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Função Logarítmica Nível 1 1. Se 10f(x) log (x) e x 0, então f(1 x) f(100x) é igual a a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. 2. Um estudante acompanha duas reações químicas A e B que evoluem ao longo de t segundos, com velocidades AV (t) e BV (t), dadas por A 2V (t) log (t 4) e 2 B 4V (t) log (t 3t 31). Segundo orientações recebidas, determinado catalisador deve ser inserido no processo quando as velocidades das reações se igualarem. Iniciado o processo, essa ação será efetivada em: a) 1s. b) 3 s. c) 4 s. d) 7 s. 3. Para qual das funções abaixo, a equação f(x) 1 0 não possui uma raiz real? a) xf(x) e b) 10f(x) log x c) 2f(x) x d) f(x) 2x e) f(x) 1 4. Na figura, está representada parte do gráfico da função f definida por f(x) log (ax 2) 1, com a 0 e o ponto A(1, 1) pertencente ao gráfico da função f. O valor de a é: a) 1 b) 2 c) 1 d) 2 e) 8 5. Um jardineiro cultiva plantas ornamentais e as coloca à venda quando estas atingem 30 centímetros de altura. Esse jardineiro estudou o crescimento de suas plantas, em função do tempo, e deduziu uma fórmula que calcula a altura em função do tempo, a partir do momento em que a planta brota do solo até o momento em que ela atinge sua altura máxima de 40 centímetros. A fórmula é 2h 5 log (t 1), em que t é o tempo contado em dia e h, a altura da planta em centímetro. A partir do momento em que uma dessas plantas é colocada à venda, em quanto tempo, em dia, ela alcançará sua altura máxima? a) 63 b) 96 c) 128 d) 192 e) 255 6. Enquanto um ser está vivo, a quantidade de carbono 14 nele existente não se altera. Quando ele morre, essa quantidade vai diminuindo. Sabe-se que a meia-vida do carbono 14 é de 5.730 anos, ou seja, num fóssil de um organismo que morreu há 5.730 anos haverá metade do carbono 14 que existia quando ele estava vivo. Assim, cientistas e arqueólogos usam a seguinte fórmula para saber a idade de um fóssil encontrado: t 5730 0Q(t) Q 2 em que t é o tempo, medido em ano, Q(t) é a quantidade de carbono 14 medida no instante t e 0Q é a quantidade de carbono 14 no ser vivo correspondente. Um grupo de arqueólogos, numa de suas expedições, encontrou 5 fósseis de espécies conhecidas e mediram a quantidade de carbono 14 neles existente. Na tabela temos esses valores juntamente com a quantidade de carbono 14 nas referidas espécies vivas. Fóssil 0Q Q(t) 1 128 32 2 256 8 3 512 64 4 1024 512 5 2048 128 O fóssil mais antigo encontrado nessa expedição foi a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Psicólogos educacionais podem utilizar modelos matemáticos para investigar questões relacionadas à memória e retenção da informação. Suponha que um indivíduo tenha feito um teste e que, depois de t meses e sem rever o assunto do teste, ele tenha feito um novo teste, equivalente ao que havia feito anteriormente. O modelo matemático que descreve situação de normalidade na memória do indivíduo é dado por y 82 12 log(t 1), sendo y a quantidade de pontos feitos por ele no instante t. 7. Considere agora que, após t meses da aplicação do teste inicial, a pontuação do indivíduo tenha caído 18 pontos na nova aplicação do teste. Adotando 10 3,16, t é igual a a) 25,1. b) 30,6. c) 32,3. d) 32,4. e) 28,8. 8. Após t meses da aplicação do teste inicial, a pontuação de um indivíduo no novo teste caiu para 70 pontos. Assim, é correto concluir que esse novo teste ocorreu t meses após o primeiro teste, com t igual a a) 11. b) 8. c) 15. d) 12. e) 9. 9. O gráfico da função y log(x 1) é representado por: a) b) c) d) 10. O mundo que nos cerca é caótico, mas podemos tentar limitá-lo no computador. A geometria fractal é uma imagem muito versátil que nos ajuda a lidar com os fenômenos caóticos e imprevisíveis. Benoît Mandelbrot O caos e a ordem A tendência das coisas de se desordenarem espontaneamente é uma característica fundamental da natureza. Para que ocorra a organização, é necessária alguma ação que estabeleça a ordem. Se não houver nenhuma ação nesse sentido, a tendência é que a desorganização prevaleça. A existência da ordem/desordem está relacionada com uma característica fundamental da natureza que denominamos entropia. A entropia, por sua vez, está relacionada com a quantidade de informação necessária para caracterizar um sistema. Dessa forma, quanto maior a entropia, mais informações são necessárias para descrevermos o sistema. A manutenção da vida é um embate constante contra a entropia. A luta contra a desorganização é travada a cada momento por nós. Desde o momento da nossa concepção, a partir da fecundação do óvulo pelo espermatozoide, o nosso organismo vai-se