da figura é um lado de um triângulo equilátero inscrito na circunferência de centro em O, a medida do ângulo , em radianos é: a) 2/3 A b) 3/2 c) 3/4 O d) /3 e) /6 B 7) ( FEI – SP ) Na figura, ABCD é um quadrilátero inscrito num círculo; x e y são as medidas, em graus, de ACˆ D e ADˆ C , respectivamente. O valor de a) b) c) d) e) y– xé: 55º 35º 50º 42º 30’ 45º B 45º C 40º 12) ( UC - Salvador ) Na figura abaixo, o triângulo ABC é isósceles de base BC e BD é a bissetriz do ângulo de vértice B. A medida do ângulo A assinalado é: a) 55º 35º D b) 50º c) 45º d) 40º e) 35º M P N O Suponha que as medidas dos ângulos PŜQ , QŜR e SP̂R , assinalados na figura, sejam 45º, 18º e 38º, respectivamente. A medida do ângulo PQ̂S , S em graus, é: a) 38º 45º 18º b) 63º R c) 79º d) 87º 38º Q Q P 9) (UFMG) – Na figura A, B e D são pontos da circunferência de centro O e diâmetro AC, M é ˆ M mede ponto médio da corda AB e o ângulo AD 35º. A medida x do ângulo BÂC em graus, é : B a) 20 b) 25 c) 30 d) 35 e) 37,5 C 13) ( UFMG ) Observe a figura abaixo. D 8) ( UECE – 2000 ) Na figura, a reta MN é tangente à circunferência em P, a secante MQ passa pelo centro O da circunferência e a medida do ângulo QMP é 40º. A medida do ângulo NPˆ Q é igual a : 65º 60º 55º 50º 11) ( UFES ) Na figura, a medida de em graus é : a) 50º b) 52º c) 54º d) 56º 32º e) 58º B A a) b) c) d) HAMILTON E ALEX M O A C D 10) ( PUC – SP ) Na figura abaixo, AP é tangente e AB é secante à circunferência. Se o arco b = 100º e  = 50º, a medida do arco a, em graus, é igual a: a) 50 b) 60 P A c) 65 d) 75 a e) 80 14) ( CESGRANRIO ) As semi-retas PM e PN são tangentes ao círculo da figura e o comprimento do arco MGN é 4 vezes o do arco MFN . O ângulo MP̂N vale: a) b) c) d) e) 76º 80º 90º 108º 120º M G F P N 15) ( CESGRANRIO ) Em um círculo de centro O, está inscrito o ângulo . Se o arco AMB mede 130º, o ângulo mede : a) 25º b) 30º O c) 40º B A d) 45º e) 50º M B b 265 CURSO DE MATEMÁTICA 16) ( PUC – SP ) O pentágono ABCDE abaixo está inscrito em um círculo de centro O. O ângulo central CÔD mede 60º. Então x + y é igual a: A a) 180º b) 185º c) 190º B x y E O d) 210º e) 250º C B 18) ( MACK ) Na figura, temos um trapézio inscrito. Se o menor dos arcos AB = 60º, então o menor dos arcos MN mede: A B a) 90º b) 110º c) 120º d) 140º 75º e) 150º M N 19) ( VUNESP ) Os pontos A, B, C, D, E, e F pertencem à circunferência. O valor de é ? A 120º 21) ( Fuvest - SP ) Numa circunferência está inscrito um triângulo ABC; seu lado BC é igual ao raio da circunferência. O ângulo BÂC mede: a) 15º b) 30º c) 36º d) 45º e) 60º 22) ( MACK ) Na figura abaixo, tem-se m(BÂD) = 108º D 17) ( UFMG ) De um ponto M, exterior a um círculo de centro O, traçam-se as tangentes MA e MB. Se a corda AB é um lado do pentágono regular inscrito ˆ B é: nesse círculo, a medida do ângulo AM a) 144º b) 120º A c) 108º O M d) 96º e) 72º B HAMILTON E ALEX F e a) b) c) d) e) m( AD̂C ) = 112º. A medida de EB̂C é: E 68º B 72º 108º A 112º n.d.a D C 23) ( CESGRANRIO ) Um quadrilátero convexo está inscrito em um círculo. A soma em radianos, dos ângulos e mostrados na figura é: a) /4 b) /2 c) d) 3/2 e) 2 GABARITO 1) A 8) A 9) A 14) D 15) A 18) C E 22) D 110º C 2) C 3) E 4) A 10) E 19) 50º 5) B 11) E 16) D 20) C 6) A 7) A 12)D 13) C 17) C 21) B 23) C D 20) ( Cesgranrio ) Se, na figura, AB = 20º, BC = 124º, CD = 36º e DE = 90º, então o ângulo x mede: a) 34º E b) 35º 30’ c) 37º D d) 38º 30’ A e) 40º x B C 266 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX SEGMENTOS TANGENTES Se de um ponto P, fora de uma circunferência , conduzirmos os segmentos PA e PB ambos Exercícios 1) ( CESCEM ) Seja P o ponto de tangência da circunferência inscrita no triângulo ABC, com o lado AB. Se AB = 7, BC = 6 e AC = 8, quanto vale AP ? tangentes a essa circunferência em A e B, PA e PB são chamados de segmentos tangentes. A P B 2) Na figura, determine a medida do segmento BD sabendo que a circunferência de centro O está inscrita no triângulo ABC, e que os lados AB, BC e AC medem respectivamente 6cm, 8cm e 10cm. A Se PA e PB são segmentos tangentes, eles são congruentes. PA PB B QUADRILÁTERO CIRCUNSCRITO Um quadrilátero convexo é circunscrito a uma circunferência se, e somente se, seus quatro lados são tangentes à circunferência. A B D ABCD está circunscrito à . está inscrita em ABCD. D C 3) ( UFMG ) Na figura, o círculo está inscrito no triângulo ABC cujos lados medem AB = 9 cm, BC = 8 cm e AC = 5 cm e M é o ponto de tangência. A medida de MB é : C a) 5 cm b) 5,5 cm c) 6 cm d) 6,5 cm A M B 4) Na figura, PA = 10 cm. Calcule o perímetro do triângulo PRS sabendo-se que RS é tangente à . C R A P PROPRIEDADE Se um quadrilátero convexo é circunscrito a uma circunferência, a soma de dois lados opostos é igual à soma dos outros dois. A B AB + DC = AD + BC D C S B 5) Na figura, o círculo está inscrito no triângulo ABC, retângulo em A. Se BM = 6 m e MC = 4 m, o raio do círculo é : A a) 1,8 b) 2,0 c) 2,2 d) 2,4 C M B e) 2,5 6) Calcule o valor do raio r do círculo inscrito no trapézio retângulo abaixo. A 10 D 13 B 15 C 267 CURSO DE MATEMÁTICA 7) ( F.C.M.S.C ) Na figura abaixo, o valor de d é : a) ba b) 2ab c) 2 ab d) 2a a b e) 2 ab 2a a d b 8) ( MACK – SP ) A hipotenusa de um triângulo retângulo é 8 e o raio do círculo inscrito é 2. O perímetro do triângulo é igual a: a) 28 b) 26 c) 24 d) 22 e) 20 9) ( EPUSP ) As bases de um trapézio isósceles circunscrito a uma circunferência medem 9m e 6m. Cada um dos outros dois lados do trapézio mede: a) 4,5 m b) 6 m c) 7,5 m d) 8 m e) n.d.a HAMILTON E ALEX 12) (ENEM – 2010) Uma metalúrgica recebeu uma encomenda para fabricar, em grande quantidade, uma peça com o formato de um prisma reto com base triangular, cujas dimensões da base são 6 cm, 8 cm e 10 cm e cuja altura é 10 cm. Tal peça deve ser vazada de tal maneira que a perfuração na forma de um cilindro circular reto seja tangente às suas faces laterais, conforme mostra a figura. O raio da perfuração da peça é igual a A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 GABARITO 1) 4,5 10) ( UFMS ) Na figura abaixo, tem-se uma circunferência inscrita num triângulo ABC, retângulo em A e isósceles. Se a hipotenusa do 8) E 2) 2 9) C 3) C 10) C 4) 20 11) C 5) B 6) 6 7) C 12) B triângulo mede 8 2 cm, o raio da circunferência, em cm, é : a) 4 2 8 b) 48 2 c) 84 2 d) 63 2 C A B 11) A figura abaixo representa uma praça triangular. Nela deseja-se fazer um heliporto circular com a maior área possível. O raio desse círculo será? A) 3 metros B) 3,5 metros C) 4 metros 10 m D) 4,5 metros E) 5 metros 24 m 268 CURSO DE MATEMÁTICA COMPRIMENTO DE UMA CIRCUNFERÊNCIA A Em uma circunferência de raio r temos : r HAMILTON E ALEX Apótema do Hexágono Regular ( a6 ) l a6 = Apótema do hexágono regular, ele é igual à altura de um triângulo equilátero. 3,14 C a6 360º l 2 rad. l rad. .r. 180º 1) O comprimento de uma circunferência inscrita em um quadrado é 6 cm. Determine: a) A medida do lado do quadrado l = .r b) A medida da diagonal do quadrado. Apótemas de Polígonos Regulares O apótema de um polígono regular é igual a medida do raio de uma circunferência inscrita nesse polígono. l 3 Exercício l 2..r l AC = Em Radianos l 2..r AC = diagonal menor do hexágono AC é igual a altura de dois triângulos equiláteros Comprimento de um Arco de Circunferência l 3 2 l Comprimento da circunferência: C = 2..r Em Graus a6 = b) A medida do lado do quadrado; Apótema do Quadrado ( a4 ) R R = l 2 2 a4 = l 2 2) O apótema de um quadrado mede 4 cm. Determine: a) O comprimento da circunferência inscrita; c) A medida da diagonal do quadrado a4 d) O comprimento da circunferência circunscrita. l 3) Um triângulo equilátero está inscrito em uma circunferência de raio igual a 6 cm. Determine : a) A altura do triângulo equilátero; Apótema do Triângulo Equilátero ( a3 ) R H= l 3 2 l3 = R 3 b) O lado do triângulo; r a3 a3 = l R= R = 2r R+r=H 1 .H 3 2 .H 3 a3 = R= H = 3r l 3 3 l 3 6 c) O raio da circunferência inscrita nesse triângulo. 4) O comprimento da circunferência que circunscreve um triângulo equilátero é de 8 cm. Determine: a) A altura desse triângulo. 269 CURSO DE MATEMÁTICA b) A medida do lado desse triângulo c) A medida do apótema do triângulo d) O comprimento da circunferência inscrita nesse triângulo. HAMILTON E ALEX 9) ( UFPA ) Uma pista de atletismo está representada na figura abaixo, sendo que os arcos são semicircunferências. Nesse contexto, assinale a única alternativa correta. A) O contorno interno da pista é maior que 290 m. B) A área da região englobada pela pista é maior que 4500 m2 2 C) A área da pista é maior que 3200 m D) O contorno externo da pista é menor que 350 m 5) O lado de um hexágono regular mede 2 3 cm . Determine: a) O apótema desse hexágono; b) O comprimento da circunferência inscrita; c) O comprimento da circunferência circunscrita. 10) (PUC – SP) A figura mostra um hexágono regular de lado a a diagonal AB mede ? a) 2a A b) a 2 6) O apótema de um hexágono regular inscrito em uma circunferência é 2 3 . Determine a medida do lado de um quadrado inscrito nessa mesma circunferência. 7) ( UFRJ – 99 ) Na figura, o triângulo AEC é equilátero e ABCD é um quadrado de lado 2cm. Calcule a distância do vértice B ao vértice E . E A B D C 8) ( PUC/RIO – 2001 ) Qual a razão entre os raios dos círculos circunscrito e inscrito de um triângulo equilátero de lado a ? a) 2 b) 3 c) d) 2 3a e) 3.a 2 c) a 3 2 d) a 3 B 11. (FIP-2013) A quadratura do círculo Quando uma pessoa está fazendo um cálculo errado, absurdo, é comum dizer que ela quer “quadrar o círculo”. Essa expressão significa, simplesmente, que, dado um círculo, deve-se construir um quadrado que tenha exatamente a mesma área do círculo, usando somente uma régua não graduada e um compasso. É muito fácil construir um quadrado de área aproximadamente igual à de um círculo dado. Sobre a situação apresentada, três estudantes formularam as seguintes hipóteses: I – Abel: Para que um quadrado tenha área igual à de um círculo de raio 1, seu lado deve medir . II – Bianca: Se um círculo possui área igual a 4, a diagonal do quadrado de mesma área mede 2 2 . III – Camila: Um quadrado de lado igual a 5 possui mesma área de um círculo de raio igual a 5 . É correto o que é afirmado em: 270 CURSO DE MATEMÁTICA A)somente III. B) I e III somente C) I e II somente D) I, II e III. HAMILTON E ALEX ÁREAS DE FIGURAS PLANAS 12. (ENEM-2013) Em um sistema de dutos, três canos iguais, de raio externo 30 cm, são soldados entre si e colocados dentro de um cano de raio maior, de medida R. Para posteriormente ter fácil manutenção, é necessário haver uma distância de 10 cm entre os canos soldados e o cano de raio maior. Essa distância é garantida por um espaçador de metal, conforme a figura: Utilize 1,7 como aproximação para . O valor de R, em centímetros, é igual a A) 64,0. B) 65,5. C) 74,0. D) 81,0. E) 91,0. Quadrado l A = l2 l Retângulo A=B.h h B Paralelogramo h A = B. h B Losango l l A d l l D GABARITO 1) a) 6cm 2) a) 8 cm b) 6 2 cm b) 8cm c) 8 2 cm Trapézio d) 8 2 cm 5) a) 3 cm 6) 4 2 cm 10) D b) 4 3 cm 7) 11) D c) 2 cm 6 2 8) A A= ( B b ).h 2 B d) 4 cm c) 4 3 cm b) 6 cm b h 3) a) 9cm b) 6 3 cm c) 3 cm 4) a) 6 cm D. d 2 Triângulo Retângulo h A= B. h 2 B 9) D 12) C Triângulos Quaisquer (Ângulo compreendido entre dois lados) b A= a 1 . a. b. sen 2 271 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX ( Em função dos três lados ) Área do segmento circular c b r a A = (A do setor) – (A do ) r A = p . (p - a) . (p - b) . (p - c) onde, A = r 2 . sen 2 Onde, p é o semi-perímetro. Área do Triângulo circunscrito A=p.r r Área da coroa circular A = AC – Ac r A = ( R2 – r2 ) p é semi perímetro. a c r R Área do Triângulo inscrito A= a. b. c 4. r b Triângulo Equilátero l l A= l2 3 4 Exercícios 1) ( MACK-SP) A área da parte sombreada vale ? (A figura contém Semicircunferências de raios a e centro nos vértices do quadrado menor). a) a2(4 – ) a b) a2(2 – ) c) 2a2 2 d) a l Hexágono Regular l l l l A = áreas de 6 A= 3.l 2 3 2 Área do Círculo A = . r2 ( Área ) 2) ( UEG ) O jardim da casa de Terêncio tem o formato e as dimensões descritas na figura acima, em que uma parte é um semicírculo e a outra é um triângulo retângulo. Se cada planta que João tem no jardim ocupa 0,25m2 e utilizando a aproximação = 3,14, a quantidade máxima de plantas que Terêncio poderá plantar é a) 222. b) 253. c) 287. d) 410. 6m r C = 2 . . r (Comprimento) Área do setor circular r r A= .r 2 . 360º 8m 3) ( UTFPR ) A área de uma sala com a forma da figura a seguir é de: a) 30 m2 2 b) 26,5 m 2 c) 28 m d) 24,5 m2 e) 22,5 m2 272 CURSO DE MATEMÁTICA 4) ( UFRS ) Seis octógonos regulares de lado 2 são justapostos em um retângulo, como representado na figura adiante. A soma das áreas das regiões sombreadas na figura é a) 16. b) 16 2 c) 20. d) 20 2 e) 24. HAMILTON E ALEX 8) ( PUC – SP ) Seja o octógono EFGHIJKL, inscrito num quadrado de 12 cm de lado, conforme mostra a figura abaixo. Se cada lado do quadrado está dividido pelos pontos assinalados em segmentos congruentes entre si, então a área do octógono, em centímetros quadrados, é : E L a) 98 b) 102 F K c) 108 d) 112 G J e) 120 H 5) ( CEFET/RJ – 2001 ) As retas e são paralelas. No triângulo retângulo ABC, o cateto AC mede 8 cm e a hipotenusa AB mede 17 cm. A área do triângulo escaleno ACD, cujo lado CD mede 20 cm, é : B D a) 60 b) 80 c) 120 d) 186 C e) 340 A 6) ( CEFET/RJ – 2001 ) Cada lado de um quadrado ABCD mede 1 dm. Desenha-se um quadrante de círculo de raio 1 dm, apoiado sobre o lado AD, centrado em A. A seguir, desenha-se um quadrante de círculo de raio 2 dm, centrado em B, depois um centrado em C e, finalmente, um centrado em D, como mostrado na figura. A soma das áreas dos 4 quadrantes de círculo vale: a) 5 dm2 b) 7,5 dm2 c) 10 dm2 C D d) 12,5 dm2 2 e) 30 dm A I 9) ( UFSC ) A área da figura sombreada é: a) 4 - b) 2 ( 2 – ) 2 c) 4 ( 1 – ) d) 4 2 e) 10) ( UnB ) A área da região hachurada, onde os semicírculos têm diâmetros de medida igual ao lado do quadrado, é : a 2 (4 ) a) 4 a 2 a (2 ) b) 4 2 a (4 ) c) 2 2a 2 (4 ) d) 3 B 7) ( FUVEST – SP ) Aumentamos a altura de um triângulo em 10% e diminuímos a sua base em 10%. Então a área do triângulo: a) aumenta 1% b) aumenta 0,5% c) decresce 0,5% d) decresce 1% e) não se altera 11) ( UFRS ) Um triângulo equilátero foi inscrito em um hexágono regular, como representado na figura a seguir. Se a área do triângulo equilátero é 2, então a área do hexágono é a) 2 2 b) 3. c) 2 3 d) 2 + e) 4. 3 273 CURSO DE MATEMÁTICA 12) ( UFPR) Um cavalo está preso por uma corda do lado de fora de um galpão retangular fechado de 6 metros de comprimento por 4 metros de largura. A corda tem 10 metros de comprimento e está fixada num dos vértices do galpão, conforme ilustra a figura abaixo. Nessas condições pode-se afirmar que a área total da região que o animal pode se deslocar é: A) 88 m2 2 B) 92 m C) 96 m2 D) 100 m2 E) 104 m2 HAMILTON E ALEX 15) ( PUC /MG – 2001 ) Na figura, o lado do quadrado ABCD mede uma unidade. O arco BED pertence à circunferência de centro em A e raio unitário; o arco BFD pertence à circunferência de centro em C e raio unitário. A medida da área da região sombreada é : D a) b) c) d) 13) (UFG – 2000 ) Um quadrado de 4 cm de lado é dividido em dois retângulos. Em um dos retângulos, coloca-se um círculo tangenciando dois de seus lados opostos, conforme figura abaixo. Determine o raio que o círculo deve ter, para que a soma das áreas do círculo e do retângulo, que não o contém, seja a menor possível. 14) ( UFPA ) Considere a região mais escura, no interior do semicírculo de centro O, limitada por semicircunferências, conforme mostra a figura a seguir. Se a área dessa região é 24π cm2 e AM = MN = NB, então a medida AB, em centímetros, é: A) 9 B) 12 C) 16 D) 18 E) 24 C 2 2 2 2 3 2 4 E F A B 16) ( Viçosa – 2000 ) Une-se um dos vértices de um quadrado aos pontos médios dos lados que não contêm esse vértice, obtendo-se um triângulo isósceles (veja figura). A área deste triângulo, em relação à área do quadrado, representa a percentagem de : a) 38,5 % b) 37,5 % c) 36,5 % d) 35,5 % e) 39,5 % 17) ( Viçosa – 2000 ) Na figura abaixo, A, B, C e D são pontos do círculo de centro O. Sabe-se que AB = CD = 4 e que a área do triângulo AOB é 6. Então a área da região sombreada é igual a : a) 6 – 12 C D b) 13 – 12 c) 13 – 4 O d) 11 – 12 e) 6 – 6 A B 18) ( ENEM – 2012 ) Para decorar a fachada de um edifício, um arquiteto projetou a colocação de vitrais compostos de quadrados de lado medindo 1 m, conforme a figura a seguir. Nesta figura, os pontos A, B, C e D são pontos médios dos lados do quadrado e os segmentos AP e QC medem 1/4 da medida do lado do quadrado. Para confeccionar um vitral, são usados dois tipos de materiais: um para a parte sombreada da figura, que custa R$ 30,00 o m2, e outro para a parte mais clara (regiões ABPDA e BCDQB), que custa R$ 50,00 o m2. 274 CURSO DE MATEMÁTICA De acordo com esses dados, qual é o custo dos materiais usados na fabricação de um vitral? A) R$ 22,50 B) R$ 35,00 C) R$ 40,00 D) R$ 42,50 E) R$ 45,00 19) ( UFRJ ) O Tangram é um antigo quebra-cabeça chinês formado por um quadrado decomposto em sete peças: cinco triângulos, um paralelogramo e um quadrado, como mostra a figura A. A figura B é obtida a partir da figura A por meio de translações e rotações de seis dessas peças. A razão da área da figura A para a área da figura B é: a) 8/7 **** b) 8/6 c) 7/6 d) 1 e) 8/9 HAMILTON E ALEX Se A(12, 0) e o ângulo AÔP mede 60º, podemos afirmar que: y A B x a) A área do círculo menor é a quarta parte da área do círculo maior. b) A área do círculo menor é igual a 8 unidades de área. c) O comprimento da circunferência menor é 8 unidades de comprimento. d) O raio do círculo menor é 3 unidades de comprimento. e) A distância do centro do círculo menor à semireta OP é 3 unidades de comprimento. 22) ( CPFO ) Na figura abaixo, as três circunferência de raio igual a 2 cm são tangentes. Logo a área das regiões hachuradas, em cm 2, é igual a : a) 3 c) e) 3 20) ( FATEC – 2001 ) Na figura abaixo, os catetos do triângulo ABC medem 8 cm, sendo N e M pontos médios dos lados AC e AB, respectivamente. A circunferência tangencia os segmentos MB, BC e NM. Considerando = 3,1 , tem-se que a área da 2 região hachurada, em cm , é igual a : a) 11,6 A b) 11,8 c) 12,4 N M d) 24,2 e) 37,6 P b) 2 d) 2 23) ( CICE ) Três círculos de mesmo raio r são tangentes exteriormente dois a dois. Então a área hachurada é: r C 21) ( UPE – 2001 ) A circunferência menor da figura abaixo é tangente à circunferência maior e às semiretas OA e OP, onde O é o centro da circunferência maior. 24) (ENEM-2009) Dois holofotes iguais, situados em H1 e H2, respectivamente, iluminam regiões circulares, ambas de raio R. Essas regiões se sobrepõem e determinam uma região S de maior intensidade luminosa, conforme a figura. 2 Área do setor circular: Asc= R /2, em radianos. 275 CURSO DE MATEMÁTICA A área da região S, em unidades de área, é igual a A) 2 R /3 – 2 2 3 R /2 B) (2 – 3 3 )R /12 2 2 C) R /12 – R /8 2 D) R /2 E) R2/3 2 HAMILTON E ALEX 28) ( IME – RJ ) Calcule a área assinalada, em função de r, sabendo que AB e AC são tangentes ao círculo menor. a) r2 A B 2 b) r /2 2 c) 2r /3 r r 2 d) 2r C 25) ( ITA – SP ) Se os lados de um triângulo ABC medem, respectivamente, 30cm, 40cm e 50cm, então a área do círculo inscrito nesse triângulo mede: a) 10 cm2 b) 52 cm2 c) 5 cm2 d) 100 cm2 e) 25 cm2 26) ( ITA – SP ) Considere as circunferências inscrita e circunscrita a um triângulo equilátero de lado l . A área da coroa circular formada por estas circunferências é dada por: 2 6 2 l a) b) l 4 2 c) 3 2 l 3 e) 2 l 2 d) 3 l 2 27) ( UFMG ) Observe a figura. Nessa figura, a região hachurada está delimitada pelos arcos BC, AC e AB das circunferências de centros A, B e C, respectivamente, e a medida do segmento BC é 2. A área dessa região é: a) - 3 3 8 c) – 3 e) + 3 b) d) + 3 4 29) ( MACK ) Na figura, ABCD é um quadrado de 6 cm de lado. M é o ponto médio do lado DC e A é o ponto médio de PC. A área do triângulo MDN, em 2 cm , é: D a) 4 b) 5 M N c) 6 P C d) 7 A e) 8 B GABRITO 1) C 2) B 3) B 4) E 8) D 9) A 10) A 11) E 14) E 15) B 18) B 19) A 22) D 2 23) r .(2 3 ) 26) A 16) B 20) A 2 27) C 28) A 5) A 6) B 12) A 13) 7) D 4 17) B 21) C 24) A 25) D 39) C A 3 4 B C 276 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2013) O dono de um sítio pretende colocar uma haste de sustentação para melhor firmar dois postes de comprimentos iguais a 6 m e 4 m. A figura representa a situação real na qual os postes são descritos pelos segmentos AC e BD e a haste é representada pelo segmento EF, todos perpendiculares ao solo, que é indicado pelo segmento de reta AB. Os segmentos AD e BC representam cabos de aço que serão instalados. Qual deve ser o valor do comprimento da haste EF? A) 1 m B) 2 m C) 2,4 m D) 3 m E) 2 m 02. (ENEM-2009) A fotografia mostra uma turista aparentemente beijando a esfinge de Gizé, no Egito.. A figura a seguir mostra como, na verdade, foram posicionadas a câmera fotográfica, a turista e a esfinge Medindo-se com uma régua diretamente na fotografia, verifica-seque a medida do queixo até o alto da cabeçada turista é iguala 2/3 da medida do queixo da esfinge até o alto da sua cabeça. Considere que essas medidas na realidade são representadas por d e d’, respectivamente, que a distância da esfinge à lente da câmera fotográfica, localizada no plano horizontal do queixo da turista e da esfinge, é representada por b, e que a distância da turista à mesma lente, por a A razão entre b e a será dada por A) b/a = d’/c B) b/a = 2d/3c C) b/a =3d’/2c D) b/a = 2d’/3c E) b/a = 2d’/c 03. (ENEM-2009) Um chefe de cozinha utiliza um instrumento cilíndrico afiado para retirar parte do miolo de uma laranja. Em seguida, ele fatia toda a laranja em secções perpendiculares ao corte feito pelo cilindro. Considere que o raio do cilindro e da laranja sejam iguais a 1 cm e 3 cm, respectivamente. A área da maior fatia possível é (A) duas vezes a área da secção transversal do cilindro. (B) três vezes a área da secção transversal do cilindro. (C) quatro vezes a área da secção transversal do cilindro. (D) seis vezes a área da secção transversal do cilindro. (E) oito vezes a área da secção transversal do cilindro. 04. (ENEM-2013) Para o reflorestamento de uma área, deve-se cercar totalmente, com tela, os lados de um terreno, exceto o lado margeado pelo rio, conforme a figura. Cada rolo de tela que será comprado para confecção da cerca contém 48 metros de comprimento. 277 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX C) triplicasse a área do quadrado. D) ampliasse a medida do lado do quadrado em 4%. E) ampliasse a área do quadrado em 4%. A quantidade mínima de rolos que deve ser comprada para cercar esse terreno é A) 6. B) 7. C) 8. D) 11. E) 12. 05. (ENEM-2013) A cerâmica constitui-se em um artefato bastante presente na história da humanidade. Uma de suas várias propriedades é a retração (contração), que consiste na evaporação da água existente em um conjunto ou bloco cerâmico quando submetido a uma determinada temperatura elevada. Essa elevação de temperatura, que ocorre durante o processo de cozimento, causa uma redução de até 20% nas dimensões lineares de uma peça. Disponível em: www.arq.ufsc.br. Acesso em: 3 mar. 2012. Suponha que uma peça, quando moldada em argila, possuía uma base retangular cujos lados mediam 30 cm e 15 cm. Após o cozimento, esses lados foram reduzidos em 20%. Em relação à área original, a área da base dessa peça, após o cozimento, ficou reduzida em A) 4%. B) 20%. C) 36%. D) 64%. E) 96%. 06. (ENEM/2009) O governo cedeu terrenos para que famílias construíssem suas residências com a condição de que no mínimo 94% da área do terreno fosse mantida como área de preservação ambiental. Ao BC receber o terreno retangular ABCD, em que AB , 2 Antônio demarcou uma área quadrada no vértice A, para a construção de sua residência, de acordo com o AB desenho, no qual AE é lado do quadrado. 5 Nesse caso, a área definida por Antônio atingiria exatamente o limite determinado pela condição se ele A) duplicasse a medida do lado do quadrado. B) triplicasse a medida do lado do quadrado. 07. (ENEM/2011) Em uma certa cidade, os moradores de um bairro carente de espaços de lazer reivindicam à prefeitura municipal a construção de uma praça. A prefeitura concorda com a solicitação e afirma que irá construí-la em formato retangular devido às características técnicas do terreno. Restrições de natureza orçamentária impõem que sejam gastos, no máximo, 180 m de tela para cercar a praça. A prefeitura apresenta aos moradores desse bairro as medidas dos terrenos disponíveis para a construção da praça: Terreno 1: 55 m por 45 m Terreno 2: 55 m por 55 m Terreno 3: 60 m por 30 m Terreno 4: 70 m por 20 m Terreno 5: 95 m por 85 m Para optar pelo terreno de maior área, que atenda às restrições impostas pela prefeitura, os moradores deverão escolher o terreno A) 1. B) 2. C) 3. D) 4. E) 5. 08. (ENEM-2009) Um fazendeiro doa, como incentivo, uma área retangular de sua fazenda para seu filho, que está indicada na figura como 100% cultivada. De acordo com as leis, deve-se ter uma reserva legal de 20% de sua área total. Assim, o pai resolve doar mais uma parte para compor a reserva para o filho, conforme a figura. De acordo com a figura acima, o novo terreno do filho cumpre a lei, após acrescentar uma faixa de largura x metros contornando o terreno cultivado, que se destinará à reserva legal (filho). O dobro da largura x da faixa é (A) 10% (a+b)2 2 (B) 10% (a.b) (C) a b – (a+b) (D) (a b) 2 ab – (a+b) (E) (a b) 2 ab + (a+b) 09. (ENEM/2009) Ao morrer, o pai de João, Pedro e José deixou como herança um terreno retangular de 278 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 3km 2km que contém uma área de extração de ouro delimitada por um quarto de círculo de raio 1 km a partir do canto inferior esquerdo da propriedade. Dado o maior valor da área de extração de ouro, os irmãos acordaram em repartir a propriedade de modo que cada um ficasse com a terça parte da área de extração, conforme mostra a figura. Em relação à partilha proposta, constata-se que a porcentagem da área do terreno que coube a João corresponde, aproximadamente, a (considere 3 0,58 ) 3 A) 50%. B) 43%. C) 37%. D) 33%. E)19%. GABARITO 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09. C D E C C C C D E 279 NOMENCLATURA DOS CATETOS TRIGONOMETRIA TRIGONOMETRIA NO TRIÂNGULO RETÂNGULO A trigonometria possui uma infinidade de aplicações práticas. Desde a antiguidade, já se usava da trigonometria para obter distâncias impossíveis de serem calculadas por métodos comuns. Algumas aplicações da trigonometria são: Determinação da altura de um certo prédio. Os catetos recebem nomes especiais de acordo com a sua posição em relação ao ângulo sob análise. Se estivermos operando com o ângulo C, então o lado oposto, indicado por c, é o cateto oposto ao ângulo C e o lado adjacente ao ângulo C, indicado por b, é o cateto adjacente ao ângulo C. Um dos objetivos da trigonometria é mostrar a utilidade do conceitos matemáticos no nosso cotidiano. Iniciaremos estudando as propriedades geométricas e trigonométricas no triângulo retângulo. O estudo da trigonometria é extenso e minucioso. Os gregos determinaram a medida do raio da Terra, por um processo muito simples. Seria impossível se medir a distância da Terra à Lua, porém com a trigonometria isso torna simples. Um engenheiro precisa saber a largura de um rio para construir uma ponte, o trabalho dele é mais fácil quando ele usa dos recursos trigonométricos. Um cartógrafo (desenhista de mapas) precisa saber a altura de uma montanha, o comprimento de um rio, etc. Sem a trigonometria ele demoraria anos para desenhar um mapa. Tudo isto é possível calcular com o uso da trigonometria do triângulo retângulo. Os lados de um triângulo retângulo recebem nomes especiais. Estes nomes são dados de acordo com a posição em relação ao ângulo reto. O lado oposto ao ângulo reto é a hipotenusa. Os lados que formam o ângulo reto (adjacentes a ele) são os catetos. C a b A c B Termo Origem da palavra Cateto Cathetós (Perpendicular) Hipotenusa Propriedades do triângulo retângulo Ângulos: Um triângulo retângulo possui um ângulo reto e dois ângulos agudos complementares. Lados: Um triângulo retângulo é formado por três lados, uma hipotenusa (lado maior) e outros dois lados que são os catetos. Altura: A altura de um triângulo é um segmento que tem uma extremidade num vértice e a outra extremidade no lado oposto ao vértice, sendo que este segmento é perpendicular ao lado oposto ao vértice. Existem 3 alturas no triângulo retângulo, sendo que duas delas são os catetos. RELAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS Considerando o triângulo retângulo abaixo temos: B Hypoteinusa Hypó (por baixo) + Teino (eu estendo) a C Para padronizar o estudo da Trigonometria,adotaremos as seguintes notações: C c b A Em relação ao triângulo acima e pela propriedades das razões do seno, cosseno e tangente tem-se: a b A c B 280 ÂNGULOS NOTÁVEIS Para estudar os próximos conceitos, convém conhecermos o seno, cosseno e tangente de alguns ângulos. Escolhemos, pela facilidade das demonstrações, os ângulos de medidas 30°, 45° e 60°, que chamamos de ângulos notáveis. O RADIANO, UNIDADE DE MEDIDA DE ARCO E DE ÂNGULO Um radiano (1rad) é um arco cujo comprimento é igual ao do raio da circunferência que o contém. As medidas de um arco em graus e radianos são proporcionais. Por isso podemos transformar uma unidade em outra por uma regra de três. r r 1 rad r 1 rad 57,32º rad = 180º Não esqueça que 3,14 e que rad = 180° Exemplos ÂNGULOS COMPLEMENTARES Se é a medida de um ângulo agudo, então: Se dois ângulos agudos são complementares, então o seno de um deles é igual ao cosseno do outro. Aplicações 1. Uma escada de 12m de comprimento está apoiada em um muro fazendo com este um ângulo de 60º. A altura do muro é: CICLO TRIGONOMÉTRICO 2. No triângulo retângulo abaixo o valor do ângulo α é igual a: Define-se como ciclo trigonométrico a toda circunferência orientada, de raio unitário e centro no sistema de coordenadas cartesianas. Por convenção, o ponto P(1,0) é a origem da orientação, o sentido positivo é o sentido anti-horário e negativo no sentido horário. Observe a representação. Sentido Anti-horário Positivo ( + ) P(0, 1) Sentido Horário Negativo ( – ) 281 As definições acima podem ser ilustradas na figura tg a seguir. Cos ELEMENTOS 90º T Origem 0º P P’ 180º 360º O 270º A P” Sen Considere o ciclo trigonométrico acima. Os eixos cartesianos limitam a circunferência trigonométrica () em quatro partes denominadas quadrantes e numeradas de 1 a 4, no sentido anti-horário. 1º quadrante: arcos entre 0º e 90º, medidos a partir da origem. 2º quadrante: arcos entre 90º e 180º, medidos a partir da origem. 3º Quadrante: arcos entre 180º e 270º, medidos a partir da origem. 4º Quadrante: arcos entre 270º e 360º, medidos a partir da origem. DEFINIÇÃO DE SENO, COSSENO E TANGENTE DE UM ARCO Considere no ciclo trigonométrico um arco AP de medida α e uma reta t paralela ao eixo das ordenadas, que passa pelo ponto A, origem do ciclo. Observe a figura. Cos α = Valor do segmento OP’’. Tg α = Valor do segmento AT. ARCOS CÔNGRUOS Como os arcos no ciclo trigonométrico possuem a mesma origem, então dois arcos no ciclo são côngruos quando a diferença entre suas medidas possui a forma 2k (com kZ) , ou seja, podemos expressar todos os arcos côngruos a , no ciclo, na forma + 2k (com kZ). De modo análogo, representamos os arcos côngruos ao ângulo , em graus,na forma + k.360º (com kZ). Exemplos: t E1 ) Os arcos – 330º, 390º e – 690º são congruentes ao arco de 30º, pois as diferenças 30º – (– 330º ), 30º – 390º e – 690º – 30º são múltiplas de 360º. A E2 ) Os arcos – 10º e 710º são côngruos ao arco 350º, pois – 10º = 350º – (1 x 360º) e 710º = 350º + (1 x 360º). P Sen α = Valor do segmento OP’. O PRIMEIRA DETERMINAÇÃO POSITIVA Define-se como seno do arco AP (indicado por senα ) a medida algébrica do segmento OP’, em que P’ é a projeção ortogonal do ponto P no eixo vertical. O eixo vertical será chamado de eixo dos senos. Um arco é chamado de primeira determinação positiva ao arco , se satisfaz as condições abaixo: Define-se como cosseno do arco AP (indicado por cos α) a medida algébrica do segmento OP’’, em que P’’ é a projeção ortogonal do P no eixo horizontal. O eixo horizontal será chamado de eixo dos cossenos. II) 0 rad ≤ β < 2 rad. Define-se como tangente do arco AP (indicado por tgα) a medida algébrica do segmento AT, em que T é o ponto de intersecção da reta suporte do raio OP com a reta t. O eixo t será chamado de eixo das tangentes. E.1)30º é a primeira determinação positiva dos arcos 390º, pois, 390º = 30º + (1x360º) . I) β é côngruo a . Exemplos: 282 E.2) Determine a primeira determinação positiva do ângulo 1910º. 1910º 360º 110º 5 Número de voltas Quanto passa de 180º? Verifique o sinal da função. O arco AM é do 3ºQ e o arco AM’ é a redução desse arco para o 1ºQ. 1ª determinação positiva ( resto ) E.3) Encontre a primeira determinação positiva do ângulo 1720º. 1720º 360º 280º 4 Arco no 4º quadrante 90º Número de voltas M’ 1ª determinação positiva ( resto ) A 0º 360º 180º O REDUÇÃO AO 1º QUADRANTE (ARCOS SIMÉTRICOS) Reduzir um arco do 2ºQ, 3ºQ ou 4ºQ. ao 1ºQ é obter um novo arco, entre 0º e 90º (1ºQ), que possui os mesmos valores para as funções trigonométricas que o arco dado ao mesmo sinal. M 270º Quanto falta para 360º? Verifique o sinal da função. Arco no 2º quadrante O arco AM é do 3ºQ e o arco AM’ é a redução desse arco para o 1ºQ. 90º M’ M Variação do sinal do seno e do cosseno A 0º 360º 180º O O seno de um arco é a ordenada da extremidade desse arco e o cosseno de uma arco é a abscissa da extremidade desse arco. Como as coordenadas podem ser positivas e negativas em relação ao ângulo trabalhado, temos o seguinte quadro de sinais: 270º Quanto falta para 180º? Verifique o sinal da função. O arco AM é do 2ºQ e o arco AM’ é a redução desse arco para o 1ºQ. Arco no 3º quadrante *** Dica 90º M’ Lembre-se da seguinte dica: 180º O A 0º 360º . RELAÇÕES FUNDAMENTAIS E AUXILIARES M 270º Se x é um ângulo agudo num triângulo retângulo e de acordo com as definições das funções trigonométricas, podemos verificar que: 283 Fórmulas auxiliares Para deduzir duas outras fórmulas muito importantes da trigonometria, vamos partir da relação fundamental da trigonometria, inicialmente dividindo ambos os membros por cos2x ≠ 0. Teremos: sen2 x 2 cos x cos2 x cos2 x 1 cos2 x Das fórmulas anteriores, concluiremos inevitavelmente a seguinte fórmula que relaciona a tangente e a secante de um arco trigonométrico x: tg 2 x 1 sec2 x Se em vez de dividirmos por cos2x, dividíssemos ambos os membros por sen2x, chegaríamos a: cot g 2 x 1 cos sec2 x As duas fórmulas anteriores são muito importantes para a solução de exercícios que comparecem nos vestibulares; merecem, por isto, uma atenção maior. Exemplo SOMA E DIFERENÇA DE ARCOS Conhecendo os valores de senos, cossenos e tangentes dos ângulos notáveis, podemos calcular essas razões para alguns ângulos não notáveis. Veremos, então, algumas expressões que nos permitem encontrar o seno, o cosseno e a tangente de um arco, transformando-o em uma soma ou uma diferença de arcos. Dados dois arcos α e β, temos: 284 EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES Exemplos Resolva as equações abaixo: c) Tgx= 3 /3, perceba que o resultado da tangente de x é 3 /3 (valor positivo), então você deverá analisar os quadrantes em que a tangente é positiva. Como já estudamos em aulas atrás, a tangente é positiva no 1° e 3° quadrantes e o único valor de x para que a tangente seja logo: 3 /3 no 1° quadrante é 30° ou π/6, a)Senx = 1/2, perceba que o resultado de seno de x é 1/2 (valor positivo), então você deverá analisar os quadrantes em que o seno é positivo. Como já estudamos em aulas atrás, o seno é positivo no 1°e 2° quadrantes e o único valor de x para que o seno seja 1/2no 1° quadrante é 30° ou π/6, logo: d) Resolva a inequação abaixo: b) Cosx= 2 /2, perceba que o resultado de cosseno de xé 2 /2 (valor positivo), então você deverá analisar os quadrantes em que o cosseno é positivo. Como já estudamos em aulas atrás, o cosseno é positivo no 1°e 4° quadrantes e o único valor de x para que o seno seja 2 /2 no 1° quadrante é 45° ou π/4, logo: Para o seno ser maior que intervalo fechado entre 1 ,devemos tomar o 2 5 e , então temos: 6 6 285 FUNÇÕES SENO E COSENO Considere as seguintes funções: f(x) = A . sen( B . x ) f(x) = A . cos( B . x ) Altera o período da função Altera a imagem da função Exemplo Determine o domínio, imagem, período da função f(x) = 3.sen2x. Domínio:D = IR Imagem: O número 3 está multiplicando a função, então [-1,1] será multiplicado por 3, logo, f : A B Imagem: Im = [-3, 3] Contra-Domínio Domínio As funções seno e cosseno são definidas assim: f:R→R Período: Pela fórmula do período temos P 2 B = 2 = , logo: P = 2 A FUNÇÃO TANGENTE Temos: Domínio d(f) = IR Contra-domínio cd(f)= IR Imagem Im = [-1, 1] Período = 2π ***A imagem e o período podem ser alterados 286 EXERCÍCIOS 01. (UFOP) Uma ponte levadiça está construída sobre um rio cujo leito tem largura igual a 80 m, conforme ilustra a figura. A largura L do vão entre as rampas dessa ponte, quando o ângulo de elevação das rampas é de 30°, é: L 40 m 40 m 30º A) 50 – 30º 80 m 3 B) 4(20 – 10 3 ) 6 - 2 ) metros mais alto que o ponto de partida, a distância, em metros, percorrida pelo veiculo é: a)600 b)500 2 c)500 3 d)500 06.(UNIMONTES) Considere as funções reais de variáveis reais e seus gráficos abaixo, representados pelas letras M, N, P e Q. I. f(x) = sen (x/2) II. g(x) = sen 2x III. h(x) = 2 + sen x IV. l(x) = cos x C) 4(10 – 20 3 ) D) 20(4 – 3) 02.(Vunesp) Uma pessoa, no nível do solo, observa o ponto mais alto de uma torre vertical, à sua frente, sob o ângulo de 30º. Aproximando-se 40 metros da torre, ela passa a ver esse ponto sob o ângulo de 45º. A altura aproximada da torre, em metros, é a) 44,7. b) 48,8. c) 54,6. d) 60,0. e) 65,3. 03.(UFRN) Um observador, no ponto O da figura, vê um prédio segundo um ângulo de 75°. Se esse observador está situado a uma distância de 12m do prédio e a 12mde altura do plano horizontal que passa pelo pé do prédio,então a altura do prédio, em metros, é: A seqüência correta que associa gráfico-função é: a) I-P, II-M, III-N, IV-Q b) I-M, II-N, III-Q, IV-P c) I-M, II-Q, III-N, IV-P d) I-N, II-M, III-P, IV-Q 07. (UNIMONTES – PAES) Em uma biblioteca pública, deve ser construída uma rampa para acesso a portadores de deficiência. Sabendo-se que a altura da rampa é de 1,5me que a inclinação deve ser de 30°, o comprimento da rampa será de A) 3m. B) 4,5 m. 04.(UNIFOR-CE) Em certa hora do dia, os raios do Sol incidem sobre um local plano com uma inclinação de 60º em relação à horizontal. Nesse momento, o comprimento da sombra de uma construção de 6m de altura será, aproximadamente: a) 10,2m b) 8,5m c) 5,9m d) 4,2m e) 3,4m 05.(UFSJ) Um veículo percorre uma estrada reta com inclinação de 15°. Se o ponto de chegada situa-se 150( C) 3 m. D) 3 m. 2 08.(UNIMONTES) Se senx = 3 e x , , então 5 2 o valor de tgx é igual a 3 a) 4 3 b) 4 287 c) 3 d) 3 09. (UNIMONTES) Se podemos afirmar que a interseção dos gráficos das funções sen x e cos x 5 a) contém o ponto de abscissa . 4 b) depende da escala usada. c) é vazia. d) contém mais de dois pontos. 10. (UFOP – Aberta) Nos triângulos a seguir, o ângulo  é reto. A medida do segmento CB é 20 cm, a do segmento BD é 11cm e a do segmento DA é 5cm. 13. (Cefet-PR) Se f(x) = f é igual a : 6 3 a) 2 b) 0 c) 1 5 d) 2 e) 2 3 .cossec(2x) + cos(8x), 14.(UFMG) Determine todos os valores de x pertencentes ao intervalo ] 0, [ que satisfazem a equação : 3.tgx 2 cos x 3. sec x . 15.(UESC) A expressão mais simples para 1 1 sec2 x é : 2 cos x .cossec2 x Determine o valor de tg . a) 1 b) -1 c) 0 d) tgx e) sec 2 x 16.(FGV-SP) A expressão 11. (UFV) O valor de tg 10º.(sec 5º + cossec 5º).(cos 5º – sen 5º) é igual a: A) 2 1 B) 2 C) 1 D) 2 12. (UFMG) Observe a figura: senx 0 , é idêntica a: 2 a) cos x 1 b) senx c) sec x senx 1 cos x , para 1 cos x senx d) 2.cossec x cos x e) 1 senx cossecx senx , com sec x cos x cos x 0 e senx 0 , identicamente igual a : 17.(PUC – SP) A expressão a) cotg3 x Nessa figura o ponto M é o ponto médio do lado DC, do quadrado ABCD. A tangente do ângulo α é: 1 A) 2 B) 1 C) 2 D) 3 2 b) sec 2 x c) sen 2 x cos x d) tg2 x sec x e) cossec 3 x 18. (UFPR) Se cos x 0 , a expressão sec x tg x 1 é idêntica a: 4 4 a) tg2 x b) tg2 x 288 c) 2.tgx 2 d) 2.tg x e) 1 19. (Fatec-SP) Se x é um número real tal que sen 2 3senx 2 , então x é igual a: a) k, com k 2 3 b) k, com k 2 3 c) k 2, com k 2 d) k 2 , com k 2 e) k, com k 4 20.(U.F.Ouro Preto-MG) senx cos x são: As soluções da equação , com k 4 b) x ( 2k 1) , com k 4 c) x 2.k, com k 23. (UNIMONTES) Uma escada de 25m está encostada na parede vertical de um edifício, de forma que o pé da escada está a 7m da base do prédio. Se o topo da escada escorrega 4m, o pé da escada escorregará A) 14m. B) 8m. C) 15m. D) 9m. 24.(UNICAMP – SP) A água utilizada na casa de um sitio é captada e bombeada do rio para uma caixa d’água a 50m de distância. A casa está a 80m de distancia da caixa d’água e o ângulo formado pelas direções: caixa d’agua-bomba e caixa d’agua - casa é de 60º. Se a idéia é bombear água do mesmo ponto de captação até a casa, quantos metros de encanamento são necessários? a) 80m b) 70m c) 50m d) 90m e) 60m a) x ( 4k 1) 25.(UNIMONTES) Se então o valor de x para o qual senx = y, no intervalo [0,2[, é a) b) 2 3 c) 2 d) 0 d) x k, com k e) x ( 3k 1) , com k 2 21.(UEL -PR) A função dada por f(x) = (tgx).(cotgx) está definida se, e somente se A) x é um número real qualquer B) x 2k, com k C) x k, com k k D) x , com k 2 k E) x , com k 4 22. (UFJF) Sejam x e y tais que senx. cos x = senx + cosx. Pode-se afirmar que: 5 a) y = 2 5 5 b) y ou y 2 2 5 c) y 2 5 5 d) y ou y 2 2 5 5 e) y ou y 2 2 26.(FIP-2013) Num dia chuvoso, uma descarga elétrica queimou uma das lâmpadas da casa de Bernardo. Após a chuva,ele resolveu trocar a lâmpada queimada. Para isso, encostou uma escada na parede, de modo que o topo da escada ficou a uma altura de 4 metros, conforme mostra a figura a seguir: 1 e y 8 Após subir alguns degraus, Bernardo tomou um susto, pois a base da escada escorregou por 1 metro, e só parou ao tocar um muro paralelo à parede, formando, assim, um ângulo de 45º com o piso horizontal. A nova situação pode ser observada na figura a seguir: 289 AB̂I ( 60º ). Qual é, aproximadamente, a distância IP , da ilha até a praia ? a) 30m I Ilha b) 220m c) 660m d) 940m Mar e) 1275m P A distância entre a parede da casa e o muro é de: 27.(UNIMONTES) Considere x um arco com extremidade no segundo quadrante, tal que sec x = – 5/3 . Assim, o 2 valor da expressão A = 5(sen x) – 3 tg x vale 36 5 32 b) 15 4 c) 5 36 d) 5 a) 28. ( PUC – MG ) No triângulo da figura, B̂ > Ĉ e tg B̂ = 4 . O valor do seno do ângulo Ĉ é: 3 C 1 1 a) b) 4 2 2 2 c) d) 3 5 B A 3 e) 5 29.( Cefet – PR ) A rua Tenório Quadros e a avenida Teófilo Silva, ambas retilíneas, se cruzam segundo um ângulo de 30º. O posto de gasolina Estrela do Sul se encontra na avenida Teófilo Silva a 4000 metros do citado cruzamento. Portanto, a distância entre o posto de gasolina Estrela do Sul e a rua Tenório Quadros, em km, é igual a : a) 4 b) 12 c) 2 d) 5 4000 m e) 8 B A Praia 31. ( FEI – SP ) Na figura abaixo, BD mede 9 cm, CD tem 5 cm e AD mede 13 cm. O valor de tg é: 13 A a) 5 13 b) 9 13 c) B D C 14 5 d) 6 6 e) 7 32.( UFRS ) Considere as seguintes afirmações para arcos medidos em radianos: I) sen 1 < sen 3 II) cos 1 < cos 3 III) cos 1 < sen 1 Quais são verdadeiras? a) Apenas I é verdadeira. b) Apenas II é verdadeira. c) Apenas III é verdadeira. d) São verdadeiras apenas I e II. e) São verdadeiras I, II e III. 33.( Vunesp – SP ) A figura representa o perfil de uma escada cujos degraus têm todos a mesma extensão, além de mesma altura. Se AB = 2 m e BĈA mede 30º, então a medida da extensão de cada degrau é : a) 2 3 3 b) 2 3 6 c) 3 A B C 3 2 3 e) 3 d) 30. ( PUCC – SP ) Na praia, mediu-se a distância de A até B ( 750 m ) e de A até P ( 620 m ), além do ângulo 290 34.( FMJ – SP ) Na figura abaixo são dados: O triângulo ABC retângulo em B̂ ; o triângulo CDB, retângulo em D̂ e CB̂D de 30º. Se BC = 4 3 cm, a área do triângulo ADB, em centímetros quadrados, é : C a) 6 3 b) 9 D c) 9 3 d) 18 30º e) 18 3 A Um cliente solicitou a produção de telhas que fossem duas vezes mais sanfonadas e que tivessem o triplo da altura da telha-padrão, como na figura abaixo. B 35.( Unimontes – PAES / 2004 ) Se sen x = 3 e x 5 2 , , então o valor de tg x é igual a : 3 a) 4 3 b) 4 c) 3 d) 3 Marque a opção que representa a curva geratriz dessa nova telha. A) 36.( Unimontes – PAES / 2005 ) O valor de x R, para o qual a igualdade cos = 2x – 5 seja possível, está no intervalo real : a) [2, 3] b) ]2, 3[ c) [4, 6] d) ]4, 6[ B) C) D) E) 37.( Unimontes – PAES / 2006“anulada” ) Os pontos x do ciclo trigonométrico, correspondentes às soluções do sen 2x 0 , 2x [ 0, 2 ], pertencem ao : cot g x 0 sistema a) b) c) d) e) 1° quadrante, somente 3º quadrante, somente 4º quadrante, somente 1º ou 2º quadrante, somente N.d.a 38. (FIP/2014) Uma empresa produz telhas senoidais, como a da figura abaixo. 39. (FIP/2014) Num hemocentro, o número de doações de sangue varia periodicamente. No ano de 2013, esse número, de janeiro a dezembro, foi calculado mediante a função em que D(t) é dado em milhares e t em meses, com 0 ≤ t ≤ 11. O número de doações de sangue nos meses de agosto e outubro foi de: A) 4 B) 7,5 C) 3,5 D) 3,86 E) 7 Para a criação do molde da telha a ser fabricada, é necessário fornecer a função cujo gráfico será a curva geratriz da telha. A telha padrão produzida pelo fabricante possui por curva geratriz o gráfico da função y = sen (x). GABARITO 01. B 02. C 03. A 291 04. E 05. A 06. A 07. A 08. A 09. A 10. 33/56 11. A 12. A 13. A TRIÂNGULOS QUAISQUER Lei dos cossenos Em qualquer triângulo, o quadrado de um dos lados é igual à soma dos quadrados dos outros dois lados, menos o dobro do produto desses dois lados pelo cosseno do ângulo formado entre eles. c 14. 15. C 16. D 17. A 18. D 19. D 20. B 21. D 22. B 23. B 24. B 25. C 26. A 27. D 28. E 29. C 30. C 31. E 32. C 33. E 34. E 35. A 36. B 37. E 38. B 39. B b a b2 = a2 + c2 – 2. a. c . cos Exemplos 1) Encontre a medida do lado AB no triângulo ABC abaixo. A 4 C 60º 6 B 2) No triângulo ABC abaixo, encontre o valor do cosseno do ângulo . B 6 4 A 8 C 292 Lei dos senos EXERCÍCIOS O seno de um ângulo de um triângulo qualquer é proporcional à medida do lado oposto a esse ângulo. 1) ( Fuvest – SP ) Um triângulo tem os lados com medidas iguais a 4, 5 e 6. O co-seno do maior ângulo interno desse triângulo é : 4 5 a) b) 6 5 3 2 c) d) 4 3 1 e) 8 C A R c b a OU b B C B a c A a ˆ senA b ˆ senB c ˆ senC = 2R 2) ( PUC – SP ) Na figura abaixo, qual o valor de cos ? 2 1 Exemplos 1) Encontre a medida do lado AC no triângulo ABC abaixo. 2 B 4 2 A 105º 45º C 2) O triângulo ABC abaixo, está inscrito em uma circunferência, conforme a figura. Encontre a medida do raio dessa circunferência. 3) ( Cesgranrio ) Os lados de um triângulo são 3, 4 e 6. O co-seno do maior ângulo interno desse triângulo vale: a) 11/24 b) – 11/24 c) 3/8 d) – 3/8 e) – 3/10 4) ( UFMG ) Na figura, o ângulo BÂC mede 60º e o segmento BC mede 4 cm. Qual a medida do raio da circunferência que contém os pontos A, B e C ? A C B A 60º 6 3 B C 5) ( UFPR ) Em um triângulo ABC têm-se que BC = 6 cm e CÂB = 30º. A medida do raio da circunferência circunscrita a esse triângulo é : a) 6 b) 12 C c) 8 d) 9 A e) 10 B 293 6) (ESPM ) Num triângulo isósceles, a base tem 8 cm e o ângulo oposto à base mede 120°. Cada um dos outros dois lados do triângulo mede: DADOS : Cos 1 3 120º = ; sen 120º = 2 2 a) 3 cm b) 2 5 cm x 120º x c) 4 5 cm d) (4 3 )/3 cm 8 cm e) (8 3 )/3 cm 7) ( CFTMG ) Um dos ângulos internos de um paralelogramo de lados 4 m e 6 m mede 120°. A maior diagonal desse paralelogramo mede, em metros a) 2 17 b) 2 19 c) 2 21 d) 2 23 8) ( UFPE )Uma ponte deve ser construída sobre um rio, unindo os pontos A e B, como ilustrado na figura abaixo. Para calcular o comprimento AB, escolhe-se um ponto C, na mesma margem em que B está, e medem-se os ângulos CBA = 57° e ACB = 59°. Sabendo que BC mede 30m, indique, em metros, a distância AB. ( Dado: use as aproximações sen(59°) = 0,87 e sen(64°) = 0,90 ) a) 28 b) 29 c) 30 d) 31 e) 32 a) 3 + 5 b) 5 + 3 c) 3 + 3 d) 3 + 7 e) 5 + 7 11) Na figura abaixo o triângulo ABC está inscrito na circunferência de raio R. Se a medida do lado AB R é , pode-se afirmar que o valor do seno do 2 ângulo é A a) 1/2 b) 1/4 B c) 1/3 d) 1/5 C e) 2/3 12) ( CFTCE ) Na figura a seguir o valor de x pode ser : a) 1/2 b) 3/2 c) 2/3 d) 4/3 e) 1/5 13) ( Cesgranrio ) No triângulo ABC, os lados AC e BC medem 8 cm e 6 cm, respectivamente, e o ângulo A vale 30°. B O seno do ângulo B vale: a) 1/2 b) 2/3 c) 3/4 d) 4/5 A e) 5/6 C 9) ( Fuvest – SP ) No quadrilátero a seguir, BC = CD = 3 cm, AB = 2 cm, ADC = 60° e ABC = 90°. A medida, em cm, do perímetro do quadrilátero é: a) 11. b) 12. c) 13. d) 14. e) 15. 10) ( UFPI ) Em um triângulo, um dos ângulos mede 60° e os lados adjacentes a este ângulo medem 1cm e 2cm. O valor do perímetro deste triângulo, em centímetros, é: 14) ( CESCEM ) Se, em um triângulo, o quadrado de um lado é igual à soma dos quadrados dos outros dois lados menos o produto desses dois lados, calcule o ângulo interno que os mesmos dois lados formam. GABARITO 3 1) E 2) 4 7) B 8) B 13) B 14) 60º 3) B 9) B 4) 4 3 3 10) C 5) A 11) B 6) E 12) B 294 QUESTÕES DO ENEM figura, e suponha que o ponto P percorra, no sentido anti-horário, uma distância d r sobre a circunferência. 01. (ENEM-2013) As torres Puerta de Europa são duas torres inclinadas uma contra a outra, construídas numa avenida de Madri, na Espanha. A inclinação das torres é de 15° com a vertical e elas têm, cada uma, uma altura de 114 m (a altura é indicada na figura como o segmento AB). Estas torres são um bom exemplo de um prisma oblíquo de base quadrada e uma delas pode ser observada na imagem. Disponível em: www.flickr.com. Acesso em: 27 mar. 2012. Utilizando 0,26 como valor aproximado para a tangente de 15° e duas casas decimais nas operações, descobre-se que a área da base desse prédio ocupa na avenida um espaço A) menor que 100 m2. B) entre 100 m2 e 300 m2. C) entre 300 m2 e 500 m2. D) entre 500 m2 e 700 m2. E) maior que 700 m2. 02.(ENEM-2009) Uma empresa precisa comprar uma tampa para o seu reservatório, que tem a forma de um tronco de cone circular reto, conforme mostrado na figura. Considere que a base do reservatório tenha raio r = 2 3 m e que sua lateral faça um ângulo de 60º com o solo. Então, o ponto Q percorrerá, no eixo x, uma distância dada por d d A) r 1 sen B) r 1 cos r r d r C) r 1 tg D) r.sen r d r E) r. cos d 04. (ENEM-2011) Para determinar a distância de um barco até a praia, um navegante utilizou o seguinte procedimento: a partir um ponto A, mediu o ângulo visual α fazendo mira em um ponto fixo P da praia. Mantendo o barco no mesmo sentido, ele seguiu até um ponto B de modo que fosse possível ver o mesmo ponto P da praia, no entanto sob um ângulo visual 2α. A figura ilustra essa situação. Trajetória do barco Suponha que o navegante tenha medido o ângulo α = 30° e, ao chegar ao ponto B, verificou que o barco havia percorrido a distância AB = 2 000 m. Com base nesses dados e mantendo a mesma trajetória, a menor distância do barco até o ponto fixo P será A) 1000m B) 1000 3 m C) 2000 3 3 m D) 2000m E) 2000 3 GABARITO 01. E 02. B 03. B 04. B Se a altura do reservatório é 12m, a tampa a ser comprada deverá cobrir uma área de A) 12 m2. B) 108 m2. 2 2 C) (12 + 2 3 ) m . D) 300 m . 2 2 2 E) (24 + 2 3 ) m . 03. (ENEM/2009) Considere um ponto P em uma circunferência de raio r no plano cartesiano. Seja Q a projeção ortogonal de P sobre o eixo x, como mostra a 295 CURSO DE MATEMÁTICA Geometria Espacial de Posição INTRODUÇÃO É na idade da pedra que encontramos os primeiros vestígios da geometria. Nessa época, pinturas, armas e objetos em geral já mostravam simetria e harmonia nas formas. Na Mesopotâmia, por volta do ano 3000 a.C., já se calculavam áreas de extensões de terras. Elas eram subdivididas em triângulos e quadriláteros. Na Grécia, entre 600 e 300 a.C., a geometria teve notáveis avanços e tomou corpo como ciência. Nessa época, destacaram Pitágoras e Tales de Mileto. Mas foi Euclides o grande responsável pela sistematização dos conceitos geométricos. Ele viveu entre 300 e 20 a.C.. Em sua obra “Os Elementos” Euclides apresenta a geometria como um sistema lógico-dedutivo. Até hoje, a geometria euclidiana é a teoria que melhor explica as propriedades das figuras e descreve suas formas, posição, relações e dimensões. HAMILTON E ALEX O plano é bidimensional ( tem comprimento e largura ) e ilimitado, cresce infinitamente. Ele é representado por letras minúsculas do alfabeto grego ( , , , ... ). Postulados Ponto, reta e plano ficam caracterizados através de uma série de qualidades, essas qualidades, são chamadas de postulados. Os postulados ou axiomas são proposições da geometria que são aceitas sem demonstração. Eles relacionam os conceitos primitivos e são a base de toda a teoria. Alguns Postulados e Definições Postulado 1 P1 – Em uma reta e também fora dela, existem infinitos pontos. A C B A base da geometria é o conceito de ponto. Qualquer conjunto não-vazio de pontos é uma figura geométrica. Postulado 2 Neste capítulo, vamos começar o estudo da geometria espacial. Para isso, vamos ampliar o nosso universo, com o estudo das figuras espaciais ou tridimensionais. P2 – Em um plano e também fora dele, existem infinitos pontos. Entes Geométricos Primitivos Alguns conceitos geométricos não são definidos, eles são o ponto de partida ou a matéria-prima de toda a teoria.Os mais simples entes geométricos imaginados são: Ponto, reta e plano. r A ( Ponto ) ( reta ) ( plano ) Por definição, reta e plano são entes ilimitados, crescem infinitamente. O ponto não tem dimensão ( adimensional ), ele é representado por letras latinas maiúsculas ( A, B, C, ..., P, Q, ... ). A reta é unidimensional ( só tem comprimento ) e ilimitada, cresce infinitamente. Ela é representada por letras latinas minúsculas ( r, s, t, ... ). Postulado 3 P33–Dois uma reta. P – Doispontosdistintosdeterminam pontos distintos determinam uma reta. A B Postulado 4 P4 – Por dois pontos distintos ( ou pela reta que eles determinam ) passam infinitos planos A B 296 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Retas perpendiculares são retas concorrentes que formam quatro ângulos retos ( 90º ). Postulado 5 P A reta que possui dois pontos distintos P53– –Dois pontosdistintosdeterminam uma reta. de um plano está contida neste plano. A São retas coplanares que não têm pontos comuns (paralelas distintas) ou quando têm todos os pontos comuns (paralelas iguais ou coincidentes). B Retas Paralelas Retas paralelas distintas são retas coplanares que não têm pontos comuns. Postulado 6 P63–Dois – Três pontos (distintos) não alinhados pontosdistintosdeterminam uma reta. determinam um plano. retas A B Retas paralelas iguais(coincidentes) são coplanares que possuem todos os pontos comuns. C Retas Reversas NOTA: Um ente geométrico está determinado quando existe e é único. Retas simplesmente reversas são retas não coplanares que formam ângulos imaginários diferentes de 90º. Retas reversas ortogonais são retas não coplanares que formam ângulos imaginários medindo 90º. Retas no Espaço s r t Duas retas do espaço podem ser coplanares ou reversas. a) Retas Coplanares Quando existe um plano que as contém. As retas coplanares são concorrentes ou paralelas. Retas coplanares não são, necessariamente, retas que estão em um mesmo plano. Duas retas são coplanares quando “existe um plano que as contém” r s As retas paralelas r e s não estão no plano , mas são coplanares, pois existe um plano que as contêm. b) Retas Reversas ou Não Coplanares Na figura acima, as retas r e s são retas paralelas distintas, as retas r e t são retas reversas ortogonais e as retas s e t são retas concorrentes perpendiculares. Retas no Espaço ( Diagrama ) Distintas Paralelas Retas Coplanares Concorrentes ou Oblíquas Retas Concorrentes Retas oblíquas são retas concorrentes que formam ângulos diferentes de 90º. Coincidentes ou Perpendiculares Quando não existe um plano que as contém. As retas reversas são reversas ortogonais ou simplesmente reversas. Quando têm um único ponto comum. As retas concorrentes podem ser oblíquas ou perpendiculares. Ou Reversas Ortogonais Retas Reversas Formam ângulo imaginário de 90º ou Simplesmente Reversas Formam ângulo imaginário diferente de 90º 297 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Determinação de Planos Posições Relativas Um plano está determinado quando existe e é único. A partir do postulado P6 podem ser demonstrados mais três teoremas clássicos de determinação de plano. Reta e Plano Quatro Maneiras Existem quatro maneiras de verificar se um plano está determinado. Essas maneiras são: Uma reta r e um plano do espaço podem ocupar as seguintes posições relativas: Reta paralela ao plano Quando a interseção entre eles é um conjunto vazio. ( Não têm pontos comuns). r r = 1ª Maneira Três pontos (distintos) não colineares determinam um plano A B Reta contida no plano Quando todos os pontos da reta são pontos do r Plano. r = r C Reta concorrente ( secante ) com o plano Quando a reta e o plano têm um único ponto comum. 2ª Maneira r Duas retas concorrentes determinam um plano. (Retas que possuem um único ponto comum ) P r = {P} Plano e Plano 3ª Maneira Uma reta e um ponto fora dela determinam um plano. P Dois planos e espaço podem ser classificados como: planos paralelos iguais ( coincidentes ), planos paralelos distintos ou planos secantes. Paralelos iguais Dois planos são paralelos iguais quando têm todos os pontos comuns. 4ª Maneira Duas retas paralelas distintas determinam um plano. = Paralelos distintos Dois planos são paralelos distintos quando não têm pontos comuns, a intersecção desses planos é vazia. 298 CURSO DE MATEMÁTICA Planos secantes Dois planos são secantes quando têm apenas uma reta em comum. r r HAMILTON E ALEX TEOREMAS SOBRE PARALELISMO PERPENDICULARIDADE E Se uma reta r está fora de um plano e é paralela a uma reta s contida em , então ela é paralela a este plano . r s Reta e Plano Perpendiculares Uma reta “r“ e um plano ““ são perpendiculares quando a reta r e o plano são concorrentes, e r é perpendicular com todas as retas que passam por P, sendo P o traço de r em . P, também é chamado de pé da perpendicular. Se um plano contém duas retas concorrentes, ambas paralelas a outro plano , então esses planos são paralelos.(condição necessária e suficiente) r P Se dois planos são perpendiculares e uma reta r de um deles () é perpendicular à interseção dos planos, então ela é perpendicular ao outro plano ( . Teoremas r Se uma reta r,concorrente com um plano, for perpendicular a pelo menos duas retas concorrentes desse plano, então ela é perpendicular ao plano. r EXERCÍCIOS RESOLVIDOS P Se uma reta r for perpendicular a um plano , qualquer reta paralela a r também será perpendicular a esse plano. r s Se r e r // s s 1) Nas afirmativas abaixo, coloque V nas verdadeiras e F nas falsas. a) ( F ) Três pontos distintos determinam um plano. Três pontos não colineares determinam um plano. b) ( V ) Por três pontos colineares passam infinitos planos. c) ( V ) Por dois pontos sempre passa uma reta. Planos Perpendiculares Um plano é perpendicular a outro se, e somente se, um deles contém uma reta perpendicular ao outro. r Se r e r d) ( F ) Dois pontos determinam uma reta. Dois pontos distintos determinam uma reta. e) ( V ) Três retas paralelas duas a duas podem determinar três planos. f) ( F ) Se dois pontos de uma reta pertencem a um plano, esta reta está contida nesse plano. Os pontos têm que ser distintos. 299 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 2) Nas afirmativas abaixo, coloque V nas verdadeiras e F nas falsas. a) ( V ) Em dois planos paralelos distintos, todas as retas de um são paralelas ao outro plano. d) A reta t pode estar contida num plano perpendicular a e) todo plano que contém t é paralelo ao plano 3) (PUC – SP) – São dadas as proposições: I – Uma reta é perpendicular a um plano quando ela é perpendicular a todas as retas desse plano. II – Se dois planos distintos são paralelos, então toda reta de um é paralela ao outro. III – Se um plano é perpendicular a outro, então ele é perpendicular a qualquer reta desse outro. É correto afirmar que: a) Apenas II é verdadeira. b) I, II e III são verdadeiras. c) I, II e III são falsas. d) Apenas II e III são verdadeiras. e) Apenas III é verdadeira. 4) ( PUC – SP ) Se r e s são retas reversas, então pode-se GARANTIR que: a) todo plano que contém r também contém s. b) o plano que contém r e é perpendicular a s. c) existe um único plano que contém r e s. d) existe um plano que contém r e é paralelo a s. e) toda reta que encontra r encontra s. b) ( F ) Em dois planos paralelos distintos, todas as retas de um são paralelas às retas do outro plano. As retas de um podem ser paralelas ou reversas às retas do outro. c) ( V ) Se uma reta é paralela a um plano, em tal plano existe uma infinidade de retas paralelas àquela reta. d) ( F ) Se uma reta é paralela a um plano, é paralela a todas as retas do plano. A reta será paralela a infinitas retas do plano, mas não a todas as retas do plano, algumas serão reversas a ela. e) ( V ) Se duas retas de um plano não são paralelas elas são concorrentes. f) ( F ) Se e são dois planos paralelos distintos, toda reta paralela a também será paralela a . Têm infinitas retas paralelas a e que estão contidas em . EXERCÍCIOS 1) ( Unimontes – 2003 ) Sejam r, s e t três retas no espaço. Analise as seguintes afirmações : ( ) Se r e s são paralelas, então existe um plano que as contém. ( ) Se a interseção de r e s é o conjunto vazio, então r é paralela a s. ( ) Se r, s e t são duas a duas paralelas, então existe um plano que as contém. ( ) Se r s = e r não é paralela a s, então r e s são reversas. Considerando V para sentença verdadeira e F para sentença falsa, a seqüência CORRETA que classifica essas afirmações é : a) V, V, V, V b) F, V, V, F c) V, F, F, V d) V, V, F, F 2) ( UEL – PR ) Dados um plano e uma reta t , tais que t = , então: a) t b) t c) uma reta s, s tal que s // t. 5) Assinale a única alternativa FALSA. a) Se uma reta é paralela a um plano, em tal plano existe uma infinidade de retas paralelas àquela reta. b)Se dois planos são paralelos distintos, toda reta de um deles é paralela ao outro. c) Se dois pontos de uma reta são pertencentes a um plano , concluímos que esta reta está contida nesse plano. d)Uma reta e um ponto fora dela determinam um plano. 6) Assinale a única alternativa VERDADEIRA. a) Uma reta e um ponto determinam um plano. b)Por um ponto passa uma única reta. c) Se uma reta é paralela a um plano, é paralela a todas as retas do plano. d)Se dois planos forem paralelos a uma reta então são planos paralelos entre si. e) Por três pontos colineares passam infinitos planos. 7) (ITA – SP) Quais as sentenças falsas nos itens abaixo ? I ) Se dois planos são secantes, todas as retas de um deles sempre interceptam o outro plano. II ) Dados dois planos, se num deles existem duas retas distintas paralelas ao outro plano, os planos são sempre paralelos. III ) Em dois planos paralelos distintos, todas as retas de um são paralelas ao outro plano. IV ) Se uma reta é paralela a um plano, em tal plano existe uma infinidade de retas paralelas àquela reta. 300 CURSO DE MATEMÁTICA V ) Se uma reta é paralela a um plano, é paralela a todas as retas do plano. a) I, II e III b) I, II e V c) I, III e IV d) II, III e IV 8) (CESCEM) – Sendo P um ponto qualquer, r uma reta e um plano, a alternativa correta é: a) P , r P r b)P , r P r c) P r P d)P r e) P r e r P 9) (MACK-SP) – A reta r é perpendicular ao plano então: a) Todas as retas de são paralelas a r. b) A reta r não pode ser coplanar com nenhuma reta de c) Existem em retas paralelas e retas reversas a r. d) Existem em retas perpendiculares a r e também existe em retas reversas em relação a r. e) Todo plano que contém r é paralelo a 10) ( FEI – SP) Na determinação de um plano a alternativa que corresponde às condições suficientes é: a) Duas retas concorrentes b) Uma reta e um ponto c) Duas retas distintas d) Duas retas reversas e) n.d.a 11) ( UFES ) Dados dois planos paralelos, se um outro plano corta os dois dados, as interseções são retas : a) concorrentes b) perpendiculares c) paralelas d) reversas e) não são retas 12) (ITA) – Sejam as afirmações: I – Por um ponto passa uma única reta. II – Um ponto e uma reta determinam um plano. III– Se dois pontos de uma reta pertencem a um plano, então a reta está contida neste plano. IV – Por um ponto situado fora de uma reta existe uma reta paralela à reta dada. Podemos garantir que: a) Apenas III é verdadeira b)I e II são falsas c) Apenas I é falsa d)Apenas II e III são verdadeiras e) Apenas II e IV são verdadeiras HAMILTON E ALEX 13) (SANTO ANDRÉ) – Assinale a alternativa correta: Dados um plano e um ponto P fora de : a) Por P passa somente uma reta paralela a b) Por P passa mais do que uma reta paralela a ; c) Por P não passa nenhuma reta paralela a ; d) Toda reta que passa por P fura e) n.r.a 14) (MACK – SP) – A reta r é paralela ao plano . Então: a) Todas as retas de são paralelas a r. b) A reta r não pode ser coplanar com nenhuma reta de c) Existem em retas paralelas a r e também retas reversas a r. d) Existem em retas paralelas e perpendiculares a r. e) Todo plano que contém r é paralelo a 15) ( FCC – SP ) Se um plano e uma reta r são tais que r r , então : a) existe um plano que contém r e não intercepta b) toda reta paralela a r está contida em . c) toda reta paralela a é paralela a r. d) existe uma reta em que é concorrente com r. e) toda reta perpendicular a é perpendicular a r. 16) ( MACK – SP ) Sendo r e r’ retas reversas, o número de planos paralelos a r, e que podem conter r’, é: a) 2 b) 1 c) infinito d) 0 e) n.d.a. 17) ( FMU – SP ) Dados um plano e duas retas r e s distintas a ele, tais que r s e s , podemos afirmar que: a) r s = b) r e s são retas reversas c) r//s d) r// e) n.d.a. GABARITO 1) C 7) B 13) B 2) D 8) E 3) A 9) D 14) C 4) D 10) A 15) D 5) C 6) E 11) C 12) B 16) B 17) D 301 CURSO DE MATEMÁTICA GEOMETRIA ESPACIAL HAMILTON E ALEX Propriedades A soma dos ângulos das faces de um poliedro convexo é dada por: POLIEDROS Sv = (v – 2). 360º Poliedro convexo Poliedro convexo é todo sólido cuja superfície é limitada por polígonos convexos. Onde v é o nº de vértices do poliedro. Face do poliedro Vértice do poliedro Aresta do poliedro Elementos do Poliedro Número de Arestas Convexo de Um Poliedro O número de arestas de um poliedro convexo pode ser calculado a partir do número de lados das faces ou a partir do número de arestas por vértices. Face – é cada polígono da superfície Aresta – é a interseção de duas faces Vértice – é a interseção de duas arestas As faces de um poliedro convexo podem ser: Triangulares – 3 arestas Quadrangulares – 4 arestas Pentagonais – 5 arestas Hexagonais – 6 arestas, Heptagonais – 7 arestas Octogonais – 8 arestas Eneagonais – 9 arestas Decagonais – 10 arestas E assim por diante. A N F .l F 2 O nome de um poliedro depende da quantidade de faces que ele possui. O poliedro abaixo é um hexaedro, pois ele possui seis faces . O Poliedro ao lado possui 6 faces triangulares, 2 vértices triédricos e 3 vértices tetraédricos. A N v .a v 2 Onde: A é o nº de arestas do poliedro. NF é o nº de faces do poliedro. lF é o nº de lados de cada face. NV é o nº de vértices do poliedro. aV é o nº de arestas por vértice. Teorema de Euler Num poliedro convexo onde V é o número de vértices, A é o número de arestas e F é o número de faces é válida a relação: F+V = A+2 Os vértices de um poliedro convexo podem ser: Triédricos – 3 arestas por vértice Tetraédricos – 4 arestas por vértice Pentaédricos – 5 arestas por vértice Hexaédricos – 6 arestas por vértice ou Exemplo: Um poliedro convexo possui 3 faces quadrangulares, 5 faces hexagonais e 8 faces triangulares. Determine: a) Quantos vértices tem esse poliedro; b) A soma dos ângulos das faces desse poliedro. 302 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX POLIEDROS DE PLATÃO POLIEDRO REGULAR Um poliedro convexo é poliedro de Platão quando satisfaz às três condições abaixo: É todo poliedro convexo onde todas as faces são polígonos regulares congruentes entre si, bem como todos os ângulos poliédricos. Possui todas as faces com mesmo número de lados; Todos os poliedros regulares são poliedros de Platão. Possui todos os vértices com o mesmo número de arestas; Satisfaz o teorema de Euler ou seja, F + V = A + 2. Tetraedro Regular Hexaedro Regular Octaedro Regular Exemplo: Verifique se o sólido abaixo é um poliedro de Platão. Qual o nome desse poliedro ? Dodecaedro Regular Icosaedro Regular Propriedade Os poliedros de Platão só podem assumir as formas abaixo Todo poliedro regular é poliedro de Platão, mas nem todo poliedro de Platão é regular. A tabela abaixo mostra o número de faces, arestas e vértices dos poliedros regulares. POLIEDROS Nomes Hexaedro Tetraedro Dodecaedro Octaedro Icosaedro T etraedro ( 4 faces triangulares ) H exaedro ( 6 faces quadrangulares ) O ctaedro ( 8 faces triangulares ) D odecaedro ( 12 faces pentagonais ) I cosaedro ( 20 faces triangulares ) Os poliedros de PLATÃO têm apenas vértices TRIÉDRICOS, TETRAÉDRICOS ou PENTAÉDRICOS. faces arestas vértices Tetraedro 4 6 4 Hexaedro 6 12 8 Octaedro 8 12 6 Dodecaedro 12 30 20 Icosaedro 20 30 12 Exercícios 1) REGULARES ( ITA – SP ) Se um poliedro convexo possui 20 faces e 12 vértices, então o número de arestas desse poliedro é : a) 28 b) 30 c) 12 d) 18 e) 32 2) ( Mack – SP ) Um poliedro convexo tem 3 faces triangulares, 4 quadrangulares e 5 pentagonais. O número de vértices desse poliedro é: a) 15 b) 12 c) 25 d) 9 e) 13 303 CURSO DE MATEMÁTICA 3) ( Cesgranrio ) Um poliedro convexo é formado por 4 faces triangulares, 2 faces quadrangulares e 1 face hexagonal. O número de vértices desse poliedro é de: a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) 10 4) (PUC-SP) O número de vértices de um poliedro convexo constituído por doze faces triangulares é: a) 4 b) 12 c) 8 d) 10 e) 6 5) ( Cesesp – PE ) Sabendo que num poliedro convexo o número de arestas é igual ao número de vértices somado com 12, assinale a alternativa que nos dá o número de faces desse poliedro. a) 12 b) 11 c) 10 d) 13 e) 14 6) ( PUC – PR ) Um poliedro é constituído de x faces quadrangulares e quatro faces triangulares. Se o número de arestas do poliedro é 16, qual o número de vértices ? 7) ( UFPR ) Um poliedro convexo de 29 vértices possui somente faces triangulares e faces hexagonais. Quantas faces tem o poliedro se o número de faces triangulares é a metade do número de faces hexagonais ? 8) ( CEFET ) Um poliedro convexo possui duas faces triangulares, duas quadrangulares e quatro pentagonais. Logo, a soma dos ângulos internos de todas as faces será: a) 3240º b) 3640º c) 3840º d) 4000º e) 4060º 9) ( PUC – PR ) Um poliedro convexo tem três faces pentagonais e algumas faces triangulares. Qual o número de faces desse poliedro, sabendo-se que o número de arestas é o quádruplo do número de faces triangulares? HAMILTON E ALEX 10) ( Fuvest – SP ) Quantas faces tem um poliedro convexo com 6 vértices e 9 arestas ? 11) ( CEFET – PR ) Um poliedro convexo com 27 arestas possui faces triangulares e hexagonais em igual número. Calcule o número de vértices. 12) ( UNITAU – 95 ) A soma dos ângulos das faces de um poliedro convexo vale 720°. Sabendo-se que o número de faces vale 2/3 do número de arestas, pode-se dizer que o número de faces vale. a) 6. b) 4. c) 5. d) 12. e) 9. 13) ( ITA ) Um poliedro convexo tem 13 faces. De um dos seus vértices partem 6 arestas: de 6 outros vértices partem, de cada um, 4 arestas e, finalmente, de cada um dos vértices restantes partem 3 arestas. O número de arestas desse poliedro é: a) 13 b) 17 c) 21 d) 24 e) 27 14) ( CEFET ) Num poliedro convexo, que só tem faces triangulares e quadrangulares, há 20 vértices. O número de faces triangulares é o dobro do número de faces quadrangulares. Calcule o número de faces desse poliedro. 15) ( UNIMONTES ) Quanto ao octaedro regular, é incorreto afirmar que ele: a) Possui 12 arestas b) É um poliedro de Platão c) Possui 8 faces triangulares d) Possui 8 vértices 16) ( Puccamp – 96 ) Sobre as sentenças: I - Um octaedro regular tem 8 faces quadradas. II - Um dodecaedro regular tem 12 faces pentagonais. III - Um icosaedro regular tem 20 faces triangulares. É correto afirmar que APENAS a) I é verdadeira. b) II é verdadeira. c) III é verdadeira. d) I e II são verdadeiras. e) II e III são verdadeiras. 304 CURSO DE MATEMÁTICA 17) ( UNIMONTES ) Dos desenhos apresentados em cada opção, o único que não representa a planificação de um poliedro regular é: a) b) HAMILTON E ALEX d) Qual a soma dos ângulos das faces desse poliedro ? M c) N d) 23) ( UFJF ) A figura a seguir representa a planificação de um poliedro convexo. Determine o número de vértices desse poliedro. 18) ( Cesesp – PE ) Considere os seguintes poliedros regulares: A1: tetraedro A2: dodecaedro A3: icosaedro Assinale, entre as seguintes alternativas, a falsa: a) O poliedro A1 tem as faces triangulares b) O poliedro A2 tem as faces em forma de dodecágono. c) O poliedro A3 tem as faces triangulares d) O poliedro A2 tem 12 faces e) poliedro A3 tem 20 faces. 19) ( UFPR ) A soma do número de faces triangulares dos cinco poliedros regulares é: a) 28 b) 30 c) 32 d) 34 e) 36 20) ( UNIMONTES – 2002 ) O poliedro regular que tem 12 vértices e 30 arestas é o : a) dodecaedro b) tridecaedro c) octaedro d) icosaedro 21) ( PUC – SP ) Um poliedro de Platão não pode ter : a) Faces triangulares b) Faces quadrangulares c) Faces pentagonais d) Faces hexagonais e) Ângulos pentaédricos 22) ( Unifesp / Adaptada ) Considere o poliedro abaixo cujos vértices são os pontos médios das arestas de um cubo. Observe esse poliedro e responda: a) Quantas faces triangulares e quantas quadrangulares tem esse poliedro ? 24. (FIP-2010) Observe a bola de futebol abaixo: Sabendo-se que ela corresponde a um poliedro inflado, que possui 32 faces, sendo 12 pentagonais e 20 hexagonais, qual o seu número total de vértices? A) 120 B) 60 C) 48 D) 90 25. Sabe-se que a bola de futebol corresponde a um poliedro criado por Arquimedes, que possui 32 faces, sendo 12 pentagonais e 20 hexagonais. Se para costurar dois lados comuns de uma dessas faces se gasta 10 cm de linha, quantos centímetros de linha serão necessários para costurar toda a bola ? A) 800 cm B) 900 cm C) 1000 cm D) 1200 cm GABARITO 1) B 2) A 8) A 9) F = 6 c) 4) C 5) E 10) F = 5 13) D 14) F = 27 19) C 20) D 15) D 6) V = 9 11) V = 17 16) E 17) A 7) F = 18 12) B 18) B 21) D 22) a) 8 faces triangulares e 6 faces quadrangulares. b) 24 arestas b) Quantas arestas tem esse poliedro ? 3) C 23) V = 12 c) 12 vértices 24) B d) S = 3600º 25) B Quantos vértices tem esse poliedro ? 305 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX GEOMETRIA ESPACIAL Prisma Regular PRISMAS É todo prisma reto que possui bases sendo polígonos regulares. É todo poliedro (sólido) constituído por faces planas, tendo duas bases paralelas e congruentes e que possui faces laterais sendo paralelogramos. PARALELEPÍPEDO É todo prisma paralelogramos. cujos polígonos das faces são Elementos do Prisma O prisma tem como elementos principais, as bases, a face lateral, a aresta lateral e a aresta da base. Paralelepípedo Oblíquo Paralelepípedo Reto-retângulo ( Ortoedro ) Base Face lateral Aresta lateral Aresta da base Área Total do Paralelepípedo É a soma das superfícies de todas as faces do paralelepípedo. Nomenclatura Um prisma é classificado de acordo com o número de arestas de uma base. At = 2.( a.b ) + 2.( b.c ) + 2.( a.c ) c At = 2 . ( a.b + b.c + a.c ) b a Volume Prisma quadrangular Prisma Triangular Prisma pentagonal É o produto da paralelepípedo. área da base pela altura do c Prisma Reto Um prisma é reto, se suas arestas laterais são perpendiculares aos planos das bases. b a V = Ab . H ou V = ( a . b ) . c , Logo: O volume será o produto das três dimensões. H V=a.b.c No prisma reto a aresta lateral é a própria altura. Diagonal do Paralelepípedo Prisma Oblíquo Um prisma é oblíquo, se suas arestas laterais não são perpendiculares aos planos das bases. D c D c d d b a 2 H 2 2 2 2 2 D =(a +b )+c a 2 2 D =d +c d b 2 2 d =a +b D a2 b2 c2 No prisma oblíquo a resta lateral será maior que a altura. 306 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Hexaedro Regular ( Cubo ) Prisma Regular ( Medidas ) É um paralelepípedo reto-retângulo que têm todas as arestas com as mesmas medidas “a”. Área de uma face Lateral a h A face do cubo é um quadrado de área 2 medindo a a Af = a . h a a Área Lateral Área Total do Cubo É a soma das áreas das faces laterais. É a soma das áreas de todas as faces do cubo. Como o cubo possui 6 faces quadradas, a área total será igual a soma das áreas dos 6 quadrados. a 2 a a a2 2 a a2 a2 2 a Al = n.a.h onde n é o numero de faces laterais É o produto da área da base pela altura do cubo. V = Ab . H V=(a.a).a Área Total É a soma da área lateral mais as áreas das duas bases, ou seja, a soma das áreas de todas as faces. a Ab a V = a3 onde, 2p é o perímetro da Base. Al= 2p . H Volume do Cubo a Ab Diagonal do Cubo – ( D ) D At = Al + 2 Ab a d a d 2 2 D =d +a Volume D2 = ( 2.a2 ) + a2 É o produto da área da base do prisma por sua altura. 2 d a 2 2 D= 3.a 2 D = 3.a d2 = a2 + a2 d2 = 2.a2 D=a 3 Nota: A diagonal de qualquer quadrado é: a onde, Ab é a área da base. D a a d a A área lateral pode ser expressa pelo perímetro da base do prisma. At = 6 . a a Al = 4. Af a a h a a 2 a a2 h V = Ab . H OBSERVAÇÕES Se o volume de um sólido for pedido em “LITROS”, a melhor unidade a ser trabalhada é o “decímetro” ( dm ). d=a 2 a 307 CURSO DE MATEMÁTICA Se o volume de um sólido for pedido em “MILILITROS” ( ml ), a melhor unidade a ser trabalhada é o “centímetro” ( cm ). dam 1 casa m 1 casa dm 1 casa cm 1 casa mm 1 casa Km2 hm2 dam2 m2 dm2 2 casas 2 casas 2 casas 2 casas 2 casas cm2 2 casas mm2 2 casas Volumes 3 3 3 3 3 3 Km hm dam m dm 3 casas 3 casas 3 casas 3 casas 3 casas cm 3 casas 3 mm 3 casas Exemplos Ex.1 : Transforme 3,5 metros para cm. hm dam m 3,5 Ex.2 : Transforme 2 m Km3 hm3 dam3 3 dm cm 35 350 mm 3 para dm . m3 dm3 2 2000 cm3 mm3 Ex.3 : Transforme 1,3 dm 2 para dam2. Km2 0,00013 2 c) 120 2 cm2 2 d) 150 cm 2) (PUC-SP) Um cubo tem área total igual a 72 m2 ; sua diagonal vale: Áreas Km ( CESCEA ) A área total de um cubo cuja diagonal b) 100 3 Comprimentos hm 1 casa EXERCÍCIOS mede 5 3 cm é : 2 a) 140 cm Transformando Unidades Km 1 casa HAMILTON E ALEX hm2 0,013 dam2 m2 dm2 cm2 a) 2 6 b) 6 c) 6 d) 12 e) 24 3) (Cescea – SP) - Se a soma das medidas das arestas de um cubo é igual a 60 cm, então o volume do cubo é igual a : a) 96 cm3 b) 116 cm3 c) 125 cm3 d) 140 cm3 e) 144 cm3 4) ( UFMG – 2002 ) Um reservatório cúbico, de 50 cm de profundidade, está com água até a metade e precisa ser totalmente esvaziado. O volume de água a ser retirado desse reservatório é de : a) 62,5 litros b) 125 litros c) 250 litros d) 25 litros mm2 1,3 Princípio de Cavalieri Consideremos um plano P sobre o qual estão apoiados dois sólidos com a mesma altura. Se todo plano paralelo ao plano dado interceptar os sólidos com seções de áreas iguais, então os volumes dos sólidos também serão iguais. 5) ( ACAFE – SC ) Uma caixa d’água tem o formato de um cubo, cuja aresta mede 60 cm. Calcule quantos 2 litros há na caixa, ao preencher de seu volume : 3 a) 216.000 litros b) 144.000 litros c) 216 litros d) 144 litros e) 72 litros 6) ( FEI – SP ) Determine o volume de um cubo de área total igual a 96 cm2. a) 44 cm3 b) 46 cm3 3 c) 54 cm d) 64 cm3 e) 86 cm3 308 CURSO DE MATEMÁTICA 7) ( FGV – SP ) Um cubo tem 96 m2 de área total. Em quanto deve ser aumentada a sua aresta para que 3 seu volume se torne igual a 216 m ? a) 2 m b) 3 m c) 1 m d) 0,5 m e) 9 m 8) ( PUCCAMP – SP ) Usando uma folha de latão, 3 deseja-se construir um cubo com volume de 8 dm . A área da folha utilizada para isso será no mínimo: a) 20 cm2 b) 40 cm2 c) 240 cm2 2 d) 2000 cm 2 e) 2400 cm 9) (ENEM-2009) Considere um caminhão que tenha uma carroceria na forma de um paralelepípedo retângulo, cujas dimensões internas são 5,1 m de comprimento, 2,1 m de largura e 2,1 m de altura. Suponha que esse caminhão foi contratado para transportar 240 caixas na forma de cubo com 1 m de aresta cada uma e que essas caixas podem ser empilhadas para o transporte. Qual é o número mínimo de viagens necessárias para realizar esse transporte? A) 10 viagens. B) 11 viagens. C) 12 viagens. D) 24 viagens. E) 27 viagens. 10) ( Unicamp ) Ao serem retirados 128 litros de água de uma caixa d'água de forma cúbica, o nível da água baixa 20 centímetros. a) Calcule o comprimento, em dm, das arestas da referida caixa. b) Calcule a capacidade dessa caixa em litros (1 litro eqüivale a 1 decímetro cúbico). 11) ( UFSC – 96 ) Na figura a seguir, que representa um cubo, o perímetro do quadrilátero ABCD mede 8(1+ 3 2 )cm. O volume do cubo em cm é: a) 32 B b) 32 2 A c) 64 C d) 64 2 e) 16 D HAMILTON E ALEX 12) (Unesp) A área da superfície da Terra é estimada em 2 510.000.000km . Por outro lado, estima-se que se todo vapor de água da atmosfera terrestre fosse condensado, o volume de líquido resultante seria de 3 13.000km . Imaginando que toda essa água fosse colocada no interior de um paralelepípedo retângulo, cuja área da base fosse a mesma da superfície da Terra, a medida que mais se aproxima da altura que o nível da água alcançaria é a) 2,54 mm. b) 2,54 cm. c) 25,4 cm. d) 2,54 m. e) 0,254 km. 13) ( Fuvest – SP ) Dois blocos de alumínio, em forma de cubo, com arestas medindo 10 cm e 6 cm, são levados juntos à fusão e em seguida o alumínio líquido é moldado como um paralelepípedo reto-retângulo de arestas 8 cm, 8 cm e x cm. O valor de x é: a) 16 b) 17 c) 18 d) 19 e) 20 14) (ENEM – 2010) Uma fábrica produz barras de chocolates no formato de paralelepípedos e de cubos, com o mesmo volume. As arestas da barra de chocolate no formato de paralelepípedo medem 3 cm de largura, 18 cm de comprimento e 4 cm de espessura. Analisando as características das figuras geométricas descritas, a medida das arestas dos chocolates que têm o formato de cubo é igual a A) 5 cm B) 6 cm C) 12 cm D) 24 cm E) 25 cm 15) ( UNIMONTES ) Vários caixotes de plástico azul ficaram armazenados ao ar livre, na posição indicada na figura abaixo, na qual apenas um dos caixotes não é visível. Com o tempo, o plástico exposto ao ar perdeu sua cor, tornando-se cinza. Ao desfazer a pilha, verificaremos que o número de caixotes com três faces azuis e três faces cinzentas será : a) 4 b) 5 c) 3 d) 2 e) 1 16) ( UNIMONTES – 99 ) Observe atentamente o sólido e suas superfícies, formadas de cubos cujas arestas medem 1 cm cada. A área da superfície visível e o 309 CURSO DE MATEMÁTICA volume total do sólido medem, em cm respectivamente: a) 30, 50 b) 20, 30 c) 30, 20 d) 20, 50 2 HAMILTON E ALEX 3 e cm , 17) ( CESGRANRIO ) Na figura , cada aresta do cubo mede 3cm. Prolongando-se uma delas em 5cm, obtemos o ponto M. A distância em cm, de M ao vértice A é: a) 2 21 b) 82 c) 8 3 e) 9 d) 8 2 18) ( Fuvest ) Qual é a distância entre os centros de duas faces adjacentes de um cubo de aresta 4 ? a) 2 b) 2 2 c) 4 d) 4 2 19) ( UEL – PR ) Um engenheiro deseja projetar um bloco vazado cujo orifício sirva para encaixar um pilar. O bloco, por motivos estruturais, deve ter a forma de um cubo de lado igual a 80 cm e o orifício deve ter a forma de um prisma reto de base quadrada e altura igual a 80 cm, conforme as figuras seguintes. É exigido que o volume do bloco deva ser igual ao volume do orifício. É correto afirmar que o valor "L" do lado da base quadrada do prisma reto corresponde a: a) 20 2 cm b) 40 2 cm c) 50 2 cm d) 60 2 cm e) 80 2 cm 20) ( UFPA ) Qual a área total de um paralelepípedo reto cujas dimensões são 2 cm, 3 cm e 4 cm ? 2 a) 24 cm 2 b) 26 cm c) 30 cm2 d) 40 cm2 e) 52 cm2 21) ( UFV – MG ) Se no paralelepípedo retângulo a = 1, b = 2 e c = 3, o comprimento do segmento AC é : C a) 13 b) 11 c) 15 a c d) 14 A b e) 10 22) ( Unimontes – PAES) Um aquário aberto em cima, de 40 cm de altura, deve Ter uma capacidade de 140 litros. Sejam x o comprimento (em dm) e y a largura (em dm) . A área total do vidro necessário para a confecção desse aquário pode ser expressa pela função f definida por : 280 a) f ( x ) = 3,5 + 80x + x 280 b) f ( x ) = 35 + 80x + x 280 c) f ( x ) = 35 + 8x + x 280 d) f ( x ) = 3,5 + 8x + x 23) ( DIAMANTINA) Uma caixa d’água, na forma de um paralelepípedo retângulo, tem 1,5m de comprimento, 800mm de altura e 10dm de largura. Estando a caixa vazia e começando a entrar à razão constante 20/3 litros por minuto, é correto afirmar que o total de horas gastas para encher a caixa é igual a: a) 3 b) 2 c) 4 d) 5 e) 8 24) ( UFF – 2001 ) Uma piscina tem a forma de um prisma reto, cuja base é um retângulo de dimensões 15 metros e 10 metros. A quantidade necessária de litros de água para que o nível de água da piscina suba 10 cm é: a) 0,15 litros b) 1,5 litros c) 150 litros d) 1500 litros e) 15000 litros 25) ( UFMG ) A capacidade de um reservatório em forma de um paralelepípedo retângulo, cujas dimensões são 50 cm, 2 m e 3 m é, em litros : a) 3 b) 30 c) 300 d) 3000 e) 30000 26) ( FAFEOD – 2002 ) Observe a figura abaixo. Um aquário de vidro, com a forma de um bloco retangular, estava completamente cheio de água. Depois que uma pedra foi retirada de dentro dele, o nível de água baixou 5cm. 310 CURSO DE MATEMÁTICA Admitindo-se que a espessura do vidro é desprezível, é correto afirmar que o volume, em cm 3, da pedra retirada desse aquário é igual a : a) 18.000 5cm b) 13.000 c) 15.000 45cm 50cm d) 8.000 60cm e) n.d.a 27) (Puccamp) Uma caixa-d'água, com a forma de um paralelepípedo retângulo, tem capacidade para 1.000 litros. Qual é a capacidade de outra caixa, semelhante à primeira, cujas medidas das arestas são 20% maiores? a) 1.728 litros b) 1.800 litros c) 1.836 litros d) 1.900 litros e) 1.948 litros 28) ( UFSC – 99 ) Usando um pedaço retangular de papelão, de dimensões 12 cm e 16 cm, deseja-se construir uma caixa sem tampa, cortando, em seus cantos, quadrados iguais de 2 cm de lado e dobrando, convenientemente, a parte restante. Qual a terça parte do volume, em cm 3, dessa caixa ? 29) ( UNESP ) Considere um pedaço de cartolina retangular de lado menor 10 cm e lado maior 20 cm. Retirando-se 4 quadrados iguais de lados x cm (um quadrado de cada canto) e dobrando-se na linha pontilhada conforme mostra a figura, obtém-se uma pequena caixa retangular sem tampa. O polinômio na variável x, que representa o volume, em cm¤, desta caixa é a) 4x3 - 60x2 + 200x. b) 4x2 - 60x + 200. c) 4x3 - 60x2 + 200. d) x3 - 30x2 + 200x. e) x3 - 15x2 + 50x. 30) ( UFRJ ) A figura mostra uma placa retangular de cartolina com comprimento igual ao dobro da largura. Corta-se em cada canto um quadrado de lado 2 cm. Em seguida, as abas são dobradas para cima, ao longo das linhas pontilhadas, formando uma caixa 3 retangular sem tampa, de volume igual a 140 cm . A 2 área da cartolina , em cm , é ? HAMILTON E ALEX 31) ( UFPE ) Um reservatório de forma cúbica tem aresta medindo 3 m e é preenchido em três horas utilizando uma bomba-d'água. Com a mesma bomba, em quantas horas preenche-se um reservatório na forma de um paralelepípedo reto de dimensões 4 m, 6 m e 9 m? 32) ( Fuvest – SP ) Um tanque em forma de um paralelepípedo reto-retângulo tem por base um retângulo horizontal de lados 0,8 m e 1,2 m. Um indivíduo, ao mergulhar completamente no tanque, faz o nível da água subir 0,075 m. Então o volume do indivíduo, em metros cúbicos é: a) 0,066 b) 0,072 c) 0,096 d) 0,600 e) 1,000 33) ( UNESP – 93 ) Uma piscina retangular de 10m x 15m de fundo horizontal está com água até a altura de 1,5m. Um produto químico em pó deve ser misturado à água à razão de um pacote para cada 4500 litros. O número de pacotes a serem usados é: a) 45 b) 50 c) 55 d) 60 e) 75 34) ( UFRRJ ) Observe o bloco retangular da figura 1, de vidro totalmente fechado com água dentro. Virando-o, como mostra a figura 2, podemos afirmar que o valor de x é: a) 12 cm. b) 11 cm. c) 10 cm. d) 5 cm. e) 6 cm. 35) ( Fatec – SP ) Temos na figura abaixo a planificação de um sólido cujo volume é : a) 6 3 3 3 b) 12 3 c) 24 d) 18 3 e) 72 8 3 3 311 CURSO DE MATEMÁTICA 36) ( UFPE ) O Tronco de prisma reto, figura abaixo, tem por base um quadrado inscrito num círculo de raio 2 2 cm. A altura maior mede 10 cm e a altura menor mede 7 cm. Podemos afirmar que: 2 a) A área lateral do tronco é 120 cm 2 b) A área total do tronco é de 158 cm 2 c) A área lateral do tronco é 162 cm d) O volume do tronco é 160 cm 3 e) O volume do tronco é 136 cm3 37) ( UFMG ) Uma piscina tem 25 m de largura, 50m de comprimento; 1,5 m de profundidade numa das extremidades e 2,5 m na outra, sendo o fundo um plano inclinado. O volume da piscina é: 3 a) 1875 m 3 b) 2000 m c) 2300 m3 d) 2500 m3 e) 2800 m3 38) Um recipiente cúbico, inicialmente cheio, foi inclinado conforme figura abaixo. Observando-se as medidas indicadas, pode-se afirmar que o volume derramado e o volume ainda contido no recipiente, nessa ordem, são : a) 37,5 litros e 87,5 litros b) 37 litros e 88 litros c) 36,5 litros e 88,5 litros d) 36 litros e 89 litros e) 35,5 litros e 89,5 litros HAMILTON E ALEX b) 4 m c) 6 m d) 8 m 41) ( PUC / SP – 2001) Na figura abaixo tem-se o prisma reto ABCDEF, no qual DE =6 cm, EF = 8 cm e DE EF . Se o volume desse prisma é 120 cm 3, a sua 2 área total, em cm , é : C a) 144 A b) 156 c) 160 F d) 168 D B e) 172 E 42) Um prisma quadrangular regular, de altura H, tem a aresta da base medindo 4 cm. Sabe-se que esse prisma tem o mesmo volume que um prisma triangular regular de aresta da base medindo 2 cm e altura igual a 16 3 cm. Qual a medida da altura H desse prisma ? 43) ( ITA – SP ) Dado um prisma hexagonal regular, sabese que sua altura mede 3 cm e que sua área lateral é o dobro da área de sua base. Qual o volume desse prisma em cm3 ? 30 cm 20 cm 39) ( UNIMONTES – 2001 ) Uma industria acondiciona um de seus produtos em embalagens que têm a forma de um prisma triangular regular, cuja planificação está indicada no desenho abaixo. Considerando que a aresta a da base mede 4 3 cm e que a altura H do prisma mede 12 3 cm, é correto afirmar que o volume de cada embalagem é ? a H 40) ( UFPA ) Num prisma regular de base hexagonal, a 2 área lateral mede 36 m e a altura é 3 m. A aresta da base é: a) 2 m 44) ( PUC – RS ) Se um prisma quadrangular regular tem área total igual a 10 vezes a área da base, então a razão( divisão ) entre sua altura e a aresta da base é : a) 1/2 b) 1 c) 3/2 d) 2 e) 3 45) ( ITA – SP ) Considere P um prisma reto de base quadrada, cuja altura mede 3m e com área total de 80m2. O lado dessa base quadrada mede: a) 4 m b) 16 m c) 6 m d) 8 m e) 1 m 312 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 46) ( Cesgranrio – RJ ) De um bloco cúbico de isopor de aresta 3a recorta-se o sólido, em forma de H, mostrado na figura. O volume do sólido é : a) 27 a3 3 b) 21 a a 3 c) 18 a 3 d) 14 a 3 a e) 9 a a a a 47) ( FAFEOD – 2002 ) Observe a figura a seguir, que representa uma escada de concreto, compacta, formada de três blocos retangulares, possuindo três degraus, cada um medindo 25cm de altura, 30cm de piso e 1m de largura. Admitindo-se que o custo de cada metro cúbico de concreto seja R$ 200,00 , é correto concluir que na construção dessa escada, o gasto, em reais, relativo à compra de concreto será igual a : a) 80 b) 125 c) 90 d) 100 e) n.d.a 48) ( Mack – SP ) Um prisma regular triangular têm todas as arestas congruentes e 48 m 2 de área lateral. Seu volume vale : a) 16 m3 b) 32 m3 c) 64 m3 O quarto do Cebolinha corresponde a um cubo perfeito. Para cobrir todas as paredes laterais, foram necessários 17,64m² de papel de parede. Desse modo, pode-se afirmar que a altura de cada parede é, em centímetros, igual a: A) 220 B) 180 C) 210 D) 160 51.(FIP-2012) Algumas caixas cúbicas foram colocadas dentro da caixa maior, conforme a figura abaixo. Para preencher toda a caixa maior, quantas caixas cúbicas, ainda precisam ser colocadas na caixa maior? A) 420 B) 740 C) 568 D) 382 d) 4 3 m3 e) 16 3 m3 49) ( VUNESP ) O volume de ar contido em um galpão com a forma e dimensões dadas pela figura abaixo é: a) 288 b) 384 c) 480 d) 360 5 e) 768 3 12 4 4 50 .(FIP-2011) Observe a tirinha abaixo: 52.(FIP-2013) Num supermercado, o funcionário repositor de estoque foi incumbido de colocar embalagens de leite, com a forma de caixas retangulares de dimensões 6cm, 9cm e 15cm, sobre uma prateleira retangular de 42cm por 18cm. Todas as embalagens deverão ter uma de suas faces totalmente apoiada na prateleira. Nessas condições, o número máximo de embalagens que poderão ser acomodadas é: A) 12 B) 14 C) 13 D) 11 53.(FIP-2013) Projeto de uma piscina que será construída num clube da cidade 313 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX O arquiteto responsável pelo projeto resolveu revestir o fundo da piscina com o menor número possível de azulejos quadrados e fez as seguintes afirmativas: I. O volume total da piscina é 156,6 m3 II. A área do fundo da piscina é 53,4 m2 III. O azulejo usado no fundo da piscina tem 30 cm de lado. É correto o que o arquiteto afirma em: A)I e II somente. B)II e III somente. C)I, II e III. D)III somente. GABARITO 1) D 2) B 3) C 8) E 9) C 10) a) 80 dm 12) B 13)D 14) B 15) A 18) B 19) B 20) E 21)D 24) E 25) D 5) D 30) 162cm2 34) A 35) D 41) D 22) C 45) A 46) B 50) C 51) D(389) 7) A 11) C 17) B 23) A 28) 64 cm3 37) D 32) B 38) A 33) B 39) 432 cm2 43) 54 3 42) 3 cm 44) D 16) C 31) 24H 36) E 6) D b) 512 litros 26) C 27) A 29) A 40) A 4) A 47) C 52) B 48) E 49) B 53) D 314 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX PIRÂMIDE Demonstração do Volume da Pirâmide Dados um polígono convexo P, contido em um plano e um ponto V (vértice) fora de , chamamos de pirâmide o conjunto de todos os segmentos VA , com A P (polígono P). No prisma triangular ABCDEF abaixo, a aresta CF é a altura H, e DEF é uma das bases. A B C C v Aresta Lateral Face D D Altura ( H ) Aresta da Base E E F F Retirando-se a pirâmide DFEC do prisma ABCDEF, sobra o sólido ABCDE, conforme figura abaixo. A B C Classificação Pirâmide reta é quando a projeção ortogonal do vértice coincide com o centro do polígono da base. D E F Seccionando o sólido ABCDE acima, por um plano que passa por ACE, obtemos a pirâmide ABCE abaixo. C B A C D Pirâmide regular é toda pirâmide reta cujo polígono da base é regular. O nome da pirâmide depende de sua base, ela pode ser triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, etc. E F E Perceba que as pirâmides ABCE e DFEC acima, têm mesma altura e bases com áreas congruentes, logo elas têm mesmo volume. As pirâmides ADEC e ABCE abaixo, têm as bases ADE e ABE congruentes, e como as alturas relativas a essas bases também são congruentes, essas pirâmides têm o mesmo volume. A D Pirâmide triangular Pirâmide quadrangular Pirâmide hexagonal Relação entre Pirâmide e Prisma Se uma pirâmide e um prisma têm as áreas das bases congruentes e as alturas de mesma medida, a 1 pirâmide terá do volume desse prisma. 3 LOGO : 1 V = Ab . H. 3 B A C C E E Como as pirâmides DEFC, ABCE e ADEC têm volumes iguais e a soma de seus volumes resulta no volume do prisma triangular ABCDEF, podemos concluir que o volume de uma pirâmide é igual a um terço do volume do prisma que possui mesma altura e mesma área da base dessa pirâmide. EXEMPLO O volume do prisma quadrangular regular abaixo é 120 litros. Se “M” é ponto médio da aresta lateral, qual o volume da pirâmide indicada na figura ? M V=? 315 CURSO DE MATEMÁTICA Elementos de Uma Pirâmide Regular Aresta lateral( f ) Apótema da pirâmide( g ) Altura ( H ) HAMILTON E ALEX Volume da Pirâmide O volume de uma pirâmide equivale a um terço do volume do prisma que a contém. V = Ab . H . Apótema da base( m ) 1 3 Aresta da base( a ) Observe que o apótema da pirâmide também é a altura de uma face. Observe os triângulos retângulos g H g m f a/2 g2 = H2 + m2 f 2 = g2 +(a/2)2 Exemplo Ex1. : Na pirâmide regular quadrangular abaixo a aresta da base mede 6 cm e a altura 4 cm. Determine: a) O apótema da base; b) O apótema da pirâmide; c) A área da base; d) A área de uma face lateral; e) A área lateral; f) A área Total; g) O Volume. Área de Uma Face Lateral É a área de um dos triângulos isósceles que contornam a pirâmide. Af g a.g 2 a Área Lateral É a soma das áreas dos triângulos laterais. Al = n . Af Onde “n” é o número de triângulos Área Total Ex2. : Na pirâmide abaixo sabe-se que BC CD , AC BC e AC CD . Qual o volume dessa pirâmide se BC 3cm , CD 2cm e AC 6cm ? A É a soma da área lateral com a área da base. D B C At = Al + Ab 316 CURSO DE MATEMÁTICA EXERCÍCIOS 1) ( PUC – RS ) Se uma pirâmide regular possui seis faces, essa pirâmide será: a) Uma pirâmide quadrangular regular. b) Uma pirâmide pentagonal regular. c) Uma pirâmide hexagonal regular. d) Uma pirâmide heptagonal regular. e) Uma pirâmide octogonal regular. 2) ( UFJF ) A planificação de uma pirâmide quadrangular regular permite que se faça seu molde a fim de se poder reproduzi-la novamente. O molde da pirâmide quadrangular regular é composto por: a) Cinco quadrados b) Cinco triângulos c) Três triângulos e dois quadrados d) Um triângulo e quatro quadrados e) Um quadrado e quatro triângulos 3) ( UFOP – MG ) A aresta lateral de uma pirâmide quadrangular regular mede 10 m e a altura, 8 m . O volume dessa pirâmide é : a) 192 b) 192 2 c) 168 d)168 2 e) 144 4) ( Fuvest – SP ) Um telhado tem a forma da superfície lateral de uma pirâmide regular de base quadrada. O lado da base mede 8 metros e a altura da pirâmide 3 metros. As telhas para cobrir esse telhado são vendidas em lotes que cobrem 1 m2. Supondo que possa haver 10 lotes de telhas desperdiçadas ( quebras e emendas ), qual o número mínimo de lotes de telhas a ser comprado ? a) 90 b) 100 c) 110 d) 120 e) 130 5) ( UFPE ) Na figura a seguir o cubo tem aresta igual a 9 cm e a pirâmide tem um vértice no centro de uma face e como base a face oposta. Se V cm3 é o volume da pirâmide, determine (1/3)V. a) 27 cm3 b) 36 cm3 3 c) 44 cm 9 cm d) 64 cm3 e) 81 cm3 9 cm 9 cm HAMILTON E ALEX 6) ( UFPA ) O apótema de uma pirâmide quadrangular regular mede 8 cm e o apótema de sua base mede 5 cm. Qual a medida de sua área lateral ? 7) ( UFRN ) A altura de uma pirâmide regular de base quadrada é o triplo do lado da base. Se o volume dessa pirâmide é 27 cm3, o lado da base mede : a) 27 cm b) 9 cm c) 33 cm d) 3 cm e) 1 cm 8) ( FEI ) É dado que, ABCDV é uma pirâmide reta, ABCD é um quadrado cujo lado mede 6 cm e a altura da pirâmide (segmento VO) mede 4 cm. A superfície total da pirâmide, em cm2, é : a) 96 V b) 81 c) 51 d) 84 e) 72 C B O D 9) A ( UFMG ) Na figura, ABCD é um quadrado cujo lado mede 1 cm e os triângulos VAB, VBC, VCD e VDA são equiláteros. A área total da pirâmide VABCD, em cm2, é : V a) b) c) d) e) (1+ 3 ) ( 1 + 23 ) ( 1 + 33 ) ( 1 + 43 ) N.D.A D A C B 10) ( UFPA ) A razão entre os volumes de um prisma e de uma pirâmide de bases e alturas congruentes é : a) 1 b) 3 3 4 c) 1 d) 4 3 e) 3 317 CURSO DE MATEMÁTICA 11) ( Conc. Público – 2001 / MG ) A figura abaixo mostra a planificação de uma pirâmide quadrangular regular. A área total da superfície dessa pirâmide é igual a: a) 320 cm2 2 b) 340 cm 2 c) 360 cm 2 d) 400 cm 13 cm 10 cm 10 cm 12) ( Cesgranrio ) O volume da pirâmide de base quadrada, cujas 8 arestas têm o mesmo comprimento l, é: a) l3 3 2 l3 3 l3 3 e) 8 c) b) l3 2 6 d) l3 3 4 13) ( MACK – SP ) Uma pirâmide cuja base é um quadrado de lado 2a tem o mesmo volume que um prisma cuja base é um quadrado de lado a. A razão entre as alturas da pirâmide e do prisma, nessa ordem, é: a) 3/4 b) 3/2 c) a/3 d) 3 a 14) ( PUC – SP ) Determine o volume de uma pirâmide hexagonal regular, cuja aresta da base tem 4m e a altura mede 6m. a) 36 m3 b) 56 3 m3 c) 64 m3 d) 48 3 m e) 48m3 3 15) ( PUC – SP ) Determine o volume de uma pirâmide hexagonal regular, cuja aresta lateral tem 8 m e o raio da circunferência circunscrita à base mede 4m. a) 168 m3 3 b) 58 3 m 3 c) 243 m 3 d) 144 3 m 3 e) 96m 16) ( Cesgranrio ) Uma folha de papel colorido, com a forma de um quadrado de 20 cm de lado, será usada para cobrir todas as faces e a base de uma pirâmide quadrangular regular com altura de 12 cm e apótema da base medindo 5 cm. Após se ter concluído essa HAMILTON E ALEX tarefa, e levando-se em conta que não houve desperdício de papel, a fração percentual que sobrará dessa folha de papel corresponde a: a) 20 % b) 16 % c) 15 % d) 12 % e) 10 % 17) ( UNESP – SP ) O prefeito de uma cidade pretende colocar em frente à prefeitura um mastro com uma bandeira, que será apoiado sobre uma pirâmide reta de base quadrada feita de concreto maciço, como mostra a figura. Sabendo-se que a aresta da base da pirâmide terá 6 m e que a altura da pirâmide será de 4 m, o volume de concreto (em m 3) necessário para a construção da pirâmide será a) 48 b) 36 c) 28 d) 12 e) 4 18) ( CESGRANRIO ) Em um cubo de aresta 3 6 considere o tetraedro VABC, como indicado na figura. O volume do tetraedro é: a) 2 V b) 2 c) 3 3 d) 6 /3 e) 1 C 19) Um prisma quadrangular regular, com 240 cm3 de volume, é seccionado nos pontos médios de suas arestas como indicado na figura abaixo. O volume do sólido restante indicado pela figura é : a) 235 cm3 3 b) 230 cm 3 c) 225 cm 3 d) 220 cm 3 e) 215 cm 20) ( VUNESP ) Em cada um dos vértices de um cubo de madeira se recorta uma pirâmide AMNP onde, M, N e P são os pontos médios das arestas, como se mostra na figura. Se V é o volume do cubo, o volume do poliedro que resta é igual a: a) V/2 b) 3V/4 c) 2V/3 N d) 5V/6 e) 3V/8 M P A 318 CURSO DE MATEMÁTICA 21) ( Vassouras / 2001 ) Um cubo de faces opostas ABCD e A’B’C’D’ é secionado por um plano que contém o ponto médio da aresta AA’ e os vértices B e D. O plano divide o cubo em dois sólidos cujos volumes estão na razão : D C a) 3 A B b) 4 c) 6 d) 11 C’ D’ e) 12 B’ HAMILTON E ALEX Se o dono da fábrica resolver diversificar o modelo, retirando a pirâmide da parte superior, que tem 1,5 cm de aresta na base, mas mantendo o mesmo molde, quanto ele passará a gastar com parafina para fabricar uma vela? 3 A) 156 cm . 3 B) 189 cm . 3 C) 192 cm . D) 216 cm3. E) 540 cm3. A’ 25) ( UFPA ) Uma pirâmide regular, cuja base é um quadrado de diagonal 6 6 cm e cuja altura é igual 22) (UFMG) Na figura, as pirâmides OABCD e O’ABCD são regulares e têm todas as arestas congruentes. Se o segmento OO’ mede 12cm, então a área da superfície da figura é, em cm: a) 24 3 O d) 108 3 e) 144 3 D A C B 2 do lado da base, tem área total igual a: 3 a) 96 6 cm 2 b) 252 cm 2 c) 288 cm 2 d) 84 3 cm2 e) 576 cm2 b) 36 3 c) 72 3 a O’ 23) Um corpo sólido é formado por duas pirâmides iguais que têm por base comum um quadrado, sendo que os vértices estão situados em semi planos opostos em relação a essa base. Sabendo que o volume do sólido é 96m3 e que o perímetro da base quadrada é 24m, determinar a altura de cada pirâmide e a superfície total do sólido. 24) (ENEM/2009) Uma fábrica produz velas de parafina em forma de pirâmide quadrangular regular com 19 cm de altura e 6 cm de aresta da base. Essas velas são formadas por 4 blocos de mesma altura — 3 troncos de pirâmide de bases paralelas e 1 pirâmide na parte superior —, espaçados de 1 cm entre eles, sendo que a base superior de cada bloco é igual à base inferior do bloco sobreposto, com uma haste de ferro passando pelo centro de cada bloco, unindo-os, conforme a figura. 26) ( Unicamp – SP ) Dado um cubo de aresta a , qual é o volume do octaedro cujos vértices são os centros das faces do cubo ? 27) Um cubo foi truncado nos pontos médios de suas arestas originando uma seção de área igual a 2 3 cm2. Pode-se afirmar que o volume do cubo original é ? 28) ( UFGO ) A base de uma pirâmide é um triângulo equilátero, cujo lado mede 4 cm. Sendo a altura da pirâmide igual à altura do triângulo da base, o volume da pirâmide, em cm3, é : a) 4 b) 6 c) 8 d) 10 319 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 29) ( UNICAMP – 2001 ) A base de uma pirâmide regular é um triângulo eqüilátero de lado L = 6 cm e arestas laterais das faces A = 4 cm. A altura dessa pirâmide, em cm, é : a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 30) ( UFRS ) A área total de um tetraedro regular é A sua aresta vale : a) 1 3 b) 2 12 . c) 2 d) 2 31) ( UFPA ) A altura de um tetraedro regular é 4 2 cm. O apótema do tetraedro mede : a) 4 cm b) 3 2 c) 4 3 d) 6 e) 6 2 GABARITO 1) B 2) E 3) A 4) A 8) A 9) A 10) E 15) E 16) E 11) B 17) A 21) D 22) E 25) C 26) a /6 30) C 31) D 3 6) 160cm 2 5) E 12) B 18) E 13) A 19) A 2 28) C 14) D 20) D 23) H = 4m e AT = 120m2 27) 64cm 7) D 24) B 29) B 320 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX CILINDRO CIRCULAR Áreas de Um Cilindro Conceito Um cilindro é composto por três superfícies: a superfície que o contorna lateralmente (área lateral) e as superfícies de dois círculos (áreas das bases). O sólido formado por todos os segmentos de reta de medida m, paralelos à reta re que têm uma extremidade na região circular C, denomina-se cilindro circular. r Ab r G G ( ou H ) 2..r Ab Elementos do Cilindro Cilindro Reto Área da Base (Ab) É a área de um círculo de raio r. Base r Ab = .r2 Geratriz (G) ou Altura (H) r Raio da Base ( r ) Área Lateral (AL) É a área do retângulo de dimensões contorna o cilindro. Cilindro Oblíquo Geratriz (G) G Altura (H) Raio da Base ( r ) Cilindro Circular Reto ou Cilindro de revolução Um cilindro se diz Reto (ou de Revolução) quando as geratrizes são perpendiculares às bases. Ele é obtido pela rotação completa de um retângulo em torno de um de seus lados. Retângulo Gerador 2..r G, que AL = 2. .r.G 2..r Área Total (At) É a soma da área lateral com as áreas das duas bases. Ab =.r 2 AL= 2..r.G Ab =.r At = AL + 2. Ab 2 Secção Reta ou Normal de um Cilindro Volume de um Cilindro ( V ) É a secção que é feita perpendicularmente à geratriz do cilindro. É o produto da área da base pela altura. Num cilindro circular reto, a área da secção reta é igual à área das bases. e V = Ab . H ou V = . r2 . H 321 CURSO DE MATEMÁTICA Secção Meridiana de um Cilindro É a secção feita no cilindro reto por um plano que contém o seu eixo. 2.r A secção meridiana é um retângulo. H A área da secção meridiana é a área de um retângulo e é obtida pela fórmula: AS = 2. r. H Cilindro Eqüilátero - ( G = 2r ) É todo cilindro reto que têm as geratrizes com a mesma medida que o diâmetro da base (G = 2r). G = 2r 2r A secção meridiana de um cilindro eqüilátero é um quadrado cuja área é: 2 2r AS = 4. r 2r Área Total do Cilindro Eqüilátero A área total de um cilindro eqüilátero equivale a seis vezes a área da base. HAMILTON E ALEX EXERCÍCIOS 1) ( UFPA ) Um cilindro circular reto tem o raio igual a 2cm, e altura de 3cm. Sua superfície lateral mede: 2 a) 9 cm b) 6 cm2 2 c) 15 cm d) 16 cm2 e) 12 cm2 2) ( PAES/ UNIMONTES – 2000 ) Um tonel com a forma de cilindro circular reto foi seccionado, determinando um troco de cilindro. Considerando as medidas indicadas no desenho abaixo, o volume desse tronco de cilindro é : ( considere = 3,14 ) 3 a) 565,20 m 3 b) 169,56 m c) 282,60 m3 d) 395,64 m3 14m 3m 6m 3) (ENEM) Uma garrafa cilíndrica está fechada, contendo um líquido que ocupa quase completamente seu corpo conforme mostra a figura. Suponha que, para fazer medições, você disponha apenas de uma régua milimetrada. Para calcular a capacidade total da garrafa, lembrando que você pode virá-la, o número mínimo de medições a serem realizadas é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 4) ( UFBA ) O tonel representado abaixo está ocupado em 60% de sua capacidade. A quantidade de água nele contida, em litros, é de aproximadamente ? AT = AL+ 2.Ab AT = 2..r.G + 2..r2 60 Como G = 2r cm AT = 2..r.(2.r) + 2..r2 2 2 AT = 4..r + 2..r 2 AT = 6..r 50 cm 5) (PUC – SP) Quantos litros comporta, aproximadamente, uma caixa d’água cilíndrica com 2 metros de diâmetro e 70 cm de altura ? A) 1250 B) 2200 C) 2450 D) 3140 E) 3700 6) (UNIMONTES) Uma caixa d’água cilíndrica tem raio e altura de medidas respectivamente iguais a 5dm e 1,8m. Podemos afirmar que sua capacidade é, em litros, aproximadamente: 322 CURSO DE MATEMÁTICA A) 141,3 C) 282,6 B) 1413 D) 1430 7) ( UN. VIÇOSA ) Um cilindro tem altura igual a 7 e raio da base igual a 2. Então a área da superfície total do cilindro é : A) 51 B) 22 C) 15 D) 36 E) 39 8) ( UF – AM ) Uma lata de cerveja tem a forma cilíndrica, com 6 cm de diâmetro e 12 cm de altura. Quantos ml de cerveja cabem nessa lata ? A) 367,38 B) 339,12 C) 250,33 D) 150,72 E) 108,57 9) ( UFPR ) Uma montadora produz dois tipos de caminhões. Um para carregar contêiner em forma de paralelepípedo retângulo com 12 m de comprimento, 2 m de largura e 2,5 m de altura e outro para transportar líquidos, com um tanque em forma de cilindro circular reto com 12 m de comprimento e diâmetro da base 2 m, como mostra a figura. Considere = 3,14. Com base nesses dados, analise as afirmações: I) O volume do contêiner é de 60 m 3. II) O volume do tanque é de 75,36 m 3. III) A área total do contêiner é de 118 m 2 e do tanque 2 é de 81,64 m . Pode-se então afirmar que: a) as afirmações I e II estão corretas. b) as afirmações I e III estão corretas. c) as afirmações II e III estão corretas. d) as afirmações I, II e III estão corretas. e) as afirmações I, II e III estão incorretas. 10) ( UFGO ) Um pedaço de cano, de 30 cm de comprimento e 10cm de diâmetro(interno), encontrase na posição vertical e possui a parte inferior vedada. Colocando-se dois litros de água em seu interior, a água: a) transborda b) enche o cano até a borda c) atinge exatamente o meio do cano d) ultrapassa o meio do cano e) não chega ao meio do cano . 11) ( UECE ) O volume de um cilindro circular reto é 36 6 cm3. Se a altura desse cilindro mede 6 6 cm, 2 então a área total desse cilindro, em cm , é: a) 72 HAMILTON E ALEX b) 84 c) 92 d) 96 12) ( UFV – MG ) Para se construir uma lata cilíndrica de base circular, sem tampa, com 20 cm de diâmetro na base e 25 cm de altura, são gastos x cm2 de material. O valor de x é: a) 400 b) 600 c) 300 d) 700 e) 500 13) ( UFPE ) Um contêiner, na forma de um cilindro circular reto, tem altura igual a 3 m e área total (área da superfície lateral mais áreas da base e da tampa) 2 igual a 20 m . Calcule, em metros, o raio da base deste contêiner. a) 2m b) 2,5m c) 3m d) 3,5m e) 4m 14) ( UEL – PR ) Certa peça de um motor é feita de aço maciço e tem a forma de três cilindros retos, de alturas iguais, um sobre o outro. Se a peça for seccionada por um plano contendo os centros das bases dos cilindros, tem-se a situação abaixo ilustrada. O volume dessa peça, em centímetros cúbicos, é a) 1.580 b) 1.330 c) 1.170 d) 970 e) 190 15) ( Cesgranrio ) Um recipiente com a forma de um cilindro reto, cujo diâmetro da base mede 40 cm e altura 100/ cm, armazena um certo líquido, que ocupa 40% de sua capacidade. O volume do líquido contido nesse recipiente é, em litros, aproximadamente, igual a: a) 16 b) 18 c) 20 d) 30 e) 40 16) (UFPA) O reservatório “tubinho de tinta” de uma caneta esferográfica tem 4mm de diâmetro e 10cm de comprimento. Se você gasta 5 mm3 de tinta por dia, a tinta de sua esferográfica durará: a) 20 dias b) 40 dias 323 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX c) 50 dias d) 80 dias e) 100 dias 17) ( UFMG ) Num cilindro de 5 cm de altura, a área da base é igual à área de uma seção por um plano que contém o eixo do cilindro, tal como a seção ABCD na figura abaixo. B O volume desse cilindro é de : A 250 500 A) B) 625 C) D) 125 C D 18) ( UFSC ) Uma panela caseira tem a forma de um cilindro; sua altura é 15 cm e o diâmetro, 20 cm. Deve-se enchê-la com cubos de gelo de 2 cm de aresta, de tal forma que não transborde ao derreter o gelo. A quantidade máxima de cubos de gelo possível é, aproximadamente: a) 985 b) 859 c) 589 d) 598 e) 895 19) Uma lata cilíndrica, cujo volume é 128, foi colocada dentro de outra lata cúbica de modo que elas ficassem perfeitamente encaixadas (figura). Um líquido foi colocado na parte interior da lata cúbica e exterior da lata cilíndrica até atingir exatamente a altura dessas latas. Se a lata cilíndrica for retirada, qual a altura atingida pelo liquido na lata cúbica? A) 2(4 – ) B) 2(6 – ) C) 4 – D) 6 – 20) ( UFPE ) Um queijo tem a forma de um cilindro circular reto com 40 cm de raio e 30 cm de altura. Retira-se do mesmo uma fatia, através de dois cortes planos contendo o eixo do cilindro e formando um ângulo de 60°. Se V é o volume, em cm 3, do que restou do queijo (veja a figura a seguir), o valor de V é : a) 45000 b) 40000 c) 38000 d) 36000 e) 32000 21) ( Unimontes / PAES 2002 ) Dois recipientes, um na forma de prisma quadrangular regular e outro na forma de cilindro circular reto, contêm água. Se a aresta da base do prisma mede 4 metros e sabendo-se que os níveis de água nos recipientes são iguais, qual deve ser o raio do cilindro, para que os volumes de água sejam também iguais ? a) 16 m b) 4 m c) 16 m d) 4 m 22) (ENEM-2010) Para construir uma manilha de esgoto, um cilindro com 2 m de diâmetro e 4 m de altura (de espessura desprezível), foi envolvido homogeneamente por uma camada de concreto, contendo 20 cm de espessura. Supondo que cada metro cúbico de concreto custe R$ 10,00 e tomando 3,1 como valor aproximado de , então o preço dessa manilha é igual a A) R$ 230,40 B) R$ 124,00 C) R$ 104,16 D) R$ 54,56 E) R$ 49,60 23) (PUCC-SP) Numa indústria, deseja-se utilizar tambores cilíndricos para a armazenagem de um certo tipo de óleo. As dimensões dos tambores serão 30cm para o raio da base e 80cm para a altura. O material utilizado na tampa e na lateral custa R$100,00 o metro quadrado. Devido à necessidade de um material mais resistente no fundo, o preço do material para a base inferior é de R$200,00 o metro quadrado. Qual o custo de material para a confecção de um desses tambores sem contar as perdas de material? (Em seus cálculos,considere = 3,14 .) a) R$235,50. b) R$24250. c) R$247,20. d) R$249,20. e) R$250,00. 24) Um fazendeiro pretende fazer em sua propriedade um reservatório de água com formato cilíndrico, onde o raio da base teria 1,5 metros e a altura teria 1,2 metros. Mas, devido à forte estiagem, ele resolveu aumentar em 50 centímetros essas dimensões. Com isso, esse fazendeiro irá aumentar a capacidade do reservatório, aproximadamente, em: A) 52% B) 92% C) 132% D) 152% GABARITO 1) E 2) C 9) B 10) D 3) C 4) 22,5 L 11) B 16) D 17) B 18) C 5) B 12) B 19) A 20) B 6) B 13) A 21) D 7) D 14) B 22) D 8) B 15) A 23) A 24) D 324 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX CONE DE REVOLUÇÃO CONE CIRCULAR O sólido geométrico constituído por todos os segmentos que têm uma extremidade em um ponto v (fora do plano da base) e a outra num ponto da região circular C (base) denomina-se cone circular. O cone circular reto também é chamado de cone de revolução, pois é formado pela rotação completa de um triângulo retângulo em torno de um de seus catetos. v Relação Entre Cone e Cilindro 2 .V 3 Elementos do Cone V 3 Eixo Vértice(v) Geratriz (G) Altura ( H ) Base No triângulo retângulo formado pela altura, pela geratriz e pelo raio podemos utilizar o teorema de Pitágoras para determinar a medida de qualquer um desses elementos. Se um cone for retirado de um cilindro de volume 1 V , esse cone terá do volume desse cilindro e 3 2 a parte restante terá do volume V do 3 cilindro. Áreas do Cone Circular Reto V G 2 2 G =H +r H 2 G G G AL r r No cone, a altura e a geratriz são sempre diferentes. r 2..r Cone Circular Reto Área Lateral ( Al ) Quando a projeção ortogonal do vértice sobre o plano da base é o centro dessa base, o cone circular se diz RETO; caso contrário, o cone se diz OBLÍQUO. A área da superfície lateral de um cone é a área de um setor circular. Por regra de três temos: V H V G G G H G AL G G AL 2..r G r Cone Circular Reto Cone Oblíquo Observe que, num cone circular reto: O eixo é perpendicular à base e passa pelo seu centro. As geratrizes são todas de mesma medida Observe que, num cone oblíquo, a altura H fica fora do cone. 2..r 2..r Área Lateral Área do círculo 2r 2G AL.G = .G .r 2 AL G 2 2r 2G AL = .r.G 325 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Área da Base (Ab) EXERCÍCIOS É a área de um círculo de raio r. 1) ( Fatec – SP ) A altura de um cone circular reto mede o triplo da medida do raio da base. Se o comprimento da circunferência dessa base é 8 cm, então o volume do cone, em cm3, é : a) 64 b) 48 c) 32 d) 16 e) 8 r Ab = .r2 Área Total ( At ) É a soma da área lateral com a área da base. AT = AL + Ab AL Ab Volume de um cone ( V ) O volume de um cone é igual a 1/3 do volume de um cilindro que o contém. 1 V = Ab . H . 3 CONE EQÜILÁTERO É todo cone reto que têm as geratrizes com a mesma medida do diâmetro da base (G = 2r). 2r 2r 2r 2r 2r 2r A altura de um cone eqüilátero pode ser encontrada utilizando-se a fórmula da altura do triângulo eqüilátero. H= l 3 2 H= ( 2r ) 3 2 ( Fórmula da altura do triângulo eqüilátero) H= r 3 A secção meridiana de um cone eqüilátero é um triângulo eqüilátero cuja área é: A l2 3 4 A (2r )2 . 3 4 A = r2. 3 2) ( UEL – PR ) Um cone circular reto tem altura de 8 cm e raio da base medindo 6 cm. Qual é, em centímetros quadrados, sua área lateral? a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 e) 60 3) ( UE – CE ) Um cone circular reto de altura 3 2 cm tem volume igual a 18 2 cm3. O raio da base desse cone, em centímetros, mede: a) 2 b) 2 2 c) 3 d) 3 2 4) ( UFMG ) Um cone circular reto tem raio da base igual a 3 e altura igual a 6. A razão entre o volume e a área da base é: a) 2 b) 6 c) 2 d) 4 e) 1,5 5) (ENEM 2010) Um arquiteto está fazendo um projeto de iluminação de ambiente e necessita saber a altura que deverá instalar a luminária ilustrada na figura Sabendo-se que a luminária deverá iluminar uma área 2 circular de 28,26m , considerando π(pi) = 3,14 , a altura h será igual a a) 3 m. b) 4 m. c) 5 m. d) 9 m. e) 16 m. 6) ( FEI – SP ) Um cone reto tem como base um círculo de raio R = 3 cm e, de altura, H = 4 cm. Ao calcular seu volume V, um aluno usou a fórmula errada 326 CURSO DE MATEMÁTICA V 1 ..R 2 .H . A diferença entre o volume achado e 2 o volume correto, em cm 3, é : 8 a) b) 4 3 b) c) 5 d) 6 c) e) 18 7) ( UFMG ) O volume, em cm 3, da figura formada por um cone e um cilindro circular reto, é : a) b) 2 3cm c) 3 d) 4 2cm e) 5 HAMILTON E ALEX d) 54 e) 81 11) ( Univali – SC ) Um cone de 3 cm de raio e 8 cm de altura está completamente cheio. O raio, em cm, de outro cone de mesma altura e com metade da capacidade do primeiro é : 2 3 2 3 a) 3 b) c) 2 3 d) 2 2 3 e) 3 2 2 12) ( PUC ) A área lateral de um cone reto é igual ao dobro da área de sua base. Calcule o volume desse cone, sabendo que sua geratriz mede 12 cm. 1cm 8) ( CESGRANRIO ) No desenho a seguir, dois reservatórios de altura H e raio R, um cilíndrico e outro cônico, estão totalmente vazios e cada um será alimentado por uma torneira, ambas de mesma vazão. Se o reservatório cilíndrico leva 2 horas e meia para ficar completamente cheio, o tempo necessário para que isto ocorra com o reservatório cônico será de: a) 2 h b) 1 h e 30 min c) 1 h d) 50 min e) 30 min 9) ( ITA – SP ) Qual o volume, em cm3, de um cone circular reto, se a área de sua superfície lateral é de 24 cm2 e o raio de sua base mede 4 cm ? 16 20 a) 3 b) c) d) e) 24 4 24 3 8 24 3 20 3 10) ( UNIFOR – CE ) Em um cone reto, a área da base é 9 cm2 e a geratriz mede 3 10 cm. O volume desse 3 cone, em cm , é : a) 27 b) 36 c) 48 13) ( PUC – RS ) Num cone de revolução a área da base é 2 2 36 m e a área total é 96 m . A altura do cone, em metros, é igual a: a) 4 b) 6 c) 8 d) 10 e) 12 14) ( UFOP – 98 ) Um reservatório de água com a forma de um cone circular reto tem 8 m de altura e, sua base, 3 m de raio. Se a água ocupa 40% da capacidade total do reservatório, o volume de água nele contido é: a) 960 litros b) 4800 litros c) 2400 litros d) 9600 litros e) 96000 litros 15) ( Fuvest – SP ) O diâmetro da base de um cone tem medida igual a geratriz. A razão da área total para a área lateral do cone é : 3 1 a) b) 2 2 3 2 c) d) 3 4 e) 2 3 16) ( Unimontes ) A altura de um cone circular reto é igual a 3 cm e o ângulo formado entre essa altura e a geratriz é de 60º. O volume desse cone é igual a: a) 27 cm3 327 CURSO DE MATEMÁTICA b) c) d) e) 32 cm3 3 36 cm 48 cm3 54 cm3 HAMILTON E ALEX b) 96 c) 72 d) 80 17) ( ENEM – 2009 ) Um vasilhame na forma de um cilindro circular reto de raio da base de 5 cm e altura de 30 cm está parcialmente ocupado por 625 cm3 de álcool. Suponha que sobre o vasilhame seja fixado um funil na forma de um cone circular reto de raio da base de 5 cm e altura de 6 cm, conforme ilustra a figura 1. O conjunto, como mostra a figura 2, é virado para baixo, sendo H a distância da superfície do álcool até o fundo do vasilhame. Considerando-se essas informações, qual é o valor da distância H ? A) 5 cm B) 7 cm C) 8 cm D) 12 cm E) 18 cm 20) ( UFRN – 2001 ) Dois sólidos de formatos cilíndricos têm bases de mesmo raio r . De um deles, foi extraída uma parte cônica, que foi colada no outro, conforme mostra a figura abaixo. H Aos dois sólidos resultantes, de mesma altura H, chamamos de S1 e S2. Se V( S1 ) e V( S2 ) denotam, respectivamente, os volumes de S1 e S2 , pode-se afirmar que : a) V( S1 ) > V( S2 ) b) V( S1 ) + V( S2 ) = 2 r2 H c) V( S1 ) < V( S2 ) 7 d) V( S1 ) + V( S2 ) = r2 H 3 21) ( UFMG ) Observe a figura, 18) (UNIMONTES – 98) Considere o polígono ABCDEA mais seus pontos interiores abaixo representados no plano cartesiano RxR: O volume, em cm3, do sólido gerado pela rotação completa da figura ao lado, em torno da reta que contém os pontos D e E, é: a) 72 12 D C b) 640 c) 568 8 E d) 712 2 A 2 B 8 10 Nessa figura, a base da pirâmide é um quadrado inscrito no círculo da base do cone. A razão entre o volume do cone e o volume da pirâmide, nesta ordem, é: a) /4 b) /2 c) d) 2 e) 2/3 22) (Fuvest – SP) Um cone circular reto está inscrito em um paralelepípedo reto retângulo, de base quadrada, como mostra a figura. 19) ( UEMG – 2001 ) Observe a figura. g y b 8 a 6 0 a 2 x Na figura, a região hachurada sofre uma rotação em torno do eixo Y. Sendo V o volume do sólido de revolução gerado, o valor de 3V é igual a: a) 3( 24 + 8 ) A razão b/a entre as dimensões do paralelepípedo é 3/2 e o volume do cone é π. Determine o comprimento g da geratriz do cone. 23) ( MACK – SP ) A área da secção meridiana de um cone reto é igual à área de sua base. Se o raio da base é 1, então a altura do cone é : a) 2 328 CURSO DE MATEMÁTICA b) c) 84,8 d) 48,2 3 2 c) d) 2 e) 24) ( UFMG – 2004 ) Um cone é construído de forma que: Sua base é um círculo inscrito em uma face de um cubo de lado a; e Seu vértice coincide com um dos vértices do cubo localizado na face oposta àquela em que se encontra a sua base. Dessa maneira, o volume do cone é de : .a 3 a) 6 b) c) d) HAMILTON E ALEX .a 3 12 .a 3 9 .a 3 3 25) ( PUC – SP ) A medida dos lados de um triângulo eqüilátero ABC é a. O triângulo ABC gira em torno de uma reta r do plano do triângulo, paralelo ao lado BC e passando pelo vértice A. O volume gerado por esse triângulo é : a) a3 / 3 b) a3 / 2 c) a3 A r d) 3a3 / 2 e) a3 / 5 a a B a C 26) ( FAFEOD – 2000 ) Observe a figura abaixo: 27) ( FCC ) O volume do sólido gerado pela revolução de um triângulo equilátero de lado a em torno de um de seus lados é : a 3 a 3 a) b) 4 3 a a 3 2 4 a 3 e) 3 c) d) 3 a 3 4 28) ( UFOP ) Um triângulo retângulo possui catetos de comprimentos a e b. Sejam Va e Vb os volumes dos cones obtidos pela rotação do triângulo em torno, respectivamente, dos catetos a e b. O quociente Va / Vb vale: ab a) 2 a b2 a b) a b c) b a d) a 1 b 1 29) ( Mack – SP ) Um triângulo retângulo isósceles de catetos unitários gira em torno da hipotenusa. O volume do sólido gerado é : 3 6 2 a) b) c) 2 2 6 d) 2 3 e) n.d.a. 1 1 y (cm) A (0, 3) O (0, 0) B (3, 3) x (cm) 30) O setor circular abaixo é a planificação da área lateral de um cone circular reto cujo raio da base mede 3 cm. O volume desse cone, em cm3, é igual a: a) 9 7 b) 8 7 c) 7 7 d) 6 7 Sendo S a região hachurada, é correto afirmar que o volume aproximado do sólido gerado pela rotação de S em torno do eixo x é, em centímetros cúbicos, igual a : a) 28,2 b) 56,5 e) 3 7 270º 329 CURSO DE MATEMÁTICA GABARITO 1) A 8) D 2) E ESFERA 3) D 9) A 13) C 14) D 19) D 20) A 24) B 25) B HAMILTON E ALEX 4) A 10) A 15) A 21) B 26) B 5) B 11) E 16) A 22) 27) A 6) D 7) C 12) 72 3 17)B 10 Esfera é um sólido gerado pela rotação completa de um semicírculo em torno de um eixo que contém o seu diâmetro. 18) C 23) D 28) C R 29) A 30) E Secção Esférica Área: AS = r 2 CS = 2 r Comprimento: r R d R r R d Círculo Área: A = R Máximo Comprimento: C = 2 R 2 R2 = r2 + d2 Área da superfície esférica A área da superfície de uma esfera de raio R é definida por: Ae = 4..R2 Volume da esfera O volume de uma esfera de raio R, ou região delimitada pela esfera, é definido por: Ve 4 R 3 3 330 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX PARTES DA ESFERA Volume da Cunha FUSO ESFÉRICO O volume da cunha pode ser obtido por uma regra de três simples: O fuso esférico é uma parte da superfície esférica que se obtém ao girar uma semi-circunferência de um ângulo , 0º < < 360º em torno de seu eixo: Fuso esférico R AF AF = 4..R 2 . 360º VC 4 R 3 3 360° VC VC = .R 3 . 270º EXERCÍCIOS A área do fuso esférico pode ser obtida por uma regra de três simples: 360° 360° 4..R 3 . VC = 3 . 360º Área do Fuso AE VE 4R2 360° AF AF = .R 2 . 90º Obs.: O fuso esférico só possui área. CUNHA ESFÉRICA Parte da esfera que se obtém ao girar um semicírculo em torno de seu eixo de um ângulo , 0º < < 360º . A cunha esférica possui área e volume. R Cunha esférica Área Total da Cunha É a soma da área do fuso esférico com as áreas de dois semicírculos. ATC = AF + 2. ( Área do Círculo ) 2 ATC = AF + R2 1) ( PUC – MG ) Uma esfera de raio R = 3 cm tem volume equivalente ao de um cilindro circular reto de altura h = 12 cm. O raio do cilindro, em cm, mede: a) 1 b) 2 c) 3 d) 3 e) 13 2) ( UFRS ) Uma panela cilíndrica de 20 cm de diâmetro está completamente cheia de massa para doce, sem exceder a sua altura de 16 cm. O número de doces, em formato de bolinhas de 2 cm de raio, que se pode obter com toda a massa é : a) 300 b) 250 c) 200 d) 150 e) 100 3) ( UFMG ) O círculo máximo de uma esfera mede 6 cm. Qual o volume dessa esfera ? 3 a) 12 cm 3 b) 24 cm 3 c) 36 cm 3 d) 72 cm e) 144 cm3 3 4) ( CFTMG ) Considere uma bola de sorvete de 36 cm de volume e uma casquinha cônica de 3 cm de raio. A altura da casquinha, para que o sorvete, ao derreter, ocupe todo o seu espaço, em cm, é a) 8 b) 9 c) 10 d) 12 331 CURSO DE MATEMÁTICA 5) ( UFMG ) Duas bolas metálicas (esferas), cujos raios medem 1 cm e 2 cm, são fundidas e moldadas em forma de um cilindro cuja altura mede 3 cm. Obtenha a medida do raio da base do cilindro. 6) ( Fuvest ) Um recipiente cilíndrico cujo raio da base é 6 cm contém água até uma certa altura. Uma esfera de aço é colocada no interior do recipiente ficando totalmente submersa. Se a altura da água subiu 1 cm então o raio da esfera é a) 1 cm b) 2 cm c) 3 cm 1 cm d) 4 cm e) 5 cm 7) ( UEL –PR ) Considere um cone circular reto e um cilindro circular reto, ambos com diâmetro da base igual a 12 cm e também uma esfera com diâmetro de 12 cm, todos com volumes iguais. A altura do cone e a altura do cilindro devem ser respectivamente iguais a: a) 12 cm e 4 cm b) 30 cm e 10 cm c) 24 cm e 8 cm d) 9 cm e 3 cm e) 18 cm e 6 cm HAMILTON E ALEX Nessa figura, ABC é um quadrante de círculo de raio 3 cm e ADEF é um quadrado, cujo lado mede 1 cm. Considere o sólido gerado pela rotação de 360º, em torno da reta AB, da região hachurada na figura. Assim sendo, esse sólido tem um volume de : a) 14 cm3 3 b) 15 cm c) 16 cm3 3 d) 17 cm 10) ( Vunesp ) Um copinho de sorvete, em forma de cone, possui 10cm de profundidade, e 4cm de diâmetro no topo, tendo aí colocadas duas conchas semi-esféricas de sorvete, também de 4 cm de diâmetro. Se o sorvete derreter para dentro do copinho, podemos afirmar que: a) não transbordará; b) transbordará; c) os dados são insuficientes; d) os dados são incompatíveis; e) as informações anteriores são falsas. 11) ( Unitau – SP ) Uma esfera de raio R está inscrita em um cilindro. Qual a razão entre o volume do cilindro e da esfera ? 12) ( Unimontes – PAES 2002 ) Se uma esfera está inscrita em um cubo, podemos afirmar que a razão entre o volume dessa esfera e o volume desse cubo é igual a : a) 8) ( UFRS ) São fundidas 300 esferas com 20 mm de diâmetro para fabricar cilindros circulares retos com 20 mm de diâmetro e 200 mm de altura. O número de cilindros resultantes é : a) 2 b) 5 c) 20 d) 25 e) 30 9) ( UFMG – 2001 ) Observe esta figura: B D A E F C b) c) d) 3 2 6 3 2 6 13) ( Fuvest – SP ) Uma superfície esférica de 13 cm de raio é cortada por um plano situado a uma distância de 12 cm de seu centro, determinando uma circunferência. O raio desta circunferência, em centímetros, é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 332 CURSO DE MATEMÁTICA 14) ( CESCEM – SP ) A área da interseção de um plano com uma esfera de raio 10 cm é 64 cm2. A distância do plano ao centro da esfera é: a) 1 cm b) 5 cm c) 6 cm d) 12 cm e) 25 cm 15) ( Unimontes – PAES 2002 ) Um plano intersecta uma esfera, determinando um círculo de raio r igual à metade do raio dessa esfera. Com base nessas informações, é correto afirmar que a distância do circulo ao centro da esfera é dada por: a) b) 3 r r 2 c) 2r d) 2r 16) ( UFOP / MG ) Um plano intercepta uma superfície esférica formando uma circunferência de 6 3 cm de comprimento. Sendo a distância do centro da esfera ao centro da circunferência igual a 3 cm, o raio da esfera é ? a) 4 cm b) 5 cm c) 6 cm d) 7 cm e) 8 cm 17) ( UFMG ) A região delimitada por uma esfera é interceptada por um plano a 3 cm do centro dessa esfera. Se a área dessa interseção é 9 cm2, o volume da região delimitada pela esfera, em cm 3, é : a) 18 2 b) 36 2 c) 72 2 d) 144 2 e) 216 2 18) ( UFV – MG ) Em um recipiente que tem a forma de um cilindro circular reto, com diâmetro da base igual a 16 cm, são colocadas duas esferas de chumbo de raios iguais a 4 cm e 6 cm, conforme ilustra a figura abaixo. A altura, em cm, necessária para que um líquido colocado no recipiente cubra totalmente as esferas é: a) 15 b) 18 c) 16 d) 19 e) 17 HAMILTON E ALEX 19) ( UFMG ) Um recipiente cúbico, sem tampa, cujas arestas medem 4 dm, contém 56 litros de água. Ao lado desse recipiente, estão os seguintes sólidos, todos de aço maciço: • uma esfera de raio 3 2 dm ; • um cilindro circular reto com raio da base 2 dm e altura 2 dm ; • um paralelepípedo retangular de dimensões 3 dm, 3 dm e 7 dm ; e • uma pirâmide reta de altura 5 dm e de base quadrada com lado 12 dm . Qual desses sólidos, quando colocado no recipiente, NÃO fará com que a água transborde? a) A pirâmide b) O cilindro c) O paralelepípedo d) A esfera 20) ( MACK – SP ) Seja 36 o volume de uma esfera circunscrita a um cubo. Então, a razão entre o volume da esfera e o volume do cubo é: 3 a) 2 8 b) 3 2 c) 3 d) 3 4 e) 3 21) ( MACK – SP ) Na figura, O é o centro de um de círculo, e o volume gerado pela rotação da região assinalada em torno da reta r é 18. Então, a área do triângulo ABC é: C a) 6 b) 9 r c) 4,5 A O B d) 18 e) 27 22) ( Ufmt ) A região sombreada na figura a seguir sofre uma rotação completa em torno do eixo y. Os pontos indicados são: O = (0, 0); A = (1, 1); B = (0, 2); C = (1, 3); D = (0, 3) e E = (0, 1). OAB é uma semicircunferência com centro em E, conforme mostra a figura a seguir. Faça o que se pede: 333 CURSO DE MATEMÁTICA a) Desenhe o sólido de revolução gerado pela rotação completa da figura em torno do eixo Y. HAMILTON E ALEX 25) ( Fuvest – SP ) Para pintar a base plana de um hemisfério maciço, gastamos doze galões de tinta. Quantos galões serão necessários para pintar toda a parte externa do hemisfério ? hemisfério b) Sendo V a medida do volume do sólido de 36 V. revolução gerado, calcule o valor de 5 23) ( PUC – MG ) Uma esfera de raio r = 3 cm tem volume equivalente ao de um cilindro circular reto de altura h = 12 cm. A medida do raio desse cilindro é: a) 1 b) 2 c) 2 26) ( Cescea – SP ) O volume da esfera inscrita no cilindro equilátero de área lateral 36 cm2 é, em cm3, igual a : a) 4/3 b) 36 c) 12 d) 3 e) n.d.a 27) ( VUNESP ) Conta a lenda que Arquimedes pediu que em sua lápide fosse gravada a figura de uma esfera inscrita num cilindro porque ele descobriu um teorema notável. Esse teorema está enunciado, a seguir, entre 4 proposições falsas. d) 3 e) 3 24) ( UFJF ) Um reservatório de água tem a forma de um hemisfério acoplado a um cilindro circular como mostra a figura a seguir. A medida do raio do hemisfério é a mesma do raio da base do cilindro e igual a r = 3 m. Se a altura do reservatório é h = 6 m, encontre: a) A capacidade máxima, em m 3, de água comportada por esse reservatório. Ele é : a) A área da superfície da esfera é igual à soma das áreas das bases do cilindro circunscrito. b) A área da superfície da esfera é igual à área da superfície lateral do cilindro circunscrito. c) O volume da esfera é 1/3 do volume do cilindro circunscrito. d) A razão entre o volume da esfera e o volume do cilindro circunscrito é um número irracional. e) A área da superfície da esfera é igual à área da superfície total do cilindro circunscrito. 28) ( UnB ) A região S hachurada é delimitada por 3 semi-circunferências, sendo o raio das duas menores igual a 2 cm. Ao girar S em torno de AB obtém-se 3 um sólido de volume V (em cm ). Calcule V. A B b) A superfície total externa desse reservatório, sabendo que ele não tem tampa. 29) ( UnB ) Um sorveteiro vende sorvete de casquinha de biscoito que tem a forma de cone de 3 cm de diâmetro e 6 cm de profundidade. As casquinhas são totalmente preenchidas de sorvete e , ainda, nelas é superposta uma meia bola de sorvete de mesmo 334 CURSO DE MATEMÁTICA diâmetro do cone. Os recipientes onde é armazenado o sorvete tem forma cilíndrica de 18 cm de diâmetro e 5 cm de profundidade. Determine o número de casquinhas que podem ser servidas com o sorvete armazenado em um recipiente cheio. 30) ( PUC – SP ) Um cone circular reto, cujo raio da base é 3 cm, está inscrito em uma esfera de raio 5 cm, conforme mostra a figura a seguir. Observe a figura e encontre: a) A altura do cone b) A razão entre o volume da esfera e o volume do cone, nessa ordem. 31) ( UFRS ) Uma esfera de raio 2 cm é mergulhada num copo cilíndrico de 4 cm de raio, até encostar no fundo, de modo que a água do copo recubra exatamente a esfera. Antes da esfera ser colocada no copo, a altura da água era a) 27/8 cm b) 19/6 cm c) 18/5 cm d) 10/3 cm H e) 7/2 cm 32) (UFSM / Adaptada ) A área da superfície de uma esfera e a área total de um cone circular reto são iguais. Se o raio da base do cone mede 4 cm e o volume do cone é 16 cm3, encontre o que se pede: a) A medida da altura do cone HAMILTON E ALEX 33) ( Mack – 2001 ) Bolas de tênis, normalmente, são vendidas em embalagens cilíndricas contendo três unidades que tangenciam as paredes internas da embalagem. Numa dessas embalagens, o volume não ocupado pelas bolas é 2, qual o volume dessa embalagem ? a) 4 b) 6 c) 8 d) 10 e) 12 34) ( Cesgranrio – RJ ) Uma laranja pode ser considerada uma esfera de raio R, composta de 12 gomos exatamente iguais. A superfície total de cada gomo mede: a) 2R2 b) 4R2 3R 2 c) 4 2 d) 3R 4R 2 e) 3 GABARITO 1) C 2) D 9) D 10) A 3) C 11) 16) C 17) C 22)a) b) 12 3 2 29) 60 Casquinhas 5) R = 2 12) B 18) B 25) 36 Galões 31) D 4) D 13) E 19) C 23) D 26) B 14) C 20) A 24) a) 45 m 27) B 30) a) H = 9 32) a) H = 3cm 6) C b) R = 3 cm 7) C 8) C 15) A 21) B 3 b) 36 m 2 28) 64 b) 500/81 33) B 34) E b) A medida do raio da esfera 335 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX TRONCO DE PIRÂMIDE PROPRIEDADES Quando um plano intercepta uma pirâmide e este é paralelo à base desta, obtém-se uma secção poligonal denominada secção transversal da pirâmide. Como as bases das duas pirâmides são paralelas, pode-se afirmar que a pirâmide menor e a pirâmide maior são semelhantes. Utilizando semelhança de triângulo, temos: A h h H B’ C’ B O plano separa a pirâmide em dois sólidos, uma pirâmide menor ( parte superior ) e um tronco de Pirâmide ( parte inferior ). As bases são polígonos regulares e semelhantes; As faces laterais são trapézios isósceles; A altura de um desses trapézios é chamada apótema do tronco. O apótema do tronco de pirâmide é encontrado utilizando o teorema de Pitágoras. apótema da base menor ( m ) m K etc. 3 Onde : h é a altura menor H é a altura maior Ab é a área da base menor AB é a área da base maior v é o volume da pirâmide menor V é o volume da pirâmide maior Área lateral do tronco de pirâmide regular É a soma das áreas dos trapézios isósceles (faces laterais) f Área total do tronco de pirâmide regular M apótema da base maior ( M ) K e v h H V Face Lateral ( Trapézio ) Quando a pirâmide original é regular, o tronco de pirâmide se diz regular. Nesse caso: h B' C' H BC 2 Altura ( f ) de uma face ou (apótema do tronco) Base maior ( B ) ou A h b AB H Base menor ( b ) Altura ( k ) do tronco C h AB' H AB NUM TRONCO DE PIRÂMIDE TEMOS: H É a soma da área lateral com a soma das áreas dos dois quadrados (Base maior e base menor) f M–m VOLUME DO TRONCO DE PIRÂMIDE 2 2 f = k + ( M – m) 2 É o volume da pirâmide maior menos o volume da pirâmide menor. 336 CURSO DE MATEMÁTICA EXERCÍCIOS TRONCO DE CONE Quando interceptamos um cone por um plano que é paralelo à base, determinamos dois sólidos: um deles é outro cone (cone menor) e o segundo é denominado tronco de cone de bases paralelas . g HAMILTON E ALEX 1) ( FCMMG ) Observe a figura : h G Essa taça, cujo interior tem a forma de um cone, contém suco até a metade da altura do cone interno. Se o volume do cone interno é igual a V, então o volume do suco nele contido é: V a) 16 V b) 8 H K NUM TRONCO DE CONE DESTACAMOS: c) Área da base menor : Ab = .r r d) 2 K Altura do tronco R Área da base maior : AB = .R 2) ( UFMG ) Um reservatório de água tem forma de um cone circular reto, de eixo vertical e vértice para baixo. Quando o nível de água atinge a metade da altura do tanque, o volume ocupado é igual a . A capacidade do tanque é: a) 2 8 b) 3 c) 4 d) 6 e) 8 3) ( UnB – DF ) Um cálice tem a forma de um cone de revolução, de altura igual a 100mm e volume V1. Esse cálice contém um líquido que ocupa um volume V2 , atingindo a altura de 25mm, conforme mostra a V figura. O valor do quociente 1 é: V2 a) 4 b) 8 100mm c) 16 d) 32 e) 64 4) ( FCC – SP ) Uma pirâmide de altura 6 e área da base 27 é interceptada por um plano, cuja distância ao vértice é 2 e que é paralelo ao plano da base. Qual o volume do tronco de pirâmide assim determinado ? a) 52 b) 48 Geratriz do tronco 2 ÁREA LATERAL E ÁREA TOTAL DE UM TRONCO DE CONE r Altura do tronco K R ALT : Área lateral do tronco ; Ab ALT V 4 V 2 A l : Área lateral do cone menor ; AL : Área lateral do cone maior ; AT : Área total do tronco ; AB ALT = AL – Al AT = ALT + AB + Ab 337 CURSO DE MATEMÁTICA c) 44 d) 40 e) 24 5) ( PUC – SP ) O recipiente abaixo, em forma de um cone circular reto, tem raio com 12 cm e altura com 16 cm. O líquido ocupa altura x do líquido é: a) 1 cm b) 2 cm c) 4 cm d) 6 cm e) 8 cm 6) 7) 8) 1 do volume do recipiente. A 8 x ( UEPI – PI ) Uma pirâmide de base quadrangular tem esta base com área de 64 cm2. Efetuando-se nesta pirâmide um corte a 6 cm da base, obtém-se uma secção transversal com área de 16 cm2. A altura da pirâmide, então, é de : a) 8 cm b) 10 cm c) 12 cm d) 14 cm 6 cm e) 16 cm ( PUC – SP ) Um quebra-luz é um cone de geratriz medindo 17 cm e altura com 15 cm. Uma lâmpada acesa no vértice do cone projeta no chão um círculo de 2 metros de diâmetro. A que altura do chão se encontra a lâmpada? a) 1,50 metros 17 15 b) 1,87 metros c) 1,90 metros d) 1,97 metros e) 2,00 metros ( UFAL ) Na figura abaixo tem-se, apoiado no plano , um cone circular reto cuja altura mede 8 cm e cujo raio da base mede 4 cm. O plano é paralelo a e a distância entre os dois planos é de 6 cm. O volume do cone que está apoiado no plano é, em centímetros cúbicos, igual a a) / 3 b) / 2 c) 2 / 3 d) 3 / 4 e) 4 / 5 HAMILTON E ALEX O volume do tronco de cone obtido dessa interseção 3 é, em cm : a) 246 b) 312 c) 324 d) 348 e) 421 10) ( Cesgranrio ) Um tanque cônico, de eixo vertical e vértice para baixo, tem água até a metade de sua altura. Se a capacidade do tanque é de 1200 litros, então a quantidade de água nele existente, em litros, é de : a) 600 b) 450 c) 300 d) 200 e) 150 11) ( Vunesp – SP ) Cortando um cone reto com um plano paralelo à base e distante H/2 da base, onde H é a altura do cone, obtemos um círculo de área A. O volume V do cone é igual a: a) (A.H)/3 b) (2.A.H)/3 c) A.H d) (4.A.H)/3 e) (5.A.H)/3 12) ( Vunesp – SP ) É dada uma pirâmide de altura H, H = 9 cm, e volume V, V = 108 cm3. Um plano paralelo à base dessa pirâmide corta-a determinando um tronco de pirâmide de altura h, h = 3 cm. Qual o volume do tronco de pirâmide resultante ? 13) ( PUC – RS ) Uma secção paralela à base feita a 3 cm do vértice de uma pirâmide tem área igual a 1/3 da área da base. A altura da pirâmide é, em centímetros, igual a: a) 3 3 b) 5 c) 2 6 d) 2 3 e) 9) ( PUC – SP ) Um cone reto cuja geratriz mede 15 cm e o raio da base mede 9 cm, é interceptado por um plano paralelo à base, distando 4 cm de seu vértice. 3 14) ( Fuvest – SP ) Qual das expressões seguintes dá o volume do tronco de cone circular de bases paralelas em função de H, R, h, r ? 338 CURSO DE MATEMÁTICA a) b) c) d) e) /3[ HR2 + (H – h) r2 ] 2 2 /3[ HR – (H + h) r ] 2 2 /3[ HR – (H – h) r ] /3[ HR2 + (H + h) r2 ] n.r.a r H h R 15) ( UCMG ) A área lateral de um tronco de cone circular reto de altura 4 cm, raio maior 8 cm e raio menor 5 cm é, em cm2, igual a: a) 45 b) 55 c) 65 d) 75 e) 85 16) ( PUC – RJ ) Um tanque subterrâneo tem a forma de um cone circular invertido, de eixo vertical, e está cheio até a boca ( nível do solo ) com 27000 litros de água e 37000 litros de petróleo ( o qual é menos denso que a água ). Sabendo que a altura total do tanque é 8 m e que os dois líquidos não são miscíveis, a altura da camada de petróleo é : a) 6 metros solo b) 2 metros c) 3 metros d) 1 metro e) 4 metros HAMILTON E ALEX 19) ( Cesgranrio – RJ ) Uma ampulheta é formada por dois cones de revolução iguais, com eixos verticais e justapostos pelo vértice, o qual tem um pequeno orifício que permite a passagem de areia da parte de cima para a parte de baixo. Ao ser colocada para marcar um intervalo de tempo, toda a areia está na parte de cima e, 35 minutos após, a altura da areia na parte de cima reduziu-se à metade, como mostra a figura. Supondo que em cada minuto a quantidade de areia que passa do cone de cima para o de baixo é constante, em quanto tempo mais toda a areia terá passado para a parte de baixo? a) 5 minutos b) 10 minutos c) 15 minutos d) 20 minutos e) 30 minutos 20) ( Cesgranrio – RJ ) Um recipiente cônico, com altura igual a 2, contém água até a metade de sua altura ( Fig. I ). Invente-se a posição do recipiente, como mostra a figura II. A distância do nível da água ao vértice, na situação da figura II é : a) b) 17) ( Unicamp – 95 ) Uma pirâmide regular, de base quadrada, tem altura igual a 20 cm. Utilizando-se a base dessa pirâmide constrói-se um cubo de modo que a face oposta à base do cubo corte a pirâmide em um quadrado de lado igual a 5 cm. O volume do cubo nessas condições é: a) 1000 b) 1728 c) 2197 d) 3375 18) ( Fuvest – SP ) Um copo tem a forma de um cone com 8 cm de altura e 3 cm de raio da base. Queremos enchê-lo com quantidades de água e suco iguais. Para que isso seja possível a altura h atingida pelo primeiro líquido colocado deve ser: a) 8/3 b) 6 c) 4 3 2 3 2 3 c) d) 3 7 e) 3 6 Figura I Figura II 21) ( Fuvest – SP ) As bases de um tronco de cone circular reto são círculos de raios 6 cm e 3 cm. Sabendo que a área lateral do tronco é igual à soma das áreas das bases, calcule: a) a altura do tronco de cone b) o volume do tronco de cone d) 4 3 e) 4 3 4 339 CURSO DE MATEMÁTICA 22. Um cone oco, fechado e com 12 cm de altura, contém água até a metade dessa altura (figura 1). Se esse cone for colocado de forma invertida (figura 2), o valor da altura da parte sem água é : A) 6.3 7 B) 7.3 6 C) 6.3 4 h=? 12 D) 4.3 6 FIGURA 1 2) E 3) E 8) C 9) B 10) E 13) A 18) E 14) C 19) A 4) A 15) C 20) D 5) E 11) D de peça feita nessa companhia tem o formato de um paralelepípedo retangular, de acordo com as dimensões indicadas na figura que se segue. O produto das três dimensões indicadas na peça resultaria na medida da grandeza A) Massa B) Volume C) Superfície D) Capacidade E) Comprimento FIGURA 2 GABARITO 1) B HAMILTON E ALEX 6) C 7) B 12) 76 cm3 16) B 03. ( ENEM – 2010 ) Um porta-lápis de madeira foi construído no formato cúbico, seguindo o modelo ilustrado a seguir. O cubo de dentro é vazio. A aresta do cubo maior mede 12 cm e a do cubo menor, que é interno, mede 8 cm. O volume de madeira utilizado na confecção desse objeto foi de 17) A 21) a) k = 4 cm b) 84 cm3 22) A QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2009) Em uma padaria, há dois tipos de forma de bolo, formas 1 e 2, como mostra a figura abaixo. Sejam L o lado da base da forma quadrada, r o raio da base da forma redonda, A1 e A2 as áreas das bases das formas 1 e 2, e V1 e V2 os seus volumes, respectivamente. Se as formas têm a mesma altura h, para que elas comportem a mesma quantidade de massa de bolo, qual é a relação entre r e L? A) L=r B) L=2r C) L= r D) L=r 2 E) L=( r )/2 02. (ENEM - 2009) A siderúrgica “Metal Nobre” produz diversos objetos maciços utilizando o ferro. Um tipo especial 04. (ENEM-2010) Certa marca de suco é vendida no mercado em embalagens tradicionais de forma cilíndrica. Relançando a marca, o fabricante pôs à venda embalagens menores, reduzindo a embalagem tradicional à terça parte de sua capacidade. Por questões operacionais, a fábrica que fornece as embalagens manteve a mesma forma, porém reduziu à metade o valor do raio da base da embalagem tradicional na construção da nova embalagem. Para atender à solicitação de redução da capacidade, após a redução no raio, foi necessário determinar a altura da nova embalagem. Que expressão relaciona a medida da altura da nova embalagem de suco (a) com a altura da embalagem tradicional (h)? 05. (ENEM-2009) Considere um caminhão que tenha uma carroceria na forma de um paralelepípedo retângulo, cujas dimensões internas são 5,1 m de comprimento, 2,1 m de largura e 2,1 m de altura. Suponha que esse caminhão foi contratado para transportar 240 caixas na forma de cubo com 1 m de aresta cada uma e que essas caixas podem ser empilhadas para o transporte. Qual é o número mínimo de viagens necessárias para realizar esse transporte? 340 CURSO DE MATEMÁTICA A) 10 viagens. D) 24 viagens. B) 11 viagens. E) 27 viagens. C) 12 viagens. 06. (ENEM-2009) Um artista plástico construiu, com certa quantidade de massa modeladora, um cilindro circular reto cujo de diâmetro da base mede 24 cm e cuja altura mede 15 cm. Antes que a massa secasse, ele resolveu transformar aquele cilindro em uma esfera. Volume da esfera: Vesfera = 4 r3/3 Analisando as características das figuras geométricas envolvidas, conclui-se que o raio R da esfera assim construída é igual a A) 15 B) 12 C) 24 HAMILTON E ALEX D) 3 3 60 E) 6 3 30 07. (ENEM-2009) Um vasilhame na forma de um cilindro circular reto de raio da base de 5 cm e altura de 30 cm está parcialmente ocupado por 625 cm3 de álcool. Suponha que sobre o vasilhame seja fixado um funil na forma de um cone circular reto de raio da base 5 cm e altura de 6 cm, conforme ilustra a figura 1.O conjunto, como mostra a figura 2, é virado para baixo, sendo H a distância da superfície do álcool até o fundo do vasilhame. Volume do cone: V cone= r2h/3 Considerando-se essas informações, qual é o valor da distância H? A) 5cm. B) 7cm C) 8cm D) 12cm E) 18cm Se R = r 2 e h2 = h1/3 e, para encher o cilindro do meio, foram necessários 30 minutos, então, para se conseguir encher essa fonte e o segundo cilindro, de modo que fique completamente cheio, serão necessários A) 20 minutos B) 30 minutos C) 40 minutos D) 50 minutos E) 60 minutos 09. (ENEM-2010) Alguns testes de preferência por bebedouros de água foram realizados com bovinos, envolvendo três tipos de bebedouros, de formatos têm a forma de um tronco de cone circular reto, de altura igual a 60 cm, e diâmetro da base superior igual a 120 cm e 60 cm, respectivamente. O bebedouro 3 é um semicilindro, com 30 cm de altura, 100 cm de comprimento e 60 cm de largura. Os três recipientes estão ilustrados na figura. Considerando que nenhum dos recipientes tenha tampa, qual das figuras a seguir representa uma planificação para bebedouro 3? 08. (ENEM-2009) Em uma praça pública, há uma fonte que é formada por dois cilindros, um der aio r e altura h1, e o outro de raio R e altura h2. O cilindro de meio enche e,após transbordar, começa a encher o outro. 341 CURSO DE MATEMÁTICA 10. (ENEM-2013) Num parque aquático existe uma piscina infantil na forma de um cilindro circular reto, de 1 m de profundidade e volume igual a 12 m3, cuja base tem raio R e centro O. Deseja-se construir uma ilha de lazer seca no interior dessa piscina, também na forma de um cilindro circular reto, cuja base estará no fundo da piscina e com centro da base coincidindo com o centro do fundo da piscina, conforme a figura. O raio da ilha de lazer será r. Deseja-se que após a construção dessa ilha, o espaço destinado à água na piscina tenha um volume de, no 3 mínimo, 4 m . Considere 3 como valor aproximado para π. Para satisfazer as condições dadas, o raio máximo da ilha de lazer r, em metros, estará mais próximo de A) 1,6. B) 1,7. C) 2,0. D) 3,0. E) 3,8. HAMILTON E ALEX B) Uma pirâmide de base quadrada tem 4 faces triangulares e, quando um plano intercepta essa pirâmide, divide cada face em um triângulo e um trapézio. Logo, um dos polígonos tem 4 lados. C) Uma pirâmide de base quadrada tem 5 faces e a interseção de uma face com um plano é um segmento de reta. Assim, se o plano interceptar todas as faces, o polígono obtido nessa interseção tem 5 lados. D) O número de lados de qualquer polígono obtido como interseção de uma pirâmide com um plano é igual ao número de faces da pirâmide. Como a pirâmide tem 5 faces, o polígono tem 5 lados. E) O número de lados de qualquer polígono obtido interceptando-se uma pirâmide por um plano é igual ao número de arestas laterais da pirâmide. Como a pirâmide tem 4 arestas laterais, o polígono tem 4 lados. 13. (ENEM/2010) No manejo sustentável de florestas, é preciso muitas vezes obter o volume da tora que pode ser obtida a partir de uma árvore. Para isso, existe um método prático, em que se mede a circunferência da árvore à altura do peito de um homem (1,30 m), conforme indicado na figura. A essa medida denomina-se "rodo" da árvore. O quadro a seguir indica a fórmula para se cubar, ou seja, obter o volume da tora em m 3 a partir da medida do rodo e da altura da árvore. 11. (ENEM-2013)Uma cozinheira, especialista em fazer bolos, utiliza uma forma no formato representado na figura: Nela identifica-se a representação de duas figuras geométricas tridimensionais. Essas figuras são A) um tronco de cone e um cilindro. B) um cone e um cilindro. C) um tronco de pirâmide e um cilindro. D) dois troncos de cone. E) dois cilindros. 12. (ENEM/2009) Um artesão construiu peças de artesanato interceptando uma pirâmide de base quadrada com um plano. Após fazer um estudo das diferentes peças que poderia obter, ele concluiu que uma delas poderia ter uma das faces pentagonal. Qual dos argumentos a seguir justifica a conclusão do artesão? A) Uma pirâmide de base quadrada tem 4 arestas laterais e a interseção de um plano com a pirâmide intercepta suas arestas laterais. Assim, esses pontos formam um polígono de 4 lados. Um técnico em manejo florestal recebeu a missão de cubar, abater e transportar cinco toras de madeira, de duas espécies diferentes, sendo 3 toras da espécie I, com 3 m de rodo, 12 m de comprimento e densidade 0,77 toneladas/m 3; 2 toras da espécie II, com 4 m de rodo, 10 m de 3 comprimento e densidade 0,78 toneladas/m . Após realizar seus cálculos, o técnico solicitou que enviassem caminhões para transportar uma carga de, aproximadamente, A) 29,9 toneladas. B) 31,1 toneladas. C) 32,4 toneladas. D)35,3 toneladas. E) 41,8 toneladas. 14. (ENEM/2010) Em um casamento, os donos da festa serviam champanhe aos seus convidados em taças com formato de um hemisfério (Figura 1), porém um acidente na cozinha culminou na quebra de grande parte desses recipientes. Para substituir as taças quebradas, utilizou-se um outro tipo com formato de cone (Figura 2). No entanto, os noivos solicitaram que o volume de champanhe nos dois tipos de taças fosse igual. 342 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX sentido da ponta para a cauda, é formada pela seguinte sequência de sólidos: A) pirâmide, cilindro reto, cone reto, cilindro reto. B) Cilindro reto, tronco de cone, cilindro reto, cone equilátero. C) cone reto, cilindro reto, tronco de cone e cilindro equilátero. D) cone equilátero, cilindro reto, pirâmide, cilindro E) cone, cilindro equilátero, tronco de pirâmide, cilindro. Considere: 4 1 Vesfera R 3 e Vcone R 2h 3 3 Sabendo que a taça com o formato de hemisfério é servida completamente cheia, a altura do volume de champanhe que deve ser colocado na outra taça, em centímetros, é de A)1,33. B) 6,00. C)12,00. D)56,52. E)113,04. 15. (ENEM/2009) Uma empresa que fabrica esferas de aço, de 6 cm de raio, utiliza caixas de madeira, na forma de um cubo, para transportá-las. Sabendo que a capacidade da caixa é de 13.824 cm 3, então o número máximo de esferas que podem ser transportadas em uma caixa é igual a A) 4. B) 8. C) 16 D) 24. E) 32. 16. (ENEM/2010) Uma fábrica produz barras de chocolates no formato de paralelepípedos e de cubos, com o mesmo volume. As arestas da barra de chocolate no formato de paralelepípedo medem 3 cm de largura, 18 cm de comprimento e 4 cm de espessura. Analisando as características das figuras geométricas descritas, a medida das arestas dos chocolates que têm o formato de cubo é igual a A) 5 cm. B) 6 cm. C) 12 cm. D) 24 cm E) 25 cm. 17. (ENEM–2010) Numa feira de artesanato, uma pessoa constrói formas geométricas de aviões, bicicletas, carros e outros engenhos com arame inextensível. Em certo momento, ele construiu uma forma tendo como eixo de apoio outro arame retilíneo e rígido, cuja aparência é mostrada na figura seguinte 18. (ENEM-2010) Dona Maria, diarista na casa da família Teixeira, precisa fazer café para servir as vinte pessoas que se encontram numa reunião na sala. Para fazer o café, Dona Maria dispõe de uma leiteira cilíndrica e copinhos plásticos, também cilíndricos. Com o objetivo de não desperdiçar café, a diarista deseja colocar a quantidade mínima de água na leiteira para encher os vinte copinhos pela metade. Para que isso ocorra, Dona Maria deverá A) encher a leiteira até a metade, pois ela tem um volume 20 vezes maior que o volume do copo. B) encher a leiteira toda de água, pois ela tem um volume 20 vezes maior que o volume do copo. C) encher a leiteira toda de água, pois ela tem um volume 10 vezes maior que o volume do copo. D) encher duas leiteiras de água, pois ela tem um volume 10 vezes maior que o volume do copo. E) encher cinco leiteiras de água, pois ela tem um volume 10 vezes maior que o volume do copo. 19. (ENEM 2011) É possível usar água ou comida para atrair as aves e observá-las. Muitas pessoas costumam usar água com açúcar, por exemplo, para atrair beijaflores, Mas é importante saber que, na hora de fazer a mistura, você deve sempre usar uma parte de açúcar para cinco partes de água. Além disso, em dias quentes, precisa trocar a água de duas a três vezes, pois com o calor ela pode fermentar e, se for ingerida pela ave, pode deixá-la doente. O excesso de açúcar, ao cristalizar, também pode manter o bico da ave fechado, impedindo-a de se alimentar. Isso pode até matá-la. ciência Hoje das crianças. FNDE; Instituto Ciência Hoje, ano 19, n. 166, mar. 1996. Ao girar tal forma em torno do eixo, formou-se a imagem de um foguete, que pode ser pensado como composição, por justaposição, de diversos sólidos básicos de revolução. Sabendo que, na figura, os pontos B, C, E e F são colineares, AB = 4FG, BC = 3FG, EF = 2FG, e utilizando se daquela forma de pensar o foguete, a decomposição deste, no Pretende-se encher completamente um copo com a mistura para atrair beija-flores. O copo tem formato cilíndrico, e suas medidas são 10 cm de altura e 4 cm de diâmetro, A quantidade de água que deve ser utilizada na mistura é cerca de (utilize π(pi) = 3) a) 20 mL. b) 24 mL. 343 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX c) 100 mL. d) 120 mL. e) 600 mL. 20. (ENEM-2006) Uma artesã confecciona dois diferentes tipos de vela ornamental a partir de moldes feitos com cartões de papel retangulares de 20 cm x 10 cm (conforme ilustram as figuras abaixo). Unindo dois lados opostos do cartão, de duas maneiras, a artesã forma cilindros e, em seguida, os preenche completamente com parafina. Supondo-se que o custo da vela seja diretamente proporcional ao volume de parafina empregado, o custo da vela do tipo I, em relação ao custo da vela do tipo II, será A) B) C) D) E) o triplo. o dobro. igual. a metade. a terça parte. GABARITO 01. D 02. B 03. D 04. D 05. C 06. D 07. B 08. C 09. E 10. A 11. D 12. C 13. A 14. B 15. B 16. B 17. C 18. A 19. C 20. B 344 CURSO DE MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA EIXOS COORDENADOS Consideremos uma reta r e uma unidade (u) de comprimento com a qual mediremos os segmentos contidos em r. r HAMILTON E ALEX Importante 1º) A abscissa de origem é o número real zero ou o ponto ( 0, 0 ). 2º) Cada ponto de um eixo possui uma única abscissa, e para cada abscissa existe um único ponto no eixo, isto é, estabelecemos uma relação biunívoca entre o conjunto dos números reais e o conjunto de pontos de uma reta (eixo). u Consideremos também na reta r um ponto arbitrário, que chamaremos de origem. O r u Sejam A e A' dois pontos de r tais que AO e OA e tenham a mesma medida a, tomada com a unidade u, de modo que A esteja à direita de O e A' à esquerda de O. A’ A O y ( Eixo das ordenadas ) r x ( Eixo das abscissas ) Vamos fixar o sentido de O para A como o sentido positivo e representá-lo com uma ponta de seta. A O a Consideremos em um plano dois eixos X e Y perpendiculares entre si e com a origem O comum. Nessas condições, dizemos que X e Y formam um sistema cartesiano ortogonal, e o plano dotado com tal sistema será chamado de plano cartesiano. a a A’ O SISTEMA CARTESIANO r a Desta forma, dizemos que o ponto A está afastado a unidades de O e que A' está afastado a unidades de O. Podemos então associar aos pontos A e A' os números reais a e a, respectivamente, que chamaremos de abscissas desses pontos. Para localizarmos um ponto P num plano dotado de um sistema cartesiano ortogonal, traçamos por P duas retas paralelas aos eixos x e y que encontram os mesmos em P' e P", respectivamente. y P’’ P( x, y ) Coordenada do ponto P P’ De um modo geral, podemos associar a cada ponto de r um único número real que chamamos abscissa do ponto, número esse que será positivo para pontos marcados a partir da origem, no sentido positivo, e negativo para pontos marcados no sentido contrário. Exemplo: P O –3 Q r 4 abscissa de P = – 3 abscissa de Q = 4 Observe que o ponto P deve ser representado como P(– 3, 0 ) e o ponto Q, como Q( 4, 0 ) . A reta orientada com um sentido positivo, com uma origem arbitrada e uma unidade de medida estabelecida, é chamada de eixo. x P Abscissa de P’ = + 1 Abscissa de P’’ = + 3 Indicamos a abscissa de P' por xp e a abscissa de P" por yp e o ponto P é localizado no plano pelo par ordenado (xp, yp). Para facilidade de linguagem, usamos as seguintes denominações: 1º) A abscissa de P', a primeira abscissa de P, será simplesmente a abscissa de P. 2º) A abscissa de P", a segunda abscissa de P, será a abscissa ordenada de P, ou simplesmente ordenada de P. 3º) O par ordenado ( xp , yp ) será denominado coordenadas de P. 4º) Os eixos x e y serão, respectivamente, o eixo das abscissas e o eixo das ordenadas. 345 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX Exemplo: P2) Se um ponto tem abscissa negativa, ele pertence ao 2º ou ao 3º quadrante do plano cartesiano ou ao semieixo negativo Ox . Indicamos a seguir as coordenadas dos pontos representados no plano cartesiano. y y P1(–1, 3) A(2, 3) ; B(4, 0) A F C(3, – 2) ; D(0, – 3) B E x P2(–3, 0) x E(– 3, – 1) ; F(– 1, 2 ) P3(–2, –2) C D P3) Se um ponto tem ordenada positiva, ele pertence ao Observe que todos os representados na forma P(x, y ). Abscissa do ponto pontos são 1º ou ao 2º quadrante do plano cartesiano ou ao semi-eixo positivo Oy . y P2(0, 4) Ordenada do ponto P3(–1, 3) P1(2, 2) P(x, y) é a coordenada do ponto. x Os eixos x e y dividem o plano cartesiano em quatro regiões que chamamos quadrantes (Q), que são numerados conforme a figura abaixo: y ( 2º QUADRANTE ) Abscissa negativa Ordenada positiva ( 1º QUADRANTE ) Abscissa positiva Ordenada positiva x ( 3º QUADRANTE ) Abscissa negativa Ordenada negativa ( 4º QUADRANTE ) Abscissa positiva Ordenada negativa P4) Se um ponto tem ordenada negativa, ele pertence ao 3º ou ao 4º quadrante do plano cartesiano ou ao semieixo negativo Oy . y x P1(2, –2) P3(–1, –2) P2(0, – 4) PROPRIEDADES DOS PONTOS DO PLANO CARTESIANO P1) Se um ponto tem abscissa positiva, ele pertence ao 1º ou ao 4º quadrante do plano cartesiano ou ao semieixo positivo Ox . P5) Se um ponto tem abscissa nula, ele pertence ao eixo y. y P1(0, 3) P2(0, 2) x y P3(0, –2) P1(1, 3) x P2(3, 0) P6) Se um ponto tem ordenada nula, ele pertence ao eixo x. y P3(2, 2) x P1(–2, 0) P1(4, 0) 346 CURSO DE MATEMÁTICA P7) Se vários pontos têm a mesma abscissa a, eles pertencem à reta paralela ao eixo y, traçada pela abscissa a. y HAMILTON E ALEX P12) Dois pontos simétricos em relação ao eixo Y têm a mesma ordenada e abscissas opostas. y A’( 1, 2) A(– 1, 2) P1(a, 3) P2(a, 1) B’( 2, –1) B(– 2, –1) P3(a, –2) P8) Se vários pontos têm a mesma ordenada a, ele pertence à reta paralela ao eixo x, traçada pela ordenada y a. P1(–2, a) x x a P13) Dois pontos simétricos em relação à origem têm abscissas opostas e ordenadas opostas. y P3(3, a) P2(1, a) A(3, 1) a x x A’(–3, –1) P9) Se um ponto tem coordenadas iguais, ele pertence à reta bissetriz dos quadrantes ímpares. y P1(2, 2) PONTOS ESPECIAIS DO PLANO CARTESIANO P2(1, 1) x PONTO PERTENCENTE AO EIXO “X” P3(–3, –3) Se um ponto do plano cartesiano pertencer ao eixo x, este ponto sempre será representado por P(x, 0). P10) Se um ponto tem coordenadas opostas, ele pertence à reta bissetriz dos quadrantes pares. y y P1(–2, 2) x P(x, 0) P2(–1, 1) P(x, 0) x P3(3, –3) P11) Dois pontos simétricos em relação ao eixo x têm a mesma abscissa e ordenadas opostas. PONTO PERTENCENTE AO EIXO “Y” Se um ponto do plano cartesiano pertencer ao eixo y, este ponto sempre será representado por P(0, y). y A(–1, 2) y B(2, 1) P(0, y) x x B’(2, –1) P(0, y) A’(–1, –2) 347 CURSO DE MATEMÁTICA PONTO PERTENCENTE À RETA BISSETRIZ DOS QUADRANTES ÍMPARES HAMILTON E ALEX RETAS VERTICAIS y x = a ou x – a = 0 Se um ponto do plano cartesiano pertencer à reta bissetriz dos quadrantes ímpares, este ponto sempre será representado por P(a, a). x a y P(a, a) x RETA BISSETRIZ DOS QUADRANTES ÍMPARES P(a, a) y Y = x ou y – x = 0 PONTO PERTENCENTE À RETA BISSETRIZ DOS QUADRANTES PARES x Se um ponto do plano cartesiano pertencer à reta bissetriz dos quadrantes pares, este ponto sempre será representado por P(a, – a). y RETA BISSETRIZ DOS QUADRANTES PARES P(a, – a) y x Y = – x ou y + x = 0 P(a, – a) PONTO PERTENCENTE A UMA RETA QUALQUER Se um ponto do plano cartesiano pertencer a reta do tipo y = mx + n, este ponto sempre será representado por P(x, mx + n). y x RETA MEDIATRIZ DE UM SEGMENTO AB y = mx + n É a reta que passa pelo ponto médio do segmento AB e é perpendicular a esse segmento. P(x, mx + n) x B A RETAS ESPECIAIS DO PLANO CARTESIANO RETAS HORIZONTAIS A reta mediatriz também pode ser definida como o lugar geométrico do plano cartesiano dos infinitos pontos eqüidistantes de dois pontos dados. y a Reta mediatriz do segmento AB Y = a ou Y – a = 0 B x A 348 CURSO DE MATEMÁTICA DISTÂNCIA ENTRE DOIS PONTOS HAMILTON E ALEX 2) Um ponto P(a, 2) é equidistante dos pontos A(3, 1) e B(2, 4). Calcular a abscissa do ponto P. Teorema de Pitágoras: Em um triângulo retângulo, o quadrado da medida da hipotenusa a é igual à soma dos quadrados das medidas dos catetos b e c, isto é, a b a2 = b2 + c2 c Dados os pontos A=(xA, yA) e B=(xB, yB) obtemos a distância entre A e B, traçando as projeções destes pontos sobre os eixos coordenados, obtendo um triângulo retângulo e usando o Teorema de Pitágoras. Y B YB DAB DAB ( YB – YA ) YA ( YB – YA ) COORDENADAS DO PONTO MÉDIO DE UM SEGMENTO DE RETA Se A(xA, yA) e B(xB, yB) são extremos de um segmento de reta, as coordenadas do ponto médio M(xM, yM) desse segmento é obtida com a média aritmética das coordenadas dos pontos A e B. A ( XB – XA ) XB XA Demonstração X B ( XB – XA ) M 2. xM = xA + xB A 2 xM + xM = xA + xB 2 ( DAB ) = ( XB – XA ) + ( YB – YA ) 2 xA DAB = X B X A 2 YB YA 2 DAB = X 2 Y 2 Importante: É fácil verificar que a fórmula para o cálculo da distância entre dois pontos A e B continua válida quando AB for paralelo a um dos eixos cartesianos, ou mesmo quando A e B coincidem, caso em que DAB = 0. EXEMPLOS 1) Prove que o triângulo com vértices A(– 2, 4), B(–5,1) e C(–6,5) é isósceles. xM xB (xM – xA)=(xB – xM) xM = x A xB 2 O “yM” é obtido de forma análoga. Logo as coordenadas do ponto médio M(xM, yM) é obtida com a fórmula: y A yB x A xB , 2 2 M = EXEMPLOS 1) Os pontos A(1, 3), B( 6, 3) e C(7, 1) são os vértices de um triângulo ABC. Encontre a medida da mediana relativa ao lado AC desse triângulo. 349 CURSO DE MATEMÁTICA 2) Determinar o simétrico do ponto A(3,5) em relação ao ponto Q(9,6). HAMILTON E ALEX ÁREAS DE POLÍGONOS Consideremos um polígono convexo A1, A2, A3, A4, ..., An, com vértices A1( x1, y1 ), A2( x2, y2 ), ... , An( xn, yn ) lidos no sentido anti-horário. y A5 A4 A6 A3 A7 COORDENADAS DO BARICENTRO DE UM TRIÂNGULO Em um triângulo qualquer, define-se baricentro como o ponto de encontro das medianas. No plano cartesiano, o par ordenado G(xG, yG) correspondente ao baricentro de um triângulo de vértices A(xA, yA), B(xB, yB) e C(xC, yC) possui coordenadas dadas por: xG x A xB x c 3 e yG y A yB y c 3 A2 An A1 Para calcularmos a área da região limitada pelo polígono, podemos dividi-lo em (n – 2) triângulos, conforme a figura. y A5 A4 A6 A3 An – 1 A2 An Como o ponto G(xG, yG) é o baricentro, temos que: x A x B x C y A yB y C , 3 3 G= x A1 x Assim a área S do polígono será: S = SA1,A2,A3 + SA1,A3,A4 + SA1,A4,A5 + ... + SA1,An-1,An y yB yG yC yA Desenvolvendo SA1,A2,A3, SA1,A3,A4, SA1,A4,A5e assim até SA1,An-1,An, teremos que a área S será a metade do B módulo do determinante formado pelos vértices do polígono. G C A xA S xB xG xC x EXEMPLO 1) Se G é o baricentro de um triângulo cujos vértices são os pontos A(– 2, 1 ), B( 6, 2 ) e C( 2, 6 ), encontre a medida do segmento AG . DET 2 Se o determinante for igual a zero é por que os pontos que seriam os vértices do polígono, estão alinhados. EXEMPLO 1) Achar a área do quadrilátero de vértices T( 0, 5 ), Q(3, 8), R(2, O) e P(4, 3). 350 CURSO DE MATEMÁTICA 2) Encontre as coordenadas dos pontos pertencentes à reta y = 2x + 2 e que determinam com os pontos A(2, 1) e B(3, 2) um triângulo de área 5. HAMILTON E ALEX Exercícios 1) ( Cesgranrio ) A distância entre os pontos M(4, – 5) e N(–1, 7) do plano xoy vale: a) b) c) d) e) CONDIÇÃO PARA QUE FIQUEM ALINHADOS TRÊS PONTOS Observe o triângulo ABC e sua área. B A C Quando os vértices A, B e C tendem a ficarem alinhados, a área do triângulo tende a zero. B A A A B B C C C Como a área tende a zero, conseqüentemente o determinante também tenderá a zero. DET = 0 Logo, a condição para que pontos fiquem alinhados é que o determinante formado por esses pontos seja igual a zero. Observe que, para três pontos determinar um triângulo, esses pontos não podem ficar alinhados, logo DET ≠ 0. EXEMPLO 1) O gráfico abaixo é de uma reta que relaciona o nível de água em um reservatório em função do tempo. No instante 5 horas, qual o nível da água no reservatório ? Nível ( Metros ) 3 4 14 13 12 9 8 2) ( UFF – RJ ) Os valores que r deve assumir para que o ponto P(r, 2) diste 5 unidades do ponto K(0, –2) são: a) r = 2 e r = – 2 b) r = 3 e r = – 3 c) r = 1 e r = – 1 d) r = 4 e r = – 4 e) r = 5 e r = – 5 3) ( UFPR ) Suponha que duas partículas P e Q se movem no plano cartesiano, de modo que em cada instante t a partícula P está no ponto (2t, 3 – t) e a partícula Q está no ponto (4t, 3t – 2). Com base nessas informações, avalie as seguintes afirmativas: I. As partículas colidem uma com a outra no instante t = 5/4 II. Ambas as partículas passam pelo ponto (4, 1) III. No instante t = 1, a distância entre as partículas é 5 Determine a alternativa correta A) somente as afirmativas II e III são verdadeiras B) somente a afirmativa II é verdadeira C) somente a afirmativa III é verdadeira D) somente a afirmativa I e II são verdadeiras E) as três afirmativas são verdadeiras 4) ( U.C. Salvador ) Os vértices de um triângulo são dados pelos pontos no plano cartesiano: A(–3, 4), B(3, 12) e C(18, 4). O menor lado desse triângulo mede: a) 7 b) 9 c) 10 d) 13 5) ( Fuvest – SP ) O ponto do eixo das abscissas, eqüidistante aos pontos P(–2, 2) e Q(2, 6) é: a) (2, 0) b) (5, 0) c) (3, 0) d) (0, 2) e) (4, 0) Tempo ( Horas ) 351 CURSO DE MATEMÁTICA 6) Um grande vale é cortado por duas estradas retilíneas E1 e E2, que se cruzam perpendicularmente, dividindo-o em quatro quadrantes. Duas árvores que estão num mesmo quadrante têm a seguinte localização: a primeira dista 300 metros da estrada E1 e 100 metros da estrada E2, enquanto a segunda se encontra a 600 metros de E1 e a 500 metros de E2. A distância entre as duas árvores é: A) 200 metros B) 300 metros C) 400 metros D) 500 metros E) 600 metros 7) ( UFES ) As coordenadas do ponto médio de um segmento AB são (–1, 2). Sabendo-se que as coordenadas do ponto A são (2, 5), então as coordenadas de B são: a) (4, 1) b) (4, – 1) c) (– 4, 1) d) (– 1, – 4) e) n.d.a 8) (UFMG) Considere A(2, 1) e B(4, 0) dois pontos no plano coordenado. As coordenadas do ponto C, simétrico do ponto A em relação ao ponto B, são: a) (6, –1) b) (3, 1) c) (2, –1) d) (3, 1/2) e) (1, 0) 9) (Cesgranrio – RJ) Os pontos M, N, P e Q do R2 são vértices de um paralelogramo situado no primeiro quadrante. Se M(3, 5), N(1, 2) e P(5, 1) então o vértice Q é: a) (7, 4) b) (6, 5) c) (9, 8) d) (8, 6) e) (6, 3) 10) ( Unimontes – PAES ) Considere o triângulo com vértices nos pontos A(–1, 1), B(3, 2) e C(0, 5). Se M e N são os pontos médios dos lados AC e BC, respectivamente, então a medida do segmento MN é igual a: 15 17 a) b) 2 2 3 5 c) d) 2 2 11) ( PUC – SP ) O triângulo B(6, –2) e C(–11, –3) é: de vértices HAMILTON E ALEX a) b) c) d) e) eqüilátero isósceles acutângulo obtusângulo retângulo 12) ( UFMT ) Os vértices de um triângulo são os pontos A( 1, 4 ) , B( 4, 9 ) e C( 10, 15 ) . O comprimento da mediana AM relativa ao lado BC é : a) 17 b) 13 c) 10 d) 9 e) 8 13) ( MACK – SP ) No triângulo ABC, A(1, 1) é um dos vértices, N(5, 4) é o ponto médio de BC e M(4, 2) é o ponto médio de AB. Calcule as coordenadas dos vértices B e C e o baricentro do triângulo. 14) ( Mack – SP ) Sabendo que os pontos A(6, 0), B(0,6) e C(0, 0) são vértices do triângulo ABC, que M é ponto médio do lado BC e que G é o baricentro do triângulo, a área do triângulo GMB vale: a) 6 b) 3 c) 3/2 d) 18 e) 12 15) ( FMU – SP ) Dados os pontos A(–1, 1), B(1, –1), C(2, 1) e D(1, 2), a área do quadrilátero ABCD é igual a: a) 12 b) 10 c) 8 d) 9/2 e) 4 16) ( Unimontes – 2006 ) A área do pentágono, cujos vértices são A( 0, 0 ), B( 3, 0 ), C( 5, 2 ), D( 5, 5 ) e E( 0, 3 ), é igual a : a) 18 b) 36 c) 17 d) 35 A(4, 3), 352 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 25 e seus 2 vértices são ( 0, 1 ), ( 2, 4 ) e ( – 7, k ). Um possível valor de k é : a) 3 b) 2,5 c) 2 d) 4 e) 5 P, onde deve ocorrer a reflexão de um raio de luz que vai do ponto A ao ponto B. 18) ( MACK – SP ) Dados os pontos A(2, 3), B(3, 4), C(4, 6), D(2, 4), E(3, 8) e F(k, 1), se os triângulos ABC e DEF têm mesma área, então um dos valores de k é : a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 23) ( PAES 2003 / Unimontes ) No jogo de bilhar, é comum um jogador usar a tabela para atingir uma bola. Nessas ocasiões, seu parceiro pode auxiliá-lo, indicando o simétrico da bola que será atingida em relação à tabela. Para isso, o parceiro mede a distância dessa bola até a tabela e a repete da tabela para fora da mesa, conforme figura abaixo. 17) ( Mack – SP ) A área de um triângulo é 19) ( PAES 2005 / Unimontes ) O gráfico abaixo nos fornece o valor a ser pago pelo consumo de água, em certa residência. Conforme o gráfico, para o consumo de 28 m3, o valor a ser pago é de a) R$ 36,80 Preço em R$ b) R$ 28,80 24 c) R$ 12,80 16 d) R$ 44,80 y A B x P O jogador mira, então, o ponto indicado pelo parceiro e, por tabela, acerta a bola que deseja. 8 3 Consumo em m 10 20 30 20) (Fatec – SP) Os pontos A(1, 4), B e C(5, –2) estão numa mesma reta. Determine o ponto B, sabendo que o mesmo é do eixo x. 21) ( FGV – SP ) Uma reta passa pelos pontos ( 3, 5 ) e ( 4, 8 ). Portanto, o valor da ordenada de um ponto dessa reta cuja abscissa vale 10 é: a) 17 b) –19 c) 19 d) – 26 e) 26 22) ( Unimontes – 2004 ) Considere, no plano cartesiano, os pontos A(1, 4), B(6, 2) e P(x, y) como indicado na figura abaixo. Determine as coordenadas do ponto Agora, suponha que, colocando sobre a mesa um sistema cartesiano, conforme a figura acima, e que nesse sistema as coordenadas da bola lançada sejam (10,40) e as da bola que se pretende atingir sejam (100,20), as coordenadas do ponto onde a bola lançada deve bater na tabela para depois acertar a bola que se quer atingir são A) (60,0). B) (70,0). C) (90,0). D) (80,0). 24) ( Unimontes – PAES / 2008 ) Um raio luminoso parte do ponto A(3, 10) e reflete-se no ponto B(7, 0), conforme a figura abaixo. A equação da reta suporte do raio refletido é y A) 2x – 5y – 35 = 0. A B) 5x – 2y + 35 = 0. 10 C) 5x – 2y – 35 = 0. D) 5x + 2y + 35 = 0. 3 B x 353 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 25) ( Cesgranrio ) Uma barra de ferro com temperatura inicial de –10°C foi aquecida até 30°C. O gráfico anterior representa a variação da temperatura da barra em função do tempo gasto nessa experiência. Calcule em quanto tempo, após o início da experiência, a temperatura da barra atingiu 0°C. a) 1 min Temperatura (ºC ) b) 1 min 5 seg 30 c) 1 min e 10 seg d) 1 min e 15 seg e) 1 min e 20 seg Tempo (Min.) 5 8 5 5 8 8 5 b) c) d) 4) ( Mack – SP ) A figura mostra os gráficos de y = x2 e 2 y = – x + P. A distância do ponto A até o ponto B é: y a) 2 5 –10 A b) 4 5 26) (Unimontes – PAES 2009 ) Na figura abaixo, MNOP é um quadrado de lado 4 e OQRS é um quadrado de lado 3. A abscissa do ponto T onde a reta intercepta o eixo das abscissas é: y a) – 24/7 b) – 12 M P R c) – 24 Q d) – 32/7 S O N c) 6 2 d) 3 6 MR B x 0 e) 5 2 GABARITO x 1) B 2) B 3) A 4) C 7) E 8) A 9) A 10) B EXERCÍCIOS EXTRAS 1) ( FEEQ – CE ) A distância entre os pontos A(cos a, sen a) e B(sen a, – cos a) é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 2 2) ( ITA – SP ) Três pontos de coordenadas, respectivamente (0, 0), (b, 2b) e (5b, 0), com b > 0, são vértices de um retângulo. As coordenadas do quarto vértice são dadas por a) ( – b, – b ) b) ( 2b, – b ) c) ( 4b, – 2b ) d) ( 3b, – 2b ) e) ( 2b, – 2b ) 13) B(7, 3); C(3, 5); G( 16) A 17) A 22) P( 25) D 26) C 13 , 0) 3 6) D 11) E 11 , 3) 3 18) B 21) E 5) E 19) A 23) B 14) B 12) C 15) D 20) B(11/3, 0) 24)C Extras 1) B 2) C 3) B 4) A 3) ( UFMG ) Sejam A e B dois pontos da reta de equação y = 2x + 2, que distam duas unidades da origem. Nesse caso, a soma das abscissas de A e B é: a) 5 8 354 CURSO DE MATEMÁTICA EQUAÇÃO DA RETA DETERMINAÇÃO DE UMA RETA Uma reta r fica determinada quando ela é única, ou seja, quando as características apresentadas por essa reta são suficientes para que se possa afirmar com exatidão qual é a reta em questão. Existem, basicamente, duas formas de se determinar uma reta: HAMILTON E ALEX determinante formado por esses pontos será igual a zero. ( DET = 0 ) EXEMPLO 1) Encontre a equação da reta cartesiano abaixo. y r indicada no plano r 3 2 1ª forma: Dois pontos distintos determinam uma reta. Se conhecermos dois pontos distintos de uma reta, em um plano cartesiano, essa reta será única e, logo poderá ser identificada por sua equação. y r A x 3 1 2) Encontre a área do triângulo ABO determinado pelos eixos coordenados e pela reta r de equação y = – 2x + 6, indicado na figura abaixo. B y x B 2ª forma: Um ponto conhecido dessa reta e a inclinação da mesma. Se temos, no plano cartesiano, um ponto P de uma reta e sabemos, de uma forma qualquer a inclinação dessa reta, podemos encontrar a equação dessa reta. Encontre, no plano cartesiano, a reta r que passa pelo ponto P e é paralela à reta t que contém os pontos distintos A e B, conforme a figura abaixo. y t A x O r INCLINAÇÃO DE UMA RETA Chamamos de inclinação de uma reta r com o eixo horizontal a medida de um ângulo específico medido a partir do referido eixo, no sentido anti-horário. A Observe abaixo alguns ângulos formados com o eixo Ox. B P y y y x Fig. 1 Fig. 2 Observe que a reta r acima está determinada, pois ela é única. EQUAÇÃO DE UMA RETA QUANDO SE TÊM DOIS PONTOS CONHECIDOS B r x x O y Observe na figura abaixo que os pontos distintos A e B determinam a reta r, e que essa reta é um conjunto de infinitos pontos P(x, y) alinhados. A O P Fig. 3 Fig. 4 y y Fig. 5 Fig. 6 O x O x O x O x (x, y) (xB, yB) (xA, yA) Se pegarmos os pontos A(xA, yA), B(xB, yB) e um ponto P(x, y) qualquer dessa reta é fácil observar que esses pontos estão alinhados e que, conseqüentemente, o Observe que nas figuras acima, apenas nos gráficos 3 e 6, a abertura angular realmente corresponde à inclinação da reta. 355 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX INCLINAÇÃO DA RETA das ordenadas de A e B pela variação das abscissas de A e B . Seja r uma reta do plano cartesiano ortogonal concorrente com o eixo Ox no ponto P(xp, 0) e que passa pelo ponto Q(xQ, yQ), com yQ> 0. Seja M(xM, 0), com xM> xp. Y r B YB Chama-se inclinação da reta r à medida , com 0º ≤ < 180º do ângulo MPˆ Q orientado à partir do PM no sentido anti-horário, como nos gráficos abaixo. ( XB – XA ) A YA XA Q Q P O M x O m = tg Quando conhecemos a inclinação da reta m = tg m= m 1) Encontre a medida da inclinação, em graus, de cada reta abaixo. y ou c) 120º O 45º x O x 120º y O x C.O C.A yB y A xB x A y b) a) x x M P EXEMPLO y XB ( XB – XA ) y y ( YB – YA ) ( YB – YA ) m Quando conhecidos dois pontos da reta y x Atenção com o sentido das diferenças de x e y, que devem ser o mesmo. y d) EXEMPLOS e) 1) Encontre o valor do coeficiente angular, de cada reta abaixo. O x O x y a) COEFICIENTE ANGULAR DE UMA RETA Dados os pontos A(xA,yA) e B(xB,yB), com xA ≠ xB, o coeficiente angular m da reta que passa por estes pontos m = tg Analisando os pontos A(xA, yA) e B(xB, yB) de uma reta r no plano cartesiano, pode-se verificar que o coeficiente angular da reta r será a razão da variação y c) 120º x O é o número real tal que m tg , onde é a inclinação da reta. Quando conhecido o ângulo da inclinação da reta y b) d) O O 45º y e) x O x O x 120º y x 356 CURSO DE MATEMÁTICA 2) Encontre o valor do coeficiente angular, das retas abaixo. y a) (1, 2) (4, 3) x 3 PONTOS ONDE CURVAS SE INTERCEPTAM y b) (3, 4) O HAMILTON E ALEX x O Se duas curvas C1 e C2têm um ou mais pontos comuns, isto é, se interceptam em um ou mais pontos, esses pontos são obtidos encontrando-se os pontos onde essas curvas são iguais, montando-se o sistema entre as equações das curvas C1 e C2. EXEMPLOS DE INTERSECÇÃO DE CURVAS EQUAÇÃO DE UMA RETA QUANDO SE TÊM UM PONTO E O COEFICIENTE ÂNGULAR s Para se encontrar o ponto P(xP, yP), onde Se uma reta passa por um ponto P(x0, y0) e possui um coeficiente angular m, a equação dessa reta será obtida através da fórmula do próprio coeficiente angular. m y y0 y m x x x0 P r r B Logo a equação fundamental da reta será as retas r e s se interceptam, equação de r monta-se o sistema equação de s A Para se encontrar os pontos A(xA, yA) e B(xB, yB), onde a reta r e a parábola se interceptam, monta-se o sistema equação de r equação de ( y – y0 ) = m.( x – x0 ) Para se encontrar o ponto A(xA, yA), onde a reta r e a parábola se interceptam, r equação de r monta-se o sistema equação de EXEMPLOS 1) Encontre a equação da reta que passa pelo ponto P( 2 2, – 3 ) e cujo coeficiente angular é m = . 5 A B A 2) Encontre a equação da reta cartesiano abaixo. r indicada no plano Para se encontrar os pontos A(xA, yA) e B(xB, yB), onde a reta r e a circunferência r se interceptam, monta-se o sistema equação de r equação de y r (4, 3) A 135º O x Para se encontrar o ponto A(xA, yA), onde a circunferência se interceptam, monta-se o sistema equação de r equação de r reta r e a 357 CURSO DE MATEMÁTICA EXEMPLO 1) Encontre as coordenadas dos pontos A e B onde a 2 reta ( r ) y – 2x + 6 = 0 e a parábola ( ) y = x – 5x + 4 se interceptam. HAMILTON E ALEX b) Equação Reduzida da Reta Vimos que uma equação da reta r que passa pelo ponto P(x0, y0) e tem coeficiente angular igual a m é y – y0= m(x –xo). Isolando a variável y nessa equação, obtemos: y = mx + y0 – m.x0 Fazendo y0 – m.x0= q, podemos escrever: y = mx + q FORMAS DA EQUAÇÃO DA RETA Introdução No plano cartesiano, a reta que passa pelo ponto P(x0,y0) e tem coeficiente angular m pode ser representada pela equação fundamental y–y0= m(x– x0); e a reta vertical que passa pelo ponto P(x0,y0)pode ser representada pela equação x = x0. Embora essas equações sejam suficientes para a representação de qualquer reta do plano, é útil conhecer outras formas de apresentação dessas equações.Veremos que cada uma dessas formas tem uma utilidade específica; por exemplo, a equação geral da reta pode representar qualquer reta do plano: oblíqua, horizontal ou vertical - e, por isso, é chamada de geral; a equação reduzida apresenta explicitamente o coeficiente angular e o coeficiente linear da reta; a equação segmentária apresenta explicitamente as coordenadas dos pontos de intersecção da reta com os eixos coordenados; e as equações paramétricas da reta permitem o estudo da variação de cada variável em função de um parâmetro. Essa equação é chamada de equação reduzida da reta r. Note, que nesse formato, o coeficiente de x na equação é exatamente o coeficiente angular m da reta. O termo independente de x, o termo q, é o coeficiente linear da reta. O coeficiente angular é uma constante responsável pela inclinação da reta, é ele quem determina se uma reta é crescente ou decrescente. O coeficiente linear é uma constante que indica o ponto onde a reta intercepta o eixo das ordenadas ( eixo y). Coeficiente Angular Toda reta do plano cartesiano é gráfico de uma equação da forma ax +by + c = 0 , em que x e y são variáveis e a, b e c são números reais com a e b não simultaneamente nulos. Essa equação é chamada de equação geral da reta. EXEMPLOS 1) Escreva as equações das retas abaixo na forma geral. a) 2x – 3y = 4 b) y = 3x – 4 c) Coeficiente Linear Interpretação Geométrica y a) Equação Geral da Reta Equação da reta na forma reduzida y = mx + q y r r y = mx + q q q y = mx + q x Figura 1 x Figura 2 Observe que na figura 1, a reta r é crescente porque o coeficiente angular da reta é positivo(m > 0) e na figura 2, a reta r é decrescente porque o coeficiente angular é negativo( m < 0 ) Observe nas figuras 1 e 2, que o valor q representa o ponto P( 0, q ) onde a reta intercepta o eixo y. 2x y 4 3 2 358 CURSO DE MATEMÁTICA EXEMPLOS d) 1) Escreva as equações das retas abaixo na forma reduzida e identifique o coeficiente angular e o coeficiente linear de cada uma delas. a) 2x – 3y = 6 b) HAMILTON E ALEX x y 1 2 5 2) Encontre a equação segmentária da reta r em cada gráfico abaixo y a) 2x y 2 3 2 y b) r r 3 1 2) Escreva a equação da reta ( r ) x – 2y = 6 na forma reduzida e faça a representação geométrica da mesma. c) Equação Segmentária da Reta x 2 –2 x 3) Passe a equação da reta (r) 2x – y – 4 = 0 para a forma segmentária e encontre as coordenadas dos pontos onde essa reta intercepta os eixos coordenados. Consideremos a reta r que intercepta os eixos coordenados nos pontos p( p, 0 ) e q( 0, q ) conforme a figura abaixo. y r q x y 1 p q (0, q) (p, 0) p x x y Observe que, na equação da reta na forma 1 , os p q números p e q são, respectivamente, os valores onde a reta r intercepta os eixos x e y. EXEMPLOS 1) Faça um esboço do gráfico de cada reta abaixo e encontre as coordenadas dos pontos onde a reta intercepta os eixos coordenados. x y a) 1 2 4 d) Equação Paramétrica da Reta São equações equivalentes à equação geral da reta, da forma x = f( t ) e y = f( t ), que relacionam as coordenadas x e y dos pontos da reta com um parâmetro t. x t1 Assim, por exemplo, , com t R, são y t 3 equações paramétricas de uma reta r. Para obter a equação geral dessa reta a partir das paramétricas, basta eliminar o parâmetro t das duas equações: Isolando t na primeira equação, temos: t = x – 1 Substituindo esse valor em y = – t + 3, temos: b) x y 1 2 3 y = –( x – 1 )+ 3 y=–x+1+3 c) x y 1 3 2 x+y–4=0 ( equação geral de r) 359 CURSO DE MATEMÁTICA EXEMPLOS HAMILTON E ALEX Retas Paralelas Iguais ( Coincidentes ) 1) Encontre o coeficiente angular e o coeficiente linear x t2 da reta r cuja equação paramétrica é . y 2 t 1 Se duas retas r e s, do plano cartesiano, possuem mesma inclinação ( mesmo coeficiente angular ) e mesmo coeficiente linear, elas são paralelas iguais ou coincidentes. y mr = ms ( Os coeficientes angulares são iguais ) r=s q1 = q2 2) Encontre uma equação paramétrica da reta r cuja equação é 2x – y + 1 = 0 x q1 = q2 ( Os coeficientes lineares são iguais, pois são retas coincidentes ) Na forma reduzida, as retas paralelas iguais, possuem a mesma equação. Ex.: As retas ( r ) y = 3x – 2 e ( s ) y = 3x – 2 são retas coincidentes. POSIÇÕES RELATIVAS ENTRE DUAS RETAS Retas Paralelas Distintas Se duas retas distintas r e s, do plano cartesiano, possuem mesma inclinação ( mesmo coeficiente angular ) elas são paralelas distintas. y q1 r s q2 x Na forma geral, as retas paralelas iguais, são caracterizadas por possuírem os coeficientes de x, os coeficientes de y e os termos independentes iguais ou múltiplos entre si. Ex.: As retas ( r ) x – 3y + 2 = 0 e ( s ) 2x – 6y + 4 = 0 são coincidentes pois suas equações são múltiplas. mr = ms ( Os coeficientes angulares são iguais ) Retas Concorrentes q1 ≠ q2 ( Os coeficientes lineares são diferentes, pois são retas distintas ) Se duas retas distintas r e s, do plano cartesiano, possuem inclinações diferentes, elas se interceptam em um único ponto desse plano e são chamadas de retas concorrentes. Como as inclinações das retas concorrentes são diferentes, seus coeficientes angulares também são diferentes. Na forma reduzida, as retas paralelas distintas, são caracterizadas por possuírem o mesmo coeficiente angular e por terem os coeficientes lineares diferentes. Ex.: As retas y = 2x – 3 e y = 2x – 1 são paralelas distintas pois possuem o mesmo coeficiente angular e os coeficientes lineares são diferentes. As retas r e s abaixo são paralelas distintas: y r s x mr ≠ ms ( Os coeficientes angulares são diferentes ) “Se duas retas r e s possuem coeficientes angulares diferentes elas são concorrentes” diferentes y = mx + q e y = mx + n Ex.: As retas ( r ) y = 5x – 2 e ( s ) y = 3x + 1 são retas concorrentes. iguais 360 CURSO DE MATEMÁTICA Retas Concorrentes Perpendiculares Se duas retas distintas r e s,do plano cartesiano, são concorrentes e o ângulo formado por elas for igual a 90º, elas são retas concorrentes perpendiculares. Os coeficientes angulares de duas retas perpendiculares são diferentes, mas o produto desses coeficientes é igual a “ – 1 ”. y mr ≠ ms ( Os coeficientes angulares são diferentes ) r s HAMILTON E ALEX EXERCÍCIOS 1) ( MACK – SP ) A equação da reta que passa pelos pontos A( 3, 1 ) e B( – 2, 0 ) é: a) – 5y + x – 2 = 0 b) 5y – x – 2 = 0 c) – x – 5y + 2 = 0 d) – 5y – x – 2 = 0 2) (UCS – RS) A figura contém a representação gráfica y da reta: a) 2x – 3y + 6 = 0 4 b) 2x + 3y – 6 = 0 mr . ms = – 1 x Quando duas retas distintas r e s são concorrentes perpendiculares pode-se dizer que o coeficiente angular de uma é igual ao oposto do inverso do coeficiente angular da outra. mr . ms = – 1 mr = 1 ms EXEMPLO 1) Sejam as retas ( r ) y = 2x – 3, ( s ) 2x – 3y = 6 e ( t ) 3x + 2y – 4 = 0. Qual a posição relativa entre essas retas ? 2) Encontre a equação da reta que passa pelo ponto P( – 1, 3 ) e é perpendicular à reta ( r ) 2x – 5y + 2 = 0. c) 3x – 2y + 6 = 0 2 3 d) 2x – 3y – 2 = 0 x 3) ( MACK – SP ) A equação da reta r é dada por: a) y – 2x – 2 = 0 y r b) y – x – 2 = 0 c) y + 2x + 2 = 0 x d) y – 2x – 2 = 0 –1 e) y – 2x + 2 = 0 –2 4) ( PUC – SP ) Na figura a seguir tem-se representada, em um sistema de eixos cartesianos ortogonais, a rota de uma aeronave, de uma cidade M a uma cidade N, passando sobre as pequenas cidades A e B. Se os quatro pontos pertencem à reta de equação 4x – 3y + 1200 = 0, a distância entre as cidades A e B, em quilômetros, é de aproximadamente: A) 50 B) 500 C) 800 D) 5000 E) 8000 5) (UFES) O valor de K para que a equação Kx – y – 3K + 6 = 0 represente a reta que passa pelo ponto P(5, 0) é: a) 3 b) – 9 c) 9 d) –3 e) – 6 6) (PUC – SP) A equação geral da reta pelo ponto P( –3, 2 ) e coeficiente angular m é: a) mx + y + 3m = 0 b) mx – y + 2 + 3m = 0 361 CURSO DE MATEMÁTICA c) x + my + 2 = 0 d) x – my + 3m = 0 7) ( UFRN ) O comandante de um barco resolveu acompanhar a procissão fluvial do Círio – 2002, fazendo o percurso em linha reta. Para tanto, fez uso do sistema de eixos cartesianos para melhor orientação. O barco seguiu a direção que forma 45º com o sentido positivo do eixo x, passando pelo ponto de coordenadas (3, 5). Este trajeto ficou bem definido através da equação: A) y = 2x – 1 B) y = – 3x + 14 C) y = x + 2 D) y = – x + 8 E) y = 3x – 4 8) ( UnB ) O Coeficiente angular da reta é: a) b) c) d) e) 3y 5 2 5x 5 3/5 1 3 5 10/3 9) ( UnB ) A reta que passa pelos pontos ( 1, 3 ) e ( 5, –1 ) intercepta o eixo y no ponto: a) (0, 1) b) (0, 2) c) (0, 3) d) (0, 4) e) (0, 5) 10) ( UFRN ) Em termologia existem várias escalas termométricas, isto é, escalas nas quais se pode indicar a temperatura de um corpo ou ambiente. Às vezes é necessário converter as unidades indicadas nessas várias escalas. Sendo C os valores das temperaturas dadas em graus Celsius e F os valores das temperaturas dadas em graus Fahrenheit. Sabendo que o ponto de fusão da água é 0ºC ou 32ºF sendo representado pelo ponto A(0, 32) e o ponto de ebulição é 100ºC ou 212ºF sendo representado pelo ponto B(100, 212), encontre a equação de conversão de unidades Fahrenheit e Celsius de temperatura, ou seja, a equação da reta que passa pelos pontos A e B. A) 9C – 5F + 160 = 0 B) 5C – 9F + 160 = 0 C) 9C – 9F – 160 = 0 D) 5C – 9F – 160 = 0 E) 5C + 9F – 160 = 0 HAMILTON E ALEX 11) ( Unimontes – PAES ) Duas formigas, F1e F2, deslocam-se, no plano cartesiano, sobre as curvas de equações y = 3x – 2 e y = x2 – 2x + 4, respectivamente. Sabendo-se que essas formigas se encontram em dois pontos dessas curvas, é correto afirmar que esses pontos são a) ( 2, 4 ) e ( 3, 4 ) b) ( 4, 2 ) e ( 3, 7 ) c) ( 2, 4 ) e ( 3, 7 ) d) ( 4, 2 ) e ( 7, 3 ) 12) (UFRGS) As retas r e s da figura interceptam-se no ponto de ordenada: y r a) 3/2 s 3 b) 5/3 c) 7/4 1 d) 9/5 1 – 2 e) 11/6 x 13) ( UFBA ) Na figura, a distância de P ao eixo das y ordenadas é: a) 1,5 6 b) 2,5 P c) 3,5 d) 4 x e) 5 1 6 –1 14) ( FMJ – SP ) Na figura, as retas r e s interceptamse no ponto A, sendo os pontos B e C as interseções da reta t com os semi-eixos OY e OX, respectivamente. Encontre o valor da área do r y triângulo ABC. s A a) 1 b) 1,5 c) 2 B 1 d) 2,5 C e) 3 x –2 1 –2 t 15) ( Esam – RN ) A equação da reta que tem coeficientes angular e linear, respectivamente, 2 iguais a e –1 é: 3 a) x + 3y – 5 = 0 b) 2x – 3y – 3 = 0 c) 2x – 3y + 3 = 0 2 d) y = – x + 3 2 e) y = x 3 362 CURSO DE MATEMÁTICA 16) ( ESPM ) Até o ano de 2000, a inflação num certo país manteve-se em 4% ao ano, aproximadamente. A partir daí sofreu aumentos sucessivos de 2% ao ano, até 2002, declinando novamente em 2003, conforme mostra o gráfico abaixo. Segundo previsões otimistas de que esse declínio se manterá constante pelos próximos anos, pode-se esperar que a inflação volte ao patamar de 4% no ano de: A) 2008 B) 2009 C) 2011 D) 2012 E) 2010 HAMILTON E ALEX a equação da reta que passa por perpendicular a AB. a) 2x + y – 3 = 0 b) 2x – y – 3 = 0 c) 2x – y – 7 = 0 d) x + 2y – 3 = 0 e) x – 2y – 3 = 0 C e é 22) ( MACK – SP ) A reta r, determinada por A(2, –5) e B(3, k), tem coeficiente angular 2k. A equação da reta s paralela a r e que passa pela origem é: a) 10x + y = 0 b) x – 10y = 0 c)10x – y – 25 = 0 d) y = 10x e) y = x 17) ( UCB ) São dadas as retas r: 2x – 4y – 5 = 0, s: – x + 2y – 3 = 0 e t:4x + 2y – 1 = 0, é correto afirmar que : a) r // s e s // t b) r // s e s t c) s // t e r s d) r s e s t e) r // t e r s 23) ( UFES ) A equação da reta que passa pelo ponto de intersecção das retas x + y – 1 = 0 e 2x – y = 0 e é paralela à bissetriz dos quadrantes ímpares é: a) 3x – 3y – 3 = 0 b) 3x – 3y + 1 = 0 c) 3x – 3y – 1 = 0 d) 3x + 3y + 1 = 0 e) 3x – 3y + 3 = 0 18) ( PAES 2006 / Unimontes ) Ao traçar o mapa do bairro da escola Delta, os alunos da 3ª série do ensino médio nomearam as ruas com equações, conforme suas posições. Qual a posição das ruas representadas pelas equações r1 e r2, sendo r1: 3x + 2y – 1 = 0 e r2: 2x + 3y + 4 = 0 ? a) Concorrentes b) Paralelas c) Reversas d) coincidentes 24) ( PUC – RS ) Os pontos (2, 3) e (6, 7) são os extremos da diagonal de um quadrado. A reta suporte da outra diagonal é: a) x – y + 9 = 0 b) x + y + 9 = 0 c) x – y – 9 = 0 d) x + y – 9 = 0 e) x – y + 1 = 0 19) ( UFRGS ) Dada a reta ( r ) = 2x – y + 1 = 0, a equação da reta paralela a r pelo ponto P(1, 1) será: a) 2x – y = 0 b) 2x – y + 2 = 0 c) 2x + y + 1 = 0 d) 2x + y – 1 = 0 e) 2x – y – 1 = 0 20) ( FEI – SP ) A equação da reta que passa pelo ponto ( 1, 2 ) e é perpendicular a reta 3x – 2y + 2 = 0 é: a) 2x – 3y + 5 = 0 b) 2x – 3y – 5 = 0 c) 2x – 3y – 4 = 0 d) 2x – 3y + 4 = 0 e) 2x + 3y – 8 = 0 25) ( Fuvest – SP ) Em relação a um sistema cartesiano ortogonal, são dados os pontos A(3, 0) e B(1, 2). A mediatriz do segmento AB é o conjunto dos pontos P(x, y) cujas coordenadas satisfazem a equação: a) x + y = 3 b) x + y = 0 c) x – y = 2 d) x + y = 2 e) x – y = 1 26) ( Unesp – 2001 ) Dada a reta r de equação 4x + 2y + 5 = 0 e o ponto P = (2, –1), determine : a) O coeficiente angular de r ; b) A equação da reta s que é perpendicular a r e passa pelo ponto P. 21) ( Fuvest – SP ) No Plano cartesiano, são dados os pontos A( –1, 2 ), B( 1, 3 ) e C( 2, –1). Determine 363 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 25 9 d) 4 c) 27) ( FEI – SP ) No gráfico abaixo, sabe-se que t r e t // s. Determine a equação da reta s e a equação da reta t. y t GABARITO 1) B 2) A 3) C 4) B 5) D 6) B 7) C 8) E 9) D s 10) A 11) C 12) D 13) C 14) B 15) B 16) E 4 17) B 18) A 19) E 20) E 21) A 22) D 23) B x 6 r 24) D 25) E 26) a) m = – 2; b) x – 2y – 4 = 0 27) (s) 3x – 2y = 18 e (t) 3x – 2y = 0 28) ( UFMG – 99 ) Observe a figura. Nessa figura, ABCD é um paralelogramo, as coordenadas do ponto C são (6, 10) e os lados AB e AD estão contidos, respectivamente, nas retas de x equações y 14 e y = 4x – 2 . 2 28) D Desafios 1) D Nesse caso, as coordenadas do ponto B são: y a) (10, 19) 35 b) (7, ) 2 37 c)(9, ) 2 d) (8, 18 B A C D x DESAFIO 1) ( Unimontes – PAES / 2007 ) Na figura abaixo, temos esboço do gráfico da função logarítmica y =logax e da reta r. y r y =loga x 1 2 B A 1 C x 5 3 Se a inclinação da reta segmento AB é r é 7 , a medida do 10 8 e B está entre A e C, então o 21 valor de “a” é: a) 2 b) 2 364 CURSO DE MATEMÁTICA INEQUAÇÕES DO 1º GRAU NO PLANO CARTESIANO Chamamos de inequações do 1º grau às desigualdades do tipo: ax + by + c > 0 ; ax + by + c < 0 ; ax + by + c 0 ; ax + by + c ≤ 0 HAMILTON E ALEX 5º CASO: Inequação do tipo x ≤ k ou x – k ≤ 0 x≤k y x Mas, para facilitar a análise geométrica, é melhor representar as inequações na forma reduzida. Assim as inequações serão do tipo : y > ax + b ; y < ax + b ; y ax + b ; y ≤ ax + b k 6º CASO: Inequação do tipo x k ou x – k 0 xk 1º CASO: Inequação do tipo y ≤ k ou y – k ≤ 0 ( onde k é um número real ) y y k x x k y≤k 2º CASO: Inequação do tipo y k ou y – k 0 7º CASO: Inequação do tipo x < k ou x – k < 0 x<k y yk y k x 3º CASO: Inequação do tipo y < k ou y – k < 0 k x y k x y<k 8º CASO: Inequação do tipo x > k ou x – k > 0 x>k 4º CASO: Inequação do tipo y > k ou y – k > 0 y y y>k k x k x 365 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 9º CASO: Inequação do tipo y ax + b EXEMPLOS y y y ax + b b 1) Faça a representação geométrica das inequações abaixo: a) y 0 y ax + b b x x b) x ≤ 0 10º CASO: Inequação do tipo y > ax + b y y y > ax + b b y > ax + b b c) x + y < 0 x x 11º CASO: Inequação do tipo y ≤ ax + b d) 2x – y > 4 y b y x b x y ≤ ax + b 2) Encontre um sistema de inequações que represente a região indicada no plano cartesiano abaixo. y y ≤ ax + b (4, 6) 3 x 12º CASO: Inequação do tipo y < ax + b y b x y y < ax + b b x y < ax + b 366 CURSO DE MATEMÁTICA EXERCÍCIOS 1) ( Unimontes – 2005 ) Entre as regiões assinaladas nos gráficos abaixo, marque a que melhor representa a solução y4 do sistema de inequações x3 3x 4 y 37 a) b) y 7 4 4 c) 7 7 4 4 7 7 x r C 1 –1 x y 7 B 2 A 3 d) 3 y 4 x y 4) ( FCMSC – SP ) Considere os pontos A, B, C e D que definem as retas r e s, conforme a figura. Assinale a alternativa cujo conjunto de desigualdades descreve a região indicada : a) x ≥ 0 ; x – 2y + 3 ≥ 0 ; 2x + 3y ≥ 12 b) x ≥ 0 ; x – 2y + 3 ≤ 0 ; 2x + 3y ≤ 12 c) x ≥ 0 ; x + 2y – 3 ≤ 0 ; 2x – 3y ≤ 12 d) x ≥ 0 ; x – 2y + 3 ≤ 0 ; 2x – 3y ≥ 12 e) x ≤ 0 ; x – 2y + 3 ≥ 0 ; 2x + 3y ≤ 12 y 7 3 HAMILTON E ALEX 3 D 5 6 x s GABARITO 1) C 3 7 2) A 3) D 4) B x 2) ( PUC – SP ) O semi-plano hachurado é o conjunto dos pontos ( x, y ) tais que : y a) x ≥ 2y – 2 b) x ≥ – 2y – 2 c) y ≤ x + 2 1 d) x ≤ 2y + 2 x e) y ≥ + 1 –2 x 2 3) A região sombreada no gráfico abaixo pode ser representada pelo conjunto de inequações : a) y 0 ; x 0 ; x 4 ; 3x + 2y 18 b) y 0 ; x 0 ; x 4 ; 3x + 2y 18 c) y 0 ; 2x 3x ; 3x + 2y 18 d) y 0 ; x 0 ; x 4 ; 3x + 2y 18 e) y 0 ; x 0 ; x 4 ; 3x + 5y 18 y (4, 3) 0 4 6 x 367 CURSO DE MATEMÁTICA DISTÂNCIA DE PONTO À RETA A distância de um ponto P(xP, yP) à uma reta ( r ) ax + by + c = 0, pode ser analisada como a distância desse ponto P a um ponto específico P’ dessa reta r, onde esse ponto P’ é a projeção ortogonal de P(xP, yP) sobre a reta r. HAMILTON E ALEX 2) Encontre a medida da altura relativa ao lado AB no triângulo ABC abaixo. B(3, 5) A(1, 2 ) C(5, 0) P’ ( r ) ax + by + c = 0 P(xP, yP) A distância de um ponto P(xP, yP) à uma reta ( r ) ax + by + c = 0, também pode ser vista como o menor caminho que liga o ponto P(xP, yP) à reta r. DISTÂNCIA ENTRE DUAS RETAS PARALELAS FÓRMULA DA DISTÂNCIA DE UM PONTO “P” À UMA RETA ( r ) Se ( r ) ax + by + k = 0 e ( t ) ax + by + w = 0, são duas retas paralelas e distintas do plano cartesiano, a distância entre essas retas é a mesma distância de um ponto qualquer da reta ( r ) até a reta ( t ). Dado um ponto P(xP, yP) e uma reta cuja equação geral é ( r ) ax + by + c = 0, a fórmula que nos dá a distância do ponto P à reta r está indicada baixo. ( r ) ax + by + k = 0 P ( t ) ax + by + w = 0 P’ ( r ) ax + by + c = 0 ( Equação geral ) P(xP, yP) a.x P b.y P c DP, r = a2 b2 Encontrando um ponto P(xP, yP) qualquer, que pertença à reta r, e calculando a distância desse ponto P à reta t, encontramos, conseqüentemente, a distância entre as retas r e t. FÓRMULA DA DISTÂNCIA ENTRE DUAS RETAS PARALELAS Para encontrar a distância entre duas retas paralelas, basta dividir a diferença em módulo das constantes das equações pela raiz quadrada da soma dos quadrados dos coeficientes dos termos de primeiro grau das equações. EXEMPLO 1) Qual a distância do ponto P(1, –2) à reta r cuja equação é y = –2x + 5? ( r ) ax + by + P ( t ) ax + by + D P, r k =0 w =0 w k a2 b2 368 CURSO DE MATEMÁTICA EXEMPLO HAMILTON E ALEX 5) ( Ufac ) A distância entre as retas paralelas r e s representadas no gráfico é : 1) Encontre o perímetro do quadrado ABCD abaixo, sabendo que seus lados opostos estão contidos nas retas r e s, conforme figura. y r s 8 ( r ) x + 2y + 8 = 0 B A ( s ) x + 2y + 3 = 0 –6 x 7 C D EXERCÍCIOS 1) ( UFPA ) Qual é a distância da origem do sistema de coordenadas à reta y = – x + 2 ? a) 1 b) c) a) b) 6) ( Mack – SP ) A equação da bissetriz de um dos ângulos formados pelas retas r: x – y + 2 = 0 e s: x + y – 2 = 0 é : a) x = y b) x = – y c) x = 2 d) y = 2 e) y = 0 7) ( PUC – SP ) As equações das retas que contêm os 2 lados de um triângulo ABC são AB :x + y – 5 = 0, 3 BC :x + 7y – 7 = 0 e CA : 7x + y + 14 = 0. A equação da bissetriz do ângulo interno em B é : a) 3x + 6y – 4 = 0 b) 3x + 6y – 10 = 0 c) 3x + 6y – 16 = 0 d) 3x + 6y – 18 = 0 e) 3x + 6y – 20 = 0 2 3 2) ( Cesgranrio ) O ponto A(–1, –2) é um vértice de um triângulo eqüilátero ABC, cujo lado BC está sobre a reta de equação x + 2y – 5 = 0. Determine a medida h da altura desse triângulo. 3) ( Fuvest – SP ) Seja r a reta que passa pelo ponto P( 3, 2 ) e é perpendicular à reta s, de equação y = – x+ 1. Qual é a distância entre o ponto A( 3, 0 ) e a reta r ? 4) ( Mack – SP ) A equação da reta paralela a y = x , com distância 2 do ponto P( 1, 2 ) e que passa pelo 2º quadrante é : a) x – y + 3 = 0 b) x – y – 1 = 0 c) x – y – 2 = 0 d) x – y + 1 = 0 e) x – y + 2 = 0 8) ( UFPR ) A distância entre as retas paralelas 4x – 3y – 4 = 0 e 4x – 3y – 14 = 0 é: a) 2 b) 4 c) 5 d) 10 e) 18 9) ( Fuvest – SP ) Calcule a distância entre a retar1, de equação 3y = 4x – 2, e a reta r2, de equação 3y = 4x + 8, sabendo que r1 // r2. 10) A área de um quadrado de lado AB na reta r: x + y + 1 = 0 e lado CD na reta s: x + y + 3 = 0 é : a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 369 CURSO DE MATEMÁTICA GABARITO 1) B 2) h = 2 5 6) D 7) C 8) A HAMILTON E ALEX EQUAÇÃO DA CIRCUNFERÊNCIA 3) 2 9) 2 u.c 4) A 5) 5,6 10) 2 u.A EQUAÇÃO REDUZIDA Circunferência é o conjunto de todos os pontos de um plano eqüidistantes de um ponto fixo, desse mesmo plano, denominado centro da circunferência: P r C Assim, sendo C(xC, yC) o centro e P(x, y) um ponto qualquer da circunferência, a distância de “C“ a “P“ é o raio dessa circunferência. Então: y P(x, y) y r ( y - yC) yC C(xc, yc) xC x x (x - xC) Onde: “r“ é o raio da circunferência. “xC“ é a abscissa do centro. “yC“ é a ordenada do centro. C(xC, yC) é a coordenada do centro. P(x, y) é um ponto qualquer da circunferência. r (y - yC) (x - xC) 2 2 r = (x – xC ) + (y – yC ) 2 Equação reduzida de uma circunferência com centro no ponto (xC, yC ) e com raio “r” (x – xC )2 + ( y – yC )2 = r 2 Equação de uma circunferência com Centro ( 0, 0 ) “origem” e raio “r” x 2 + y2 = r2 370 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX EXEMPLOS EQUAÇÃO GERAL 1) Encontrar a equação reduzida de uma circunferência A equação geral de uma circunferência é obtida à partir do desenvolvimento de sua equação reduzida. com centro no ponto (3, – 2) e com raio igual a 5. Como sabemos, a equação reduzida de circunferência é (x – xC )2 + ( y – yC )2 = Desenvolvendo essa equação, temos: uma r 2. x 2 – 2.xC.x + xC2 + y 2 – 2.yC.y + yC2 = r2 2) Encontrar a equação reduzida da circunferência de centro “C” representada no plano cartesiano abaixo. x 2 + y 2 – 2xC.x – 2yC.y + xC2 + yC2 – r2 = 0 k y x 2 + y 2 – 2xC.x – 2yC.y + k = 0 2 C x –3 Observe que as constantes xC2, yC2 e representadas por uma única constante k. r2 serão Onde : K = xC 2 + yC 2 – r2 3) Encontre as coordenadas do centro e a medida do raio das circunferências cujas equações estão abaixo: a) ( x – 2 )2 + ( y – 4 )2 = 9 2 2 2 r = xC + yC – k r= x C2 yC2 k b) ( x + 5 )2 + ( y – 3 )2 = 3 EXEMPLOS c) x2 + ( y – 1 )2 = 4 1) Encontre as coordenadas do centro e a medida do raio das circunferências cujas equações estão abaixo: a) x2 + y2 – 4x + 6y – 3 = 0 d) ( x + 7 )2 + y2 = 5 2 2 e) x + y = 8 4) Encontre a equação reduzida da circunferência com centro no ponto (2, 1) e que passa pelo ponto (3, – 2). 2 2 b) x + y + 8x – 2y + 1 = 0 c) 2x2 + 2y2 – 8x + 4y – 8 = 0 d) – x2 – y2 – 8x + 4y + 13 = 0 2) Encontre o valor do raio da circunferência cuja 2 2 equação é x + y – 5x = 3.( x – 2y – 3 ). 371 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 2 3) Se R é o raio da circunferência cuja equação é x + 2 y – 2x = 16, então a) 2 b) 4 c) 2 d) 4 17 e) 4 4 R é: RECONHECENDO A EQUAÇÃO DE UMA CIRCUNFERÊNCIA 2 2 Nem toda equação do tipo Ax + By + Cx + Dy + k = 0, representa uma circunferência. Para que as equações desse tipo possam representar uma circunferência temos que verificar se ela satisfaz as condições abaixo. Os coeficientes de x2e y2 diferentes de zero.( A = B ) Não pode existir o termo que possua xy. devem ser iguais e O raio não pode ser negativo nem nulo. x C2 yC2 k > 0 r>0 2) Encontre a soma dos possíveis valores naturais que P pode assumir na equação x2 + y2 – 4x – 2y + P = 0 para que ela represente uma circunferência. INEQUAÇÕES ENVOLVENDO CIRCUNFERÊNCIAS A equação de uma circunferência, quando representada geometricamente, será a curva que nos dá o contorno de um círculo no plano cartesiano. Já uma inequação de uma circunferência, quando representada geometricamente, será uma superfície (área) do plano cartesiano. Teremos abaixo a representação geométrica de algumas inequações de circunferências no plano cartesiano. 1º CASO: INEQUAÇÃO ( ≤ ) (x – xC )2 + ( y – yC )2 ≤ r 2 y x C2 y C2 – k > 0 x EXEMPLOS 1) Verifique se as equações abaixo representam ou não equações de circunferências. a) x2 – y2 + 2x – 6y – 2 = 0 2º CASO: INEQUAÇÃO ( < ) 2 2 (x – xC ) + ( y – yC ) < r 2 y 2 2 b) x + 2y + 2x – 8y – 4 = 0 x 2 2 c) x + y – 2xy – 4y – 5 = 0 3º CASO: INEQUAÇÃO ( ≥ ) d) x2 – y2 + 2x – 6y – 2 = 0 2 2 (x – xC ) + ( y – yC ) ≥ r 2 y e) x2 + y2 – 4x – 2y + 6 = 0 x 372 CURSO DE MATEMÁTICA 4º CASO: INEQUAÇÃO ( > ) y HAMILTON E ALEX 3º CASO:( = ) O ponto pertence à circunferência Observe que a distância do centro C ao ponto P é igual ao raio. (x – xC )2 + ( y – yC )2 > r 2 C DCP P C DCP = raio x EXEMPLO 1) Verifique a posição dos pontos A( 1, 0), B(3, 2) e C(2, –3) em relação à circunferência cuja equação é 2 2 x + y – 4x + 2y + 1 = 0. EXEMPLO 1) Faça a representação geométrica da solução do sistema de inequações abaixo: (x 3)2 (y 4)2 1 (x 3)2 (y 4)2 4 POSIÇÕES DE UMA RETA EM RELAÇÃO À UMA CIRCUNFERÊNCIA POSIÇÕES RELATIVAS POSIÇÕES DE UM PONTO EM RELAÇÃO À UMA CIRCUNFERÊNCIA Em relação a uma circunferência de centro C(xC, yC) e raio r, um ponto P(x, y) pode ser externo, interno ou pertencer à circunferência. Para identificar cada uma dessas posições, basta substituir as coordenadas do ponto P na equação da circunferência, obtendo assim uma desigualdade que pode ser ( > ) ou ( < ), se for obtido uma igualdade é por que o ponto pertence à circunferência. Em relação a uma circunferência de centro C(xC, yC) e raio r, uma reta y = mx + n pode ser exterior, secante ou tangente à circunferência. Se um ponto P pertence à circunferência e à reta s, as suas coordenadas satisfazem ao mesmo tempo, as equações de e s. Por isso, para identificar essas posições, basta resolver o sistema formado pelas equações da circunferência e da reta s. Isolamos o valor de x ( ou de y ) na equação da reta e o substituímos na equação da circunferência. Obtemos uma equação do 2º grau em y ( ou em x ) e, a seguir, analisamos o sinal do seu discriminante . 1º CASO:( = 0 ) A reta é tangente s P C 1º CASO:( > ) O ponto é exterior à circunferência Observe que a distância do centro C à reta “s” é igualao raio. C C DCP P C Observe que a distância do centro C ao ponto P é maior que o raio. DCP > raio 2º CASO:( < ) O ponto é interior à circunferência C P C DCP Observe que a distância do centro C ao ponto P é menor que o raio. DCP < raio DCs DCs = raio =0 2º CASO:( < 0 ) A reta é exterior s P C C DCs < 0 Observe que a distância do centro C à reta “s” é maior que o raio. DCs> raio 373 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 3º CASO:( > 0 ) A reta é secante s P C CIRCUNFERÊNCIAS TANGENTES INTERNAS Observe que a distância do centro C à reta “s” é menor que o raio. C DCP A distância entre os centros das circunferências é igual à diferença do raio maior pelo raio menor. R r D DCs< raio D=R–r Observe que: >0 D+r=R Logo: D = R – r CIRCUNFERÊNCIAS INTERIORES EXEMPLO 1) Qual a posição relativa entre a reta y = 2x – 3 e a circunferência x2 + y2 + 4x – 2y + 1 = 0 ? A distância entre os centros das circunferências é igual à diferença do raio maior pelo raio menor. R D r D<R–r Observe que: D+r<R Logo: D < R – r POSIÇÕES RELATIVAS CIRCUNFERÊNCIAS ENTRE DUAS CIRCUNFERÊNCIAS SECANTES Considere uma circunferência 1, com equação (x – x1 ) + ( y – y1 )2 = r12 e outra circunferência 2, com equação (x – x2 )2 + ( y – y2 )2 = r22. Essas circunferências podem ocupar as seguintes posições relativas: externas, tangentes, internas e secantes. 2 R r D A distância entre os centros das circunferências é menor que a soma e maior que a diferença dos raios. R–r<D<R+r Para identificar essas posições, vamos considerar “ D ”como sendo a distância entre os centros de 1 e 2. CIRCUNFERÊNCIAS EXTERNAS R r D A distância entre os centros das circunferências é maior que a soma dos raios. D>r+R CIRCUNFERÊNCIAS TANGENTES EXTERNAS R r D A distância entre os centros das circunferências é igual à soma dos raios. D=r+R 374 CURSO DE MATEMÁTICA EXERCÍCIOS 1) Faça a representação geométrica das circunferências cujas equações são: 2 2 a) ( x – 1 ) + ( y + 4 ) = 1 b) 2 6) ( PUC – RS ) O ponto P(–3, b) pertence à circunferência de centro C(0, 3) e raio r = 5. Quais os valores de b ? a) –14 e 20 b) –20 e 14 c) 8 e 2 d) –7 e 1 e) 7 e –1 7) 2 (x+1) +(y–3) =9 2 HAMILTON E ALEX ( UFMG ) Determine a equação da circunferência na qual os pontos A(2, 3 ) diametralmente opostos. e B(0, 3 ) são 2 c) x + ( y – 2 ) = 4 8) ( Mack – SP ) Determine o centro e o raio da circunferência x2 + y2 – 6x – 16 = 0 . 2) ( Unifor – CE ) O centro e o raio de uma 2 2 circunferência de equação (x – 2) + (y – 3) = 4 são, respectivamente: a) ( 4, 9 ) e 2 b) (–2, –3 ) e 2 c) ( 2, 3 ) e 4 d) (–2, –3 ) e 4 e) ( 2, 3 ) e 2 3) ( UFBA ) Sendo M(–5, 0) e N(1, 0), a equação da circunferência abaixo é: y a) (x + 2)2 + y2 = 9 b) (x – 2)2 + y2 = 9 c) x + (y – 2)2 = 9 2 2 d) (x – 2) + y = 4 x 2 2 M N C e) x + y = 4 2 4) ( PUC – SP ) O ponto da circunferência (x – 2) + (y + 4)2 = 4 que tem ordenada máxima é: a) (2, – 4) b) (2, – 2) c) (2, – 6) d) (– 4, 2) e) (– 4, 4) 5) ( Cesgranrio – RJ ) Uma equação da circunferência de centro (– 3, 4) e que tangencia o eixo x é: a) ( x – 3 )2 + ( y – 4 )2 = 16 b) ( x – 3 )2 + ( y – 4 )2 = 9 2 2 c) ( x + 3 ) + ( y + 4 ) = 16 2 2 d) ( x + 3 ) + ( y – 4 ) = 9 e) ( x + 3 )2 + ( y – 4 )2 = 16 9) ( Fuvest – SP ) O segmento AB é diâmetro da circunferência de equação x2 + y2 – 10y = 0. Se A é o ponto (3, 1), então B é o ponto: a) (– 3, 9) b) (3, 9) c) (0, 10) d) (– 3, 1) e) (1, 3) 10) ( UFPA ) O raio da circunferência x2 + y2 – 2x = 3 é: a) 2 d) 3 b) 3 e) 4 c) 2 11) ( FEI – SP ) Qual é o centro e o raio da circunferência de equação x2 + y2 = 2( x – y ) + 1 ? 12) ( OSEC – SP ) Qual é a equação da circunferência que passa pela origem e tem o ponto C( – 1, – 5 ) como centro ? a) x2 + y2 + 2x + 10y + 2 = 0 b) x2 + y2 – 2x – 10y = 0 2 2 c) x + y – 26 = 0 2 2 d) x + y + 2x + 10y = 0 e) n.d.a 375 CURSO DE MATEMÁTICA 13) ( FGV – SP ) Dado o ponto P(5, 4) e a circunferência de equação x2 + y2 – 2x – 2y – 1 = 0. A equação da circunferência concêntrica com a circunferência dada que passa por P é: 2 2 a) x + y – 2x – 2y – 20 = 0 2 b) x + y2 – 2x – 2y – 21 = 0 c) x2 + y2 – 2x – 2y – 22 = 0 d) x2 + y2 – 2x – 2y – 23 = 0 2 2 e) x + y – 2x – 2y – 24 = 0 14) ( UECE ) A distância do ponto P(–3, 8) à circunferência x2 + y2 – 10x – 4y + 13 = 0 está compreendida entre: a) 7 e 9 b) 5 e 7 c) 3 e 5 d) 1 e 3 15) ( UFPA ) Qual das equações abaixo é equação de uma circunferência ? a) x2 + y2 + 1 = 0 b) x2 + y2 + 2x + 2y + 4 = 0 2 2 c) x + y + 2xy + 2x + 4y = 64 2 d) x + y2 + 2x – 4y = – 4 e) x2 +2xy + y2 = 32 16) ( UFPA ) O maior valor inteiro de P para que a equação x2 + y2 – 6x + 4y + P = 0 represente uma circunferência é : a) 8 b) 10 c) 11 d) 12 e) 15 HAMILTON E ALEX y y a) b) 1 –1 1 0 1 2 x –1 –1 0 2 1 2 x –1 y y c) d) 1 1 –1 1 0 1 2 x –1 –1 0 x –1 20) ( Unimontes – 2004 ) O esboço que melhor representa a região do plano complexo dada por 1 ≤ |z −i | < 2, onde z = x + y i, com x e y em R, é b) a) i i d) c) i i 17) ( UFU – MG ) A condição para que x2 + y2 – 6x + 4y + 17 – m2 = 0 represente uma circunferência é: a) m – 2 ou m 2 b) m < – 2 ou m > 2 c) – 2 < m < 2 d) – 2 ≤ m ≤ 2 e) A equação não pode representar uma circunferência 21) ( PUC – Campinas ) Sejam o ponto P(–3, 0), a reta r de equação y = x + 6 e a circunferência C de equação x2 + y2 – 4y = 0. É verdade que: a) P pertence ao interior de C b) P pertence a r c) r e C não têm pontos em comuns d) r e C interceptam-se em um único ponto e) r e C interceptam-se em dois pontos 18) Represente no plano cartesiano a solução da inequação x2 + y2 – 6x + 5 < 0. 22) ( UGF – RJ ) Qual deve ser o valor de K de modo que o ponto P( 1, 0 ) pertença ao interior da circunferência cuja equação é x2 + y2 – 2x – 2y – k = 0 ? a) K = – 2 b) K > – 1 c) K < 1 d) K > 3 e) K = 5 19) ( Unimontes – 2005 ) Sejam os conjuntos A ={(x, y) IR × IR | x2 + y2 ≥ 1} e B ={(x, y) IR × IR | (x −1)2 + y2 < 1}. A região hachurada, no plano cartesiano, que melhor representa A∩B é : 23) ( F. Eng. Lorena ) O ponto P( 2 , 1 ), em relação à 2 2 circunferência 4x + 4y = 9, é: 376 CURSO DE MATEMÁTICA a) b) c) d) e) Externo Pertencente Interno Centro N.d.a 24) ( FEI – SP ) A reta x + y = 2 , em relação à circunferência x2 + y2 = 1, é: a) Secante sem possuir o centro b) Secante passando pelo centro c) Tangente d) Exterior e) nda 25) ( Uece – CE ) A equação da reta tangente à circunferência x2 + y2 – 6x + 10y + 29 = 0 no ponto ( 2, – 3 ) é: a) x – 3y – 11 = 0 b) 2x + y – 1 = 0 c) x – 2y – 8 = 0 d) x + y + 1 = 0 e) nra. 26) ( Mackenzie – SP ) A curva x2 + y2 – 2x – 2y + 1 = 0 tem um único ponto comum com a reta x + y = k, k R. A soma dos possíveis valores de k é: a) 4 b) – 2 c) – 4 d) 2 e) 0 27) ( UFPA ) As circunferências x2 + y2 – 4x + 3 = 0 e 2 2 x + y – 8x + 12 = 0, são: a) exteriores b) tangentes exteriores c) tangentes interiores d) concêntricas e) secantes 28) ( Cesgranrio – RJ ) As circunferências x2 + y2 + 8x + 2 2 6y = 0 e x + y – 16x – 12y = 0, são: a) exteriores b) secantes c) tangentes internamente d) tangentes externamente e) concêntricas 29) Na figura abaixo, a reta r intercepta os eixos coordenados nos pontos ( 2, 0 ) e ( 0, 4 ). Encontre a equação da circunferência indicada sabendo que HAMILTON E ALEX ela possui centro na origem e que é tangente à reta r no ponto P. EXERCÍCIOS EXTRAS 1) ( FGV – SP ) A equação da circunferência que passa pelos pontos (3, 3) e (–1, 3) e cujo centro está no eixo das abscissas é: a) x2 + y2 = 1 b) x2 + y2 + 4x = 46 c) (x – 1)2 + y2 = 25 d) x2 + y2 – 2y = 10 e) x2 + y2 – 2x = 12 2) ( UFBA ) A intersecção da reta y + x – 1 = 0 com a circunferência x2 + y2 + 2x+ 2y – 3 = 0, determina uma corda cujo comprimento é: a) 3 2 b) 2 3 c) 2 2 d) 2 3) ( UFJF – MG ) A corda determinada pelo eixo das abscissas sobre a circunferência de equação x2 + y2 – 5x – 7y + 6 = 0 tem como medida: a) 1 u.c b) 3 u.c c) 5 u.c d) 9 u.c e) 18 u.c 4) ( Unifor – CE ) Uma circunferência é tangente aos eixos coordenados e à reta de equação x = 3. Se o centro de pertence ao quarto quadrante, a equação de é : a) 4 x2 + 4 y2 – 12x – 12y – 9 = 0 b) 4 x2 + 4 y2 + 12x – 12y – 9 = 0 c) 4 x2 + 4 y2 – 12x + 12y – 9 = 0 2 2 d) 4 x + 4 y + 12x – 12y + 9 = 0 2 e) 4 x + 4 y2 – 12x + 12y + 9 = 0 5) (ITA – SP) Num sistema de coordenadas cartesianas ortogonais, considere a circunferência de equação 377 y 4 CURSO DE MATEMÁTICA 2 2 2x + 2y – 11x + 6y – 8 = 0. Qual é a equação da circunferência tangente ao eixo das abscissas e com o mesmo centro da circunferência dada ? HAMILTON E ALEX GABARITO Equação da Circunferência y y 1) a) 1 b) x 3 –4 x –1 y c) 2 6) ( Fuvest – SP ) Qual a equação da circunferência tangente ao eixo dos x na origem e que passa pelo ponto (3, 4) ? x 2) E 3) A 4) B 7) ( x – 1 )2 + y2 = 4 9) A 7) ( Cesgranrio – RJ ) Faça o gráfico, no plano complexo, do conjunto dos pontos z = x + yi, tais que |z|≤1 e y0. 6) E 8) C( 3, 0 ) e R = 5 11) C( 1, – 1 ) e R = 10) C 12) D 5) E 13) D 14) B 15) D 3 16) D 17) B y 18) 19) B 1 5 20) A x 21) C 22) B 23) A 24) C 25) C 26) A 27) E 28) D 29) 5x 2 + 5y2 – 16 = 0 Exercícios Extras 8) ( Mack – SP ) Encontre as equações das retas que passam pelo ponto P(2, 3) e que são tangentes à circunferência de centro C( 0, 0 ) e raio 2. 1) E 2) D 3) A 2 4) E 2 11 3 9 5) x y 4 2 4 2 2 6) 4x + 4y – 25y = 0 1 7) –1 1 8) 5x – 12y + 26 = 0 e x–2=0 378 CURSO DE MATEMÁTICA QUESTÕES DO ENEM 01. (ENEM-2011) Um bairro de uma cidade foi planejado em uma região plana, com ruas paralelas e perpendiculares, delimitando quadras de mesmo tamanho. No plano de coordenadas cartesianas seguinte, esse bairro localiza-se no segundo quadrante, e as distâncias nos eixos são dadas em quilômetros. HAMILTON E ALEX A seguir, o professor representa corretamente os cinco conjuntos sobre uma mesma malha quadriculada, composta de quadrados com lados medindo uma unidade de comprimento, cada, obtendo uma figura. Qual destas figuras foi desenhada pelo professor? A reta de equação y = x + 4 representa o planejamento do percurso da linha do metrô subterrâneo que atravessará o bairro e outras regiões da cidade. No ponto P = (-5, 5), localiza-se um hospital público. A comunidade solicitou ao comitê de planejamento que fosse prevista uma estação do metrô de modo que sua distância ao hospital, medida em linha reta, não fosse maior que 5 km. Atendendo ao pedido da comunidade, o comitê argumentou corretamente que isso seria automaticamente satisfeito, pois já estava prevista a construção de uma estação no ponto A) (–5, 0). B) (–3, 1). C) (–2, 1). D) (0, 4). E) (2, 6). 02. (ENEM-2013)Durante uma aula de Matemática, o professor sugere aos alunos que seja fixado um sistema de coordenadas cartesianas (x, y) e representa na lousa a descrição de cinco conjuntos algébricos, I, II, III, IV e V, como se segue: I — é a circunferência de equação x2 + y2 = 9; 2 II — é a parábola de equação y = − x − 1, com x variando de −1 a 1; III — é o quadrado formado pelos vértices (−2, 1), (−1, 1), (−1, 2) e (−2, 2); IV — é o quadrado formado pelos vértices (1, 1), (2,1), (2, 2) e (1, 2); V — é o ponto (0, 0). 379 CURSO DE MATEMÁTICA HAMILTON E ALEX 03. (ENEM-2013) Nos últimos anos, a televisão tem passado por uma verdadeira revolução, em termos de qualidade de imagem, som e interatividade com o telespectador. Essa transformação se deve à conversão do sinal analógico para o sinal digital. Entretanto, muitas cidades ainda não contam com essa nova tecnologia. Buscando levar esses benefícios a três cidades, uma emissora de televisão pretende construir uma nova torre de transmissão, que envie sinal às antenas A, B e C, já existentes nessas cidades. As localizações das antenas estão representadas no plano cartesiano: A torre deve estar situada em um local equidistante das três antenas. O local adequado para a construção dessa torre corresponde ao ponto de coordenadas A) (65 ; 35). B) (53 ; 30). C) (45 ; 35). D) (50 ; 20). E) (50 ; 30). GABARITO 01. B 02. E 03. E 380 NÚMEROS COMPLEXOS INTRODUÇÃO Sabe-se que o conjunto dos números reais (IR) é o mais amplo que conhecemos até então. Sendo assim, surge o seguinte questionamento: “como resolver em IR equações do tipo”: x2 + 1 = 0; x2 + 4 = 0; 2 x + 9 = 0, onde Δ < 0 ? Até o presente momento, afirmava-se que para equações deste tipo, não havia solução no campo dos números reais. E durante muitos séculos essa resposta foi aceita, até que, em 1572 o matemático Raffaelli Bombeli publicou seu tratado de Álgebra, que falava a respeito de raiz quadrada de números negativos. Desta forma surgia um novo e maravilhoso conjunto, o dos NÚMEROS COMPLEXOS (C), com todos os elementos de IR e nos quais as equações acima passaram a ter solução. Criaram-se então os NÚMEROS IMAGINÁRIOS ou UNIDADADES IMAGINÁRIAS, simbolizados pela letra “i”, que substituiria a 1 . i= 1 Exemplo Encontre, em C, o conjunto solução da equação: x2 + 1 = 0 • Quando a parte imaginária de um número complexo for nula (b = 0), este número é chamado de Real. Exemplo Determine o valor de k, para que o número complexo z = (k - 3) + 6i seja imaginário puro. Lembre: Img. Puro ⇔ Re(z) = 0 e Im(z) ≠ 0 k-3=0 ⇒ k=3 CONJUGADO Dado um número complexo z na forma algébrica z = a + bi, em que a ∈ IR e b ∈ IR, define o complexo conjugado de z como sendo: z = a – bi Exemplos Z = 3 – 4i ⇒ z = 3 + 4i Z = –1 + 6i ⇒ z = – 1 – 6i OPERAÇÕES Vamos acompanhar aqui as operações com os números complexos. São elas: Adição, Subtração, Multiplicação e Divisão. Vamos acompanhar em forma de exemplos práticos a explicação destas operações. Consideremos os seguintes complexos que chamaremos de: *** como i = 1 , i2 = – 1 FORMA ALGÉBRICA Todo número complexo pode ser escrito na forma z = a + bi, com a, b ∈ IR, denominada forma algébrica. O número real a é denominado parte real de z, e o número real b é denominado parte imaginária de z. Assim temos que: ATENÇÃO!!! • Quando a parte real de um número complexo é nula (a = 0) e sua parte imaginária é não-nula (b ≠ 0) este número complexo é chamado de Imaginário puro. 381 E agora vejamos a divisão de dois complexos como ficaria. b) Obs: Para efetuar a divisão de dois complexos, devemos multiplicar o numerador e o denominador pelo conjugado do complexo do denominador. EXERCÍCIOS 01.(UFBA) O número complexo z que satisfaz a Igualdade é: OBSERVE QUE Z . (Z. z z 2 = a +b 2 é chamado de NORMA de Z ) POTÊNCIAS DE BASE i n Estudando as potências de i (i , n ∈ IN), temos: 02.(ILHÉUS) O número complexo z = 6.i25 + (2i)6 + (i)–3 é igual a: Então pode-se concluir que: Portanto, para determinarmos uma potência de base i superior a 4, basta dividirmos o expoente de i por 4 e considerarmos apenas i elevado ao resto dessa divisão. Exemplos Calcule as potências: a) 382 O PLANO COMPLEXO O plano cartesiano quando é utilizado para representar números complexos é denominado plano de ArgandGauss. ***Cada ponto P(a, b) desse plano é a imagem ou afixo do número complexo a + bi MODULO DE UM NÚMERO COMPLEXO ARGUMENTO DE UM NÚMERO COMPLEXO Sendo z = a + bi um número complexo não-nulo e P afixo de z no plano de Gauss de origem O, chamamos argumento do número complexo z a medida do arco com centro em O tomado a partir do semi-eixo real positivo até a semi-reta OP no sentido anti-horário. Da trigonometria concluímos que: Assim: 383 em que é o módulo de z. Em particular quando: Exercícios resolvidos 1. Dar a forma trigonométrica dos seguintes números complexos: a) z = – 1 + i b) z = –3i Exercícios resolvidos 1. Calcular o argumento do número complexo z = 2 - 2i. 2. Calcular o argumento de z = -4i. FORMA TRIGONOMÉTRICA DE UM NÚMERO COMPLEXO Vimos, anteriormente, que: Substituindo (I) e (II) em z = a + bi, temos: Portanto: Essa expressão é a forma trigonométrica ou forma polar do número complexo z = a + bi, de módulo ρ e argumento θ. 384 Multiplicação de Números Complexos Consideremos os números complexos não-nulos: A multiplicação será dada por : Exemplo Calcular o produto dos números complexos: 2. Escrever, na forma algébrica, os seguintes números complexos: Divisão de Números Complexos Consideremos os números complexos não-nulos: A divisão será dada por : OPERAÇÕES NA FORMA TRIGONOMÉTRICA Adição de Números Complexos Sejam os números complexos Z1 e Z2 na forma trigonométrica: Potenciação Sendo natural não-nulo, temos: em n um número 385 Radiciação 2) (UFU-MG) Sejam os complexos z = 2x – 3i e t = 2 + yi, onde x e y são números reais. Se z = t, então o produto x.y é A) 6 B) 4 C) 3 D) – 3 E) – 6 Exemplo: 3) (UCMG) Qual o número complexo 2z, tal que 5z + z = 12 + 6i ? 4) ( UFPA ) O número complexo z = x + ( x 2 – 4 ) i é real se, e somente se : a) x = 0 b) x 0 c) x = 2 d) x 2 e) x 0 e x 2 Observe que a 1ª raiz sempre será obtida por: Z 0 n cos i.sen n n 5) ( PUC – MG ) O produto ( a + bi ) . ( 3 + 2i ) é um número real. O valor de 2a + 3b é : a) - 3 b) - 2 c) 0 d) 2 e) 3 6) (UFPA) Qual o valor de m, real, para que o produto (2 + mi).(3 + i) seja um imaginário puro? A) 5 B) 6 C) 7 D) 8 E) 10 Geometricamente teríamos as distribuições destas raízes da seguinte forma: 7) ( PUC – SP ) O número complexo z que verifica a equação iz + 2 z + 1 – i = 0 é : a) – 1 + 2i b) – 1 + i c) 1 – i d) 1 + i e) – 1 – i 8) ( UEL – PR ) Seja o número complexo z = x + yi, 2 no qual x, y IR. Se z . (1 – i) = (1 + i) , então a) x = y b) x – y = 2 c) x . y = 1 d) x + y = 0 e) y = 2x 9) ( Fuvest – SP ) Determine OS NÚMEROS complexos z tal que z z 4 e z. z = 13, em que z é o conjugado de z . Nota-se que estes 3 pontos são vértices de um triângulo eqüilátero. 10) ( Cefet – PR ) A expressão 1 i 2i , na qual i 1 i 1 3i é a unidade imaginária, é igual a : EXERCÍCIOS 3 6i 5 3i b) 2 a) 2 1) ( FMU – SP ) A solução da equação x + 2x + 5 = 0 no conjunto dos números complexos é dada por : a) i b) 2i c) – 1 2i d) 2 i e) n.d.a c) 1 + 2i d) – 1 – 2i e) 2 4i 5 386 11) ( Santa Casa – SP ) O valor de a) 3 4 i 5 5 c) 1 + 9i d) – 8 + 6i e) – 8 – 6i é igual a: b) 3 – 4 i c) 4 + 3 i e) 2i 2i d) 20) ( Mack – SP ) Se u = 3 + 2 i e v = 1 + i , então |u+v| é: a) 5 b) 26 2 4 i 3 3 3 4 i 5 5 c) 29 e) 15 d) 7 12) ( FEI – SP ) Escrevendo o número complexo z = 21) ( UFRN ) Se z é um número complexo, tal que z z = 12, então o módulo de z é : a) 2 3 b) 3 c) 3 1 1 na forma algébrica, temos: 1 i 1 i a) 1 – i c) 1 + i e) 1 b) i – 1 d) i d) 3 2 13) (MACK-SP) O conjugado de A) 1 – 2i C) 1 + 3i E) 2 – i 2i vale i B) 1 + 2i D) –1 + 2i 14) ( F. C. Chagas ) Se i é a unidade imaginária, então i15 i16 e) 3 3 22) ( Cesgranrio – RJ ) O 4 complexo ( 1 + 3 i ) é : a) 256 b) 100 c) 81 d) 64 e) 16 2 i 31 i110 15) ( UFSC ) A expressão i13 é eqüivalente a : i 3 3i 8 2i i15 i18 a) 2 – 3i c) 243i e) 243 é: B) 2 – i D) 3 48 17) (UCSal) O valor da expressão y = (1 + i) – (1 + i) a) 1 + i b) –224 . i c) –1 + i d) 224 . i 49 é: 18) Calcular o valor da expressão Y = i2 + i3 + i4 + ... + i 103 . 19) ( UFJF ) Se z = 2 + 4i e w = 1 – i são números 2 z complexos, então é igual a : w a) 8 – 6i b) – 1 + 3i 5+ 7i e w=1– números complexos, então b) – 1 + i d) – 1 – i A) – 2 + i C) – 1 – 2i número 1 i é: 1 2i 6 2 a) b) 5 5 3 4 c) d) 5 5 24) ( UFOP ) Se z = 16) ( CEFET ) O valor de do 23) ( FEI – SP ) O módulo do número complexo z = é igual a : i17 i18 a) – 1 b) – i c) 1 + i 1 i d) 2 2 1 i e) 2 2 a) 1 – i c) 1 + i módulo z w 2 i são 5 é igual a : b) 32i d) 32 25) ( UEL – PR ) Seja o número complexo z = x + yi, no qual x, y IR. Se z . (1 – i) = (1 + i)2, então a) x = y b) x – y = 2 c) x . y = 1 d) x + y = 0 e) y = 2x 26) (FEI – SP) O módulo do número complexo (1 + i) é: a) 2 b) 1 c) – 3 d) 2 /4 e) 0 –3 27) ( Fatec – SP ) O conjugado do número complexo 387 c) 3 d) 3 /2. e) 1/2. é igual a a) 1 + i b) 1 – i c) (1/2) (1 – i) d) (1/2) (1 + i) e) i n 2n 28) (ITA) O número natural n tal que (2i) + (1 + i) = – 16i, em que i é unidade imaginária do conjunto dos números complexos, vale: a) n = 6 b) n = 3 c) n = 7 d) n = 4 e) não existe n nestas condições 29) (UNIMONTES) Se i é a unidade imaginária, para que a bi seja um número real, a relação entre a, b, c e c di d deve satisfazer: b a A) c d B) b + d = 0 e a + c ≠ 0 ab C) cd b d D) a c 30) (UFV-MG) Dadas às alternativas abaixo 2 2 I. i = 1 II. (i + 1) = 2i III. |4 + 3i| = 5 IV. (1 + 2i).(1 – 2i) = 5 pode-se dizer que a) todas as alternativas acima estão corretas b) todas as alternativas acima estão erradas c) as alternativas I e III estão erradas d) as alternativas II, III e IV estão corretas e) as alternativas I e III estão corretas 31) (UNIMONTES) O inverso do número complexo 2 + 3i é o número 2 3 A) i 13 13 1 1 B) i 2 3 2 3 C) i 13 13 1 1 D) i 2 3 33) ( FGV – SP ) Admita que o centro do plano complexo Argand-Gauss coincida com o centro de um relógio de ponteiros, como indica a figura abaixo. Se o ponteiro dos minutos tem 2 unidades de comprimento, às 11h55 sua ponta estará sobre o número complexo a) –1 + 3i b) 1 + 3i c) 1 – 3i d) 3 –i e) 3 +i 34) ( Ufsm ) Dado z = x + yi um número complexo, as soluções da equação | z – 2i | = 5 são representadas graficamente por a) uma reta que passa pela origem. b) uma circunferência com centro (0, 2) e raio 5. c) uma reta que passa por (0, 2). d) uma circunferência com centro (2, 0) e raio 5. e) uma circunferência com raio igual a 5 e que passa por (2, 0). 35) ( UEG ) O conjunto dos números complexos que satisfazem a condição |z – 3i| = |z – 2| é representado no plano cartesiano por uma reta a) cuja inclinação é positiva. b) que contém a origem do sistema. c) que não intercepta o eixo real. d) cuja inclinação é negativa. 36) ( UFU ) A representação geométrica do conjugado 2 do número complexo (2i + 2) /(3i – 2), em que i é a unidade imaginária, encontra-se no a) primeiro quadrante. b) segundo quadrante. c) terceiro quadrante. d) quarto quadrante. 32) ( UNIFESP ) Os números complexos z1, z2 = 2i e z3 37) ( UFRS ) Sendo z um número complexo e w o seu conjugado, a representação geométrica do conjunto solução da equação w = z – 1 é a) um segmento de reta. b) uma reta. c) um arco de círculo. d) um círculo. e) uma parábola. = a 3 + ai, onde a é um número real positivo, representam no plano complexo vértices de um triângulo eqüilátero. Dado que |z2 – z1| = 2, o valor de a é: a) 2. b) 1. 38) ( FGV – SP ) Seja o número complexo z = (x – 2i)2, no qual x é um número real. Se o argumento principal de z é 90°, então 1/z é igual a a) –i/8 b) –8i c) 4i d) –1 + 4i e) 4 – i 388 39) ( FEI – SP ) Escrevendo o número complexo z = 1/(1 – i) + 1/(1 + i) na forma algébrica obtemos: a) 1 – i b) i – 1 c) 1 + i d) i e) 1 40) ( UEL – PR ) Seja z um número complexo de módulo 2 e argumento principal 120°. O conjugado de z é a) 2 - 2i 3 c) –1 – i 3 b) 2 + 2i 3 41) ( UFPA ) O número complexo z = forma trigonométrica é : a) 2. cos i sen 6 2+ 2 i , na b) 2. cos i sen 6 c) 2. cos i sen 3 3 5 5 e) 2. cos i sen 4 4 P c) 2. cos i sen 4 2 cos i sen 2 2 b) d) 2 cos i sen 4 4 e) 2. cos i sen 2 2 3 i, a 3 5 representação trigonométrica de z1 z2 é: a) 7 7 2 cos i sen 4 4 b) 5 5 2 cos i sen 4 4 c) 2 cos d) 2 cos i sen 3 3 i sen 4 4 4 4 48) ( UEL – PR ) O número real positivo K que torna o módulo do número complexo z = é: a) 1 c) 3 e) 5 49) Se z1 = 5. cos 2 + i sen 2 a) seu argumento e seu módulo; 5 e 5 5 z2 = 2. cos 3 + i sen 3 5 são dois números complexos, o produto z1 . z2 vale: a) 10 b) – 10 c) 10 3 d) – 10 3 3 . cos 4 + i sen 4 50) Se z1 = 2 4 3i , determine: 3 4i K i 5 igual a 3i 5 b) 2 d) 4 2 44) ( FEI – SP ) Dado z z2 e em um sistema de coordenadas 8+ i cartesianas xOy. Determine o número complexo b, de módulo igual a 1, cujo afixo M pertence ao quarto quadrante e é tal que o ângulo LOM é reto. 43) ( FEI – SP ) A representação trigonométrica do número complexo z = 1 + i é : a) 2 ( cos 0º + i sen 0º ) 1 2 i 3 5 3 3 i sen 4 4 2 3 z1 47) ( UNESP ) Seja L o afixo do número complexo a = 42) ( Med. Jundiaí – SP ) Na figura, o ponto P é o afixo de um número complexo Z no plano de ArgandGauss. A forma trigonométrica de Z é: a) 4( cos 300º + i sen 300º ) b) 4( cos 60º + i sen 60º ) 2 c) 16( sen 330º + i cos 330º) d) 2( sen 300º + i cos 300º) e) cos( – 60º ) + i sen (–60º) 4 46) ( UFBA ) Sendo 4 4 d) 2. cos d) 4 d) –1 + i 3 e) 1 + i 3 c) – 2 + i 2 e) – 4i z2 = 9 3 . cos + i sen 9 9 e 9 são dois números complexos, encontre o complexo w = b) a forma trigonométrica de z. z1 z2 51) Se w = 2 cos + i sen é um número complexo, 45) ( UEL – PR ) Se z ={ 2 [cos(/4) + i sen(/4)] }, então o conjugado de z2 é igual a a) 2 – i 2 b) – 2 – i 2 6 6 encontre o número complexo w8 389 52) ( FIPMOC ) Numa aula de Matemática, o tema era Números Complexos. Inicialmente, o professor definiu a unidade imaginária como sendo uma das soluções da equação x2 + 1 = 0. Após a explicação, o professor sugeriu a seguinte questão: Qual o valor da soma dos “n” primeiros elementos da sequência ( i2006 + i2007 + i2008 + i2009 + ... ) ? Na tentativa de acertar a questão proposta, quatro alunos fizeram as seguintes afirmações: • ANA: A soma será –1 se n ∈ { 2 , 6 , 10 , ...}; • BETO: A soma será (–1 – i ) se n ∈ { 4 , 8 , 12 , ...}; • CAIO: A soma será –i se n ∈ { 3 , 7 , 11 , ...}; • DANIEL: A soma será 0 se n ∈ { 1, 5, 9, ...}; Considerando-se as respostas apresentadas, qual aluno acertou a questão? A) Beto. B) Ana. C) Daniel. D) Caio. GABARITO 1) C 2) D 8) D 9) z = 2 + 3i ou z = 2 – 3i 12) E 3) 4 + 3i 13) D 18) – 1 – i 4) C 14) B 19) E 15) D 20) A 26) D 5) C 7) E 10) A 11) E 16) D 17) B 21) A 22) B 25) D 30) D 31) C 32) B 33) A 34) B 35) A 36) A 37) D 38) A 39) E 40) C 41) B 42) A 43) D 44) 50) 1 + i 3 51) 45) E 48) A 28) B 23) B 24) D 47) b = (1 – i 8 )/3 27) D 6) B 29) D 46) A 49) B 52) D 390 POLINÔMIOS VALOR NUMÉRICO DEFINIÇÃO Chama-se polinômio toda expressão algébrica constituída de um monômio ou de uma soma de monômios. Exemplos seja, do maior grau (n) até o menor grau (zero). O monômio –5x3y é um polinômio de variáveis x e y. 3 2 A expressão 6x – 2x + 5 é um polinômio de variável x e contém três termos. Um polinômio que possui dois termos não semelhantes é chamado binômio: um polinômio que possui três termos não semelhantes é denominado trinômio. Exemplos 6x2y – 2x é um binômio de variáveis x e y. x3 – 4x + 6 é um trinômio de variável x. GRAU DE UM POLINÔMIO Grau de um polinômio é o expoente máximo que ele possui. Exemplos: O valor numérico de um polinômio P(x) para x=a, é o número que se obtém substituindo x por a e efetuando todas as operações indicadas pela relação que define o polinômio. Exemplo: Se P(x) = x3 + 2x2 + x - 4, o valor numérico de P(x), para x=2, é: P(x)= x3+2x2+x-4 3 2 P(2)= 2 +2.2 +2-4 P(2)= 14 Obs: Se P(a ) = 0, o número a chamado raiz ou zero de P(x). Exemplo Sendo P(x) = x3 – 5x2 + 4x + 6, temos: 3 2 P(3) = 3 – 5.3 + 4.3 + 6 = 27 – 45 + 12 + 6 = 0. Então 3 é raiz ou zero de P(x). Um polinômio P(x) que se anula para todo valor real de x é chamado polinômio nulo. Na prática, um polinômio só é nulo se, escrito na forma canônica, tem todos os coeficientes iguais a zero. OPERANDO COM POLINÔMIOS 1. P(x) 5 ou P(x) 5.x é um polinômio constante, ou seja, grau é 0. 2. P(x) 3x 5 é um polinômio do 1º grau, isto é, o 0 grau é 1. POLINÔMIOS DE UMA VARIÁVEL REAL A adição e a subtração de polinômios, bem como a Multiplicação de um polinômio por uma constante são operações simples. Exemplo Sendo A(x) = 5x 2 – x + 3 e B(x) = – x2 + 2x – 1, calcule os polinômios 2A + B . 2 2 2 2A + B = (10x – 2x + 6 )+ (– x + 2x – 1) = 9x + 5 Sendo x urna variável real, n IN e ao, a1, a2, ...,an, constantes reais, chama-se polinômio de variável real x toda expressão algébrica do tipo P(x) a 0 x n a 1 x n 1 a 2 x n -2 ... a n As constantes a o , a 1 , a 2 , ..., a n são os coeficientes do n n–1 n–2 polinômio. Cada uma das parcelas aox , a1x , a2x , ... , an é um termo do polinômio. Em particular, an é o termo independente do polinômio, pois ele independe da variável x. Sendo a n 0 , o polinômio é de grau n. Exemplo: P(x) = x4 – 6x3 + 3x + 5 é um polinômio de variável x. Seus coeficientes são 1, – 6, 3 e 5. Ele possui 4 termos, sendo + 5 o termo independente. Na definição que acabamos de apresentar, observe que o polinômio P(x) aparece de tal forma que: a) não há termos semelhantes; b) os termos estão dispostos de forma ordenada, ou A multiplicação de dois polinômios se baseia na propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição. Multiplica-se cada termo de um dos polinômios por cada termo do outro. Em seguida, reduzem-se os termos semelhantes, caso existam. Exemplo Calcule AB sendo A(x) = 3x 2 – 1 e B(x) = x2 – 2x + 3. (3x2 – 1) (x2 – 2x + 3) = 3x4 – 6x3 + 9x2 – x2 + 2x – 3 = = 3x4 – 6x3 + 8x2 + 2x – 3 Divisão de polinômios Sejam dois polinômios P(x) e D(x), com D(x) não nulo. Efetuar a divisão de P por D é determinar dois polinômios Q(x) e R(x), que satisfaçam as duas condições abaixo: 391 1ª) Q(x).D(x) + R(x) = P(x) 2ª) gr(R) < gr(D) ou R(x)=0 Nessa divisão: P(x) é o dividendo. D(x) é o divisor. Q(x) é o quociente. R(x) é o resto da divisão. P( x) D( x ) R( x) Q( x) Obs: Quando temos R(x)=0 dizemos que a divisão é exata, ou seja, P(x) é divisível por D(x) ou D(x) é divisor de P(x). Se D(x) é divisor de P(x) R(x)=0 Exemplo: Determinar o quociente de P(x)=x 4+x3-7x2+9x-1 por D(x)=x2+3x-2. Aplicando o método da chave, temos: dividendo ordenadamente na parte de cima da “cerquinha”. 2º) O primeiro coeficiente do dividendo é repetido abaixo. 3º) Multiplicamos a raiz do divisor por esse coeficiente repetido abaixo e somamos o produto com o 2º coeficiente do dividendo, colocando o resultado abaixo deste. 4º) Multiplicamos a raiz do divisor pelo número colocado abaixo do 2º coeficiente e somamos o produto com o 3º coeficiente, colocando o resultado abaixo deste, e assim sucessivamente. 5º) Separamos o último número formado, que é igual ao resto da divisão, e os números que ficam à esquerda deste serão os coeficientes do quociente. Observe que o grau de Q(x) é uma unidade inferior ao de P(x), pois o divisor é de grau 1. Resposta:Q(x)=3x2+x+3 e R(x)=4. TEOREMA DO RESTO O resto da divisão de um polinômio P(x) pelo binômio b ax + b é igual a P . a Note que - b é a raiz do divisor. a Exemplo: Calcule o resto da divisão de x2 + 5x – 1 por x + 1. 1°- Achamos a raiz do divisor: x + 1=0 => x = – 1 O dispositivo de Briot-Ruffini Serve para efetuar a divisão de um polinômio P(x) por um binômio da forma (ax+b). Exemplo: Determinar o quociente e o resto da divisão do polinômio P(x) = 3x3 – 5x2 + x –2 por (x – 2). Resolução: 2°- Pelo teorema do resto sabemos que o resto é igual a P(-1) P(-1)=(-1)2+5.(-1)-1 => P(-1) = -5 = R(x) Resposta: R(x) = -5. EXERCÍCIOS Para a resolução desse problema no dispositivo de BriotRuffini seguimos os seguintes passos: 1º) Colocamos a raiz do divisor e os coeficientes do 01. (PUC-SP) Os valores de A e B tais que 1 x A B , são respectivamente: 2 x 1 x xx a) 2 e 1 b) 3 e 2 c) 1 e 2 d) 2 e 3 e) 1 e 3 392 02. (UFMG) Considerem-se os polinômios – – – O conjunto de todos os valores reais de a, para os quais a soma P(x) + Q(x) sejam um polinômio do 2º grau, é: a) {1} b) {2} c) {7} d) {1, 2} e) {1, 2, 7} 03. (UNIMONTES) Seja o polinômio , no qual n ∈ IN. Dividindo esse polinômio por x + 1, obtém-se o resto a) 0 b) 4 c) –2 d) 5 04. (DIAMANTINA) I. Sendo o polinômio ao polinômio igual a 7. – idêntico , então a + b + c + d é II. Não existe valor de m tal que o polinômio – seja de grau 2. III. Sendo P(x) um polinômio de grau 100, Q(x) = x – 3 e P(3) = 0, é possível concluir que a divisão de P(x) por Q(x) não é exata. IV. Sendo P1(x), P2(x), P3(x) três polinômios de graus 4, 7 e 7, respectivamente, podemos afirmar que o grau do polinômio P1(x)+ P2(x) + P3(x) é 7. Assinale a alternativa CORRETA. a) Todas as afirmativas são falsas. b) Todas as afirmativas são verdadeiras. c) Apenas a afirmativa IV é falsa. d) Apenas a afirmativa II e IV são falsas. e) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. 05. (UFMG) O quociente da divisão de por é: a) x - 5 b) x - 1 c) x + 5 d) 4x-5 e) 4x – 8 06. (Fuvest-SP) Dividindo-se o polinômio P(x) por , obtem-se quociente e resto –x+2. Nessas condições , o resto da divisão de P(x) por x-1 é a) 2 b) 1 c) 0 d) -1 e) -2 07. (UFMG) O polinômio P(x) = x 4 + mx2 + n é divisível por x2 – 4 e também por x2 – 3. O valor do produto m.n é a) – 84 b) – 12 c) – 1 d) 12 e) 14 08. (Ufal) O polinômio , com ∈ , é tal que P(2) = 14. Sendo i a unidade imaginaria, tem-se que P(2i) é igual a: a) 8-18i b) -18i c) -14i d) 14i e) 8 09. (U. São Judas-SP) Se o polinômio é identicamente nulo, então a+b+c vale: a) 2 b) 1 c) 0 d) -1 e) -2 10. (Uepa) Se o numero 1 é uma das raízes do polinômio , entao P(-1) é igual a: a) 2 b) -2 c) 3 d) -3 e) -4 11. (UFMG) Consideram-se e . o conjunto de todos os valores reais de a, para que a soma P(x) + Q(X) seja um polinômio do 20 grau, é: a) {1} b) {2} c) {7} d) {1,2} e) {1,2,7} 12. (Cesgranrio) Sendo Q(x) o quociente da divisão de podese afirmar que Q(-1) é igual a: a) 0 b) 2 c) 4 d) 6 e) 8 13. (Faap-SP) Se divide exatamente (isto é, o resto da divisão do segundo polinômio pelo primeiro é zero), então o valor da constante q é: a) 5 b) 2 c) 25 393 d) -18 e) 16 C) 1, -1 e 2. D) 1, -1 e 0. 14. (FGV-SP) O resto da divisão do polinômio por é: a) -1 b) 1 c) 2 d) -1 e) 0 20.(Unimontes) O valor de P(x) 2 3 1 1 1 1 1 x1 para x = a é 3 2 15.(UFMG) Sendo P(x) = 2b x – bx e Q(x) = a x + 2ax , o valor de P(a) – Q(b) é 2 a) 2ab 3 b) – 2a b c) ab(a – b) d) ab(a + b) e) 4ab2 – 2a3b 16.(OSEC) Se os polinômios ax 3 + bx2 + cx + d e x(x –1)(x – 2) são idênticos, então: a) a = 0 b) b = 1 c) c = 2 d) d = 3 e) n.d.a. 21.(Unimontes)Os valores de A, B e C, de forma que x5 Ax b C são, respectivamente, x3 x2 x 1 x2 1 x 1 A) 2, 7 e 8. B) –5, 2 e 1. C) –2, 4 e –1. D) –3, –2 e 3. 17.(ITA) Dividindo P(x) = x3 + x2 + x + 1 por Q(x) obtemos 23. (CFO/PM) Sejam a, b, c, d números reais que aparecem no dispositivo de Briot- Ruffini quociente S(x) = 1 + x e resto R(x) = x + 1. O polinômio Q(x) satisfaz: a) Q(2) = 0 b) Q(3) = 0 c) Q(0) 0 d) Q(1) 0 e) n.d.a. Sendo : 2 3 K = { [( a + b ) – ( c – d ) ]. [( 2acd - c.d b )] } , o valor de K é : 2 3 2 18.(UFMG) Sejam P(x) = x – 4 e Q(x) = x – 2x + 5x + a, onde Q(2) = 0. O resto da divisão de Q(x) por P(x) é a) b) c) d) e) –x–2 9x – 18 x+2 0 – 9x + 18 23.(CTSP-2010) Dada a expressão 2 A B C . O valor de A.B.C. é: 3 x x 1 x 1 x x 19.(Unimontes) Os valores de M, N e P, tais que para todo x real, x ≠ 1, x ≠ 0e x ≠ −1, são, respectivamente, A) -1, 2 e 0. B) -1, 1 e 1. A) - 549 B) - 836 C) 1054 D) 990 A) 4 B) -2 C) -4 D) 6 24.(UNIFESP)A divisão de um polinômio p(x) por um 3 2 polinômio k(x) tem q(x) = x + 3x + 5 como quociente e 2 r(x) = x + x + 7 como resto. Sabendo-se que o resto da 394 divisão de k(x) por x é 2, o resto da divisão de p(x) por x é a) 10. b) 12. c) 17. d) 25. e) 70. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. D D B C A C A 25.(FMTM-MG) Dividindo-se o polinômio P(x) por 3x – 2 obtém-se quociente Q(x) = x2 - 2x + 5 e resto r. Se P(2) = 20, então o valor de r é: A) 0 B) 2 C) 4 D) 5 E) 20 26.(UNIMONTES-2010) As raízes do polinômio 3 2 P(x) = x + mx + nx + p são 1, 2 e 3. O quociente de P(x) por x − 3 é A) x2 + 2. B) x2 − 2x +1. C) x2 − 3x + 2. D) x2 + 3x − 2. 27.(UNIMONTES) Considere a e b números reais não nulos. Se o polinômio P(x) = bx 3 + ax2 − bx + b é divisível por x – 1, é INCORRETO afirmar que GABARITO 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. C D B A B B A A B E A E C B B C D B B D 395 EQUAÇÕES POLINOMIAIS A obra Al-jabr wa’l muqãbalah, escrita no século IX pelo matemático árabe Mohammed ibu-Musa al-Khowarizmi é um dos trabalhos pioneiros a respeito da Teoria das Equações, no qual são estudadas as equações do 1º e do 2º grau. A partir da mesma, al-Khowarizmi inspirou os tratados posteriores até o Renascimento, quando os matemáticos buscavam uma fórmula resolutiva para equações polinomiais de qualquer grau, o que já haviam conseguido para equações até o 4º grau. Os matemáticos Évariste Galois e Niels Henrik Abel finalizaram esta busca, demonstrando que equações de grau superior a 4 não podem ser resolvidas por radicais e combinações de coeficientes. Desta forma, não há uma fórmula geral que resolva equações polinomiais de grau maior que 4. EQUAÇÕES POLINOMIAIS TEOREMA FUNDAMENTAL DA ÁLGEBRA A demonstração desse teorema foi a tese de doutoramento de Carl Friedrich Gauss, apresentada no ano de 1798. Embora outros matemáticos já tivessem tentado fazer essa demonstração, Gauss foi o primeiro a realizá-la com perfeição. Toda equação algébrica P(x) = 0 de grau n ≥ 1 admite, pelo menos, uma raiz complexa. TEOREMA DA DECOMPOSIÇÃO Decomposição Em Fatores Do 1º Grau Com o auxílio do teorema fundamental da álgebra, é possível mostrar que um polinômio de grau n ≥ 1 pode ser decomposto em um produto de fatores do 1º grau. Equação Polinomial ou Equação Algébrica é toda equação do tipo P(x) = 0: P(x) =an.xn + an-1.xn-1 + ... + a3.x3 + a2.x2 + a1.x + a0 = 0 Em que: an, an-1, ..., a3, a2, a1, a0 são os coeficientes; n é número natural; x é a variável complexa; Exemplo : O grau da equação polinomial é o grau do polinômio P(x); 1. Considere o polinômio P(x) = 2x3 – 8x2 – 2x + 8, cujas raízes são x1 = -1, x2 = 1 e x3 = 4. Colocando P(x) na forma fatorada, tem-se: O grau é dado pelo maior expoente da variável x. P(x) = 2(x + 1). (x – 1). (x – 4) Exemplos : 1. A equação x3 + 3x2 – 5x + 4 = 0 é polinomial, tendo: - Coeficientes: 1, 3, -5, 4; e Grau 3. 2 2. A equação x + 4 = 0 é polinomial, tendo: - Coeficientes: 1, 0, 4 e Grau: 2. RAIZ DA EQUAÇÃO POLINOMIAL MULTIPLICIDADE DE UMA RAIZ Ao fatorarmos um polinômio P(x), pode acontecer que um fator (x – x1) apareça exatamente m vezes. Dizemos, então, que o número z é a raiz de multiplicidade m do polinômio P(x) ou da equação P(x) =0 Assim, no polinômio Raiz da equação polinomial P(x) = 0 é todo número complexo α, tal que P(α) = 0. P(x) = x4 .(x – 2)3 .(x + 1)2 .(x – 5), dizemos que: Exemplos: • o número zero é a raiz de multiplicidade 4 (ou raiz quádrupla); 1. O valor 6 é raiz da equação polinomial 2x – 12 = 0, pois 2.6 – 12 = 0. Então P(6) = 0. • o número 2 é raiz de multiplicidade 3 (ou raiz tripla); 2. Os valores 2 e 5 representam as raízes da equação polinomial x2 – 7x + 10 = 0, pois 22 – 7.2 + 10 = 0 e 52 –7.5 + 10 = 0. Então P(2) = 0 e P(5) = 0. • o número –1 é raiz de multiplicidade 2 (ou raiz dupla); • o número 5 é raiz de multiplicidade 1 (ou raiz simples). 396 Exemplos: Conseqüências do teorema 1. Dada a equação algébrica (x – 5)(x + 3)4(x – 1)2=0, vamos determinar o que se pede. 1.. Se uma equação algébrica de coeficientes reais admite a raiz z = a + bi (b ≠ 0) de multiplicidade m, então admite também como raiz o conjugado z = a – bi de mesma multiplicidade. Resolução: a) O grau da equação Somando os graus de cada fator, obtemos o grau da equação: 1 + 4 + 2 = 7 Logo, o grau é 7. b) O conjunto solução nos complexos (x – 5)(x + 3)4(x – 1)2 = 0 x–5=0⇒x=5 (x + 3)4 = 0 ⇒ x + 3 = 0 ⇒ x = –3 (x – 1)2 = 0 ⇒ x – 1 = 0 ⇒ x = 1 2. Toda equação algébrica de coeficientes reais e grau ímpar admite pelo menos uma raiz real, pois o número de raízes não-reais é sempre par. Exemplos: 1. Vamos ver qual é o menor grau que pode ter uma equação de coeficientes reais que admita as raízes 2, 3i e 1 + i. Resolução: A equação algébrica terá no mínimo 5 raízes: Logo, o conjunto solução é: S = {–3, 1, 5} c) A multiplicidade da raiz –3 A raiz –3 tem multiplicidade quatro, pois o polinômio x + 3 aparece quatro vezes na forma fatorada da equação. 2. Vamos resolver a equação x4 – 10x3 + 32x2 – 38x + 15 = 0, sabendo que 1 é raiz de multiplicidade 2. 2, 3i, – 3i, 1 + i, 1 – i. Logo, o menor grau da equação é 5. RAÍZES RACIONAIS Resolução: A seguinte propriedade possibilitar-nos-á determinar todas as raízes racionais de uma equação algébrica de coeficientes inteiros. Se p/q com p e q primos entre si é uma raiz racional da equação algébrica de coeficientes inteiros Se 1 é raiz de multiplicidade 2, então podemos escrever: anxn + an–1xn–1+....+ a2x2 + a1x + a0 = 0, P(x) = (x – 1)2 . Q(x) Para obtermos Q(x), devemos dividir P(x) por (x – 1) duas vezes seguidas: Então p é divisor de a0 e q é divisor de an (com an ≠ 0 e a0 ≠ 0) Exemplo: 4 3 Vamos encontrar as raízes da equação 6x – 11x – 2 6x + 9x – 2 = 0. Solução: A equação tem coeficientes inteiros. Logo, Q(x) = x2 – 8x + 15. Resolvendo a equação Q(x) = 0, encontramos as outras raízes: 3 e 5. Logo, o conjunto solução é: S = {1, 3, 5}. RAÍZES COMPLEXAS Teorema: Se um número complexo z = a + bi (b ≠ 0) é raiz de uma equação algébrica de coeficientes reais, então o conjugado de z, = a – bi, também é raiz da equação. 397 Relações de Girard para uma equação de grau 4 A equação a0x4 + a1x3 + a2x2 + a3x + a4=0 possui como raízes os termos r1, r2, r3 e r4, nesse caso: Exemplos: RELAÇÕES DE GIRARD Relações de Girard para uma equação de grau 2 A equação a0x2 + a1x + a2=0 possui como raízes os termos r1 e r2, nesse caso: Relações de Girard para uma equação de grau 3 A equação a0x3 + a1x2 + a2x + a3 = 0 possui como raízes os termos r1, r2 e r3, nesse caso: TEOREMA DE BOLZANO Seja P(x)=0 uma equação polinomial de coeficientes reais e [a, b] um intervalo fechado. Se P(a) . P(b) < 0, então existe um número ímpar de raízes reais entre a e b. 398 3. CALCULE o comprimento da diagonal desse paralelepípedo. 02. (UFP–RS) A soma dos inversos das raízes da equação x3– 2x2 + 3x – 4 = 0 é igual a: Se P(a) . P(b) > 0, então existe um número par de raízes reais entre a e b. a) –3/4 b) –1/2 c) 3/4 d)4/3 e) 2 03.(UNIMONTES-2010) Para a equação , onde , as afirmações abaixo verdadeiras, EXCETO são A) A soma das raízes é 2. B) O discriminante é 9. C) As raízes são imaginárias. D) As raízes podem ser encontradas por fatoração, usando-se números imaginários. 04. (UNIMONTES – PAES) O volume de um paralelepípedo é V(x) = x3 – 6 x2 + 11x – 6 e sua altura é 3. A soma das outras dimensões desse paralelepípedo é a) 3. b) 2. c) 6. d) 4. EXERCÍCIOS 01.( UFMG) As dimensões a, b e c, em cm, de um paralelepípedo retângulo são as raízes do polinômio GABARITO 01. 1. 77/6 02. C 03. A 04. A 2. 103/3 3. p (x) = 6x3 – 44x2 + 103x – 77 1. CALCULE o volume desse paralelepípedo. 2. CALCULE a soma das áreas das faces desse paralelepípedo. 399 QUESTÕES DO ENEM LÓGICA E ROTAÇÃO E TRANSLAÇÃO DE FIGURAS 01. (ENEM-2009) Um decorador utilizou um único tipo de transformação geométrica para compor pares de cerâmicas em uma parede. Uma das composições está representada pelas cerâmicas indicadas por I e II. Utilizando a mesma transformação, qual é a figura que compõe par com a cerâmica indicada por III? 02. (ENEM-2009) Um dos diversos instrumentos que o homem concebeu para medir o tempo foi a ampulheta, também conhecida como relógio de areia. Suponha que uma cozinheira tenha de marcar 11 minutos, que é o tempo exato os biscoitos que ela colocou no forno. Dispondo de duas ampulhetas, uma de 8 minutos e outra de 5, ela elaborou 6 etapas, mas fez o mesmo esquema, representando a seguir, somente até a 4ª etapa, pois é só depois dessa etapa que ela começa a contar os 11 minutos. 03. (ENEM-2009) Uma das expressões artísticas mais famosas associada aos conceitos de simetria e congruência é, talvez, a obra de Maurits Comelis Escher, artista holandês cujo trabalho é amplamente difundido. A figura apresentada, de sua autoria, mostra a pavimentação do plano com cavalos claros e cavalos escuros, que são congruentes e se encaixam sem deixar espaços vazios. Realizando procedimentos análogos aos feitos por Escher, entre as figuras abaixo, aquela que poderia pavimentar um plano, utilizando-se peças congruentes de totalidades claras e escuras é A opção que completa o esquema é 400 04. (ENEM-2013)Um programa de edição de imagens possibilita transformar figuras em outras mais complexas. Deseja-se construir uma nova figura a partir da original. A nova figura deve apresentar simetria em relação ao ponto O. pontos A e B são equidistantes do pivô: A projeção ortogonal da trajetória dos pontos A e B, sobre o plano do chão da gangorra, quando esta se encontra em movimento, é: A imagem que representa a nova figura é: 06.(ENEM/2009) As figuras a seguir exibem um trecho de um quebra-cabeças que está sendo montado. Observe que as peças são quadradas e há 8 peças no tabuleiro da figura A e 8 peças no tabuleiro da figura B. As peças são retiradas do tabuleiro da figura B e colocadas no tabuleiro da figura A na posição correta, isto é, de modo a completar os desenhos. qBittorrent.lnk 05. (ENEM-2013)Gangorra é um brinquedo que consiste de uma tábua longa e estreita equilibrada e fixada no seu ponto central(pivô). Nesse brinquedo, duas pessoas sentam-se nas extremidades e, alternadamente, impulsionam-se para cima, fazendo descer a extremidade oposta, realizando,assim, o movimento da gangorra. Considere a gangorra representada na figura, em que os 401 e) Disponível em: http://pt.eternityii.com. Acesso em: 14 jul. 2009. É possível preencher corretamente o espaço indicado pela seta no tabuleiro da figura A colocando a peça a)1 após girá-la 90° no sentido horário. b)1 após girá-la 180° no sentido anti-horário. c)2 após girá-la 90° no sentido anti-horário. d)2 após girá-la 180° no sentido horário. e)2 após girá-la 270° no sentido anti-horário. GABARITO 01. B 02. C 03. D 04. E 05. B 06. C 07. E 07.(ENEM/2009) Em Florença, Itália, na Igreja de Santa Croce, é possível encontrar um portão em que aparecem os anéis de Borromeo. Alguns historiadores acreditavam que os círculos representavam as três artes: escultura, pintura e arquitetura, pois elas eram tão próximas quanto inseparáveis. Scientific American, ago. 2008. Qual dos esboços a seguir melhor representa os anéis de Borromeo? a) b) c) d) 402 PROVA DO ENEM - 2015 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 PROVA DO ENEM APLICADA NAS UNIDADES PRISIONAIS E SOCIOEDUCATIVAS ( 2015 ) 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 GABARITO - ENEM 2015 GABARITO - ENEM 2015 (UNIDADES PRISIONAIS) 428