desenvolvendo, ficando mais complexo. Partimos de uma única célula e chegamos à fase adulta com trilhões delas especializadas para determinadas funções. Entretanto, com o passar do tempo, o nosso organismo não consegue mais vencer essa batalha. Começamos a sentir os efeitos do tempo e a envelhecer. Como a manutenção da vida é uma luta pela organização, quando esta cessa, imediatamente o corpo começa a se deteriorar e a perder todas as características que levaram muitos anos para se estabelecerem. Desde a formação do nosso planeta, a vida somente conseguiu desenvolver-se às custas de transformar a energia recebida pelo Sol em uma forma útil, ou seja, uma forma capaz de manter a organização. Quando o Sol não puder mais fornecer essa energia, em 5 bilhões de anos, não existirá mais vida na Terra. Com certeza, a espécie humana já terá sido extinta muito antes disso. O universo também não resistirá ao embate contra o aumento da entropia. Em uma escala inimaginável de tempo de 10100 anos (1 seguido de 100 zeros!), se o universo continuar a sua expansão, que já dura 15 bilhões de anos, tudo o que conhecemos estará absolutamente disperso. A entropia finalmente vencerá. Internet: <educacao.aol.com.br> (com adaptações). Para se trabalhar com a “escala inimaginável de tempo” mencionada no último parágrafo do texto, poderia ser feita uma transformação que associa cada número da escala a um bem menor, de modo que a quantidade de zeros fosse drasticamente reduzida. Por exemplo, o número 10100 (1 seguido de 100 zeros) pode ser associado ao número 100. A função matemática que tem essa propriedade é a a) exponencial. b) logarítmica. c) tangente. d) seno. 11. O produto entre o maior número inteiro negativo e o menor número inteiro positivo que pertence ao domínio da função 23f(x) log (x 2x 15) é a) – 24. b) – 15. c) – 10. d) – 8. 12. Em 1997 iniciou-se a ocupação de uma fazenda improdutiva no interior do país, dando origem a uma pequena cidade. Estima-se que a população dessa cidade tenha crescido segundo a função 2P 0,1 log x 1996 , onde P é a população no ano x, em milhares de habitantes. Considerando 2 1,4, podemos concluir que a população dessa cidade atingiu a marca dos 3600 habitantes em meados do ano: a) 2005 b) 2002 c) 2011 d) 2007 e) 2004 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Escalas logarítmicas são usadas para facilitar a representação e a compreensão de grandezas que apresentam intervalos de variação excessivamente grandes. O pH, por exemplo, mede a acidez de uma solução numa escala que vai de 0 a 14; caso fosse utilizada diretamente a concentração do íon H para fazer essa medida, teríamos uma escala bem pouco prática, variando de 0,00000000000001 a 1. Suponha que um economista, pensando nisso, tenha criado uma medida da renda dos habitantes de um país chamada Renda Comparativa (RC), definida por 0 R RC log , R em que R é a renda, em dólares, de um habitante desse país e 0R é o salário mínimo, em dólares, praticado no país. (Considere que a notação log indica logaritmo na base 10.) 13. Dentre os gráficos abaixo, aquele que melhor representa a Renda Comparativa de um habitante desse país em função de sua renda, em dólares, é a) b) c) d) e) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto a seguir e responda à(s) questão(ões). Um dos principais impactos das mudanças ambientais globais é o aumento da frequência e da intensidade de fenômenos extremos, que quando atingem áreas ou regiões habitadas pelo homem, causam danos. Responsáveis por perdas significativas de caráter social, econômico e ambiental, os desastres naturais são geralmente associados a terremotos, tsunamis, erupções vulcânicas, furacões, tornados, temporais, estiagens severas, ondas de calor etc. (Disponível em: <www.inpe.br>. Acesso em: 20 maio 2015.) 14. Em relação aos tremores de terra, a escala Richter atribui um número para quantificar sua magnitude. Por exemplo, o terremoto no Nepal, em 12 de maio de 2015, teve magnitude 7,1 graus nessa escala. Sabendo-se que a magnitude y de um terremoto pode ser descrita por uma função logarítmica, na qual x representa a energia liberada pelo terremoto, em quilowatts-hora, assinale a alternativa que indica, corretamente, o gráfico dessa função. a) b) c) d) e) Gabaritos Comentados Nível 1 Resposta da questão 1: [B] Sendo 10log x logx, com x 0, temos 2 2 1 1 f f(100x) log log(100x) x x 1 log 10 x x log10 2log10 2. Resposta da questão 2: [B] Queremos calcular o valor de t para o qual se tem A BV (t) V (t), ou seja, 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 1 log (t 4) log (t 3t 31) log (t 4) log (t 3t 31) 2 log (t 4) log (t 3t 31) t 8t 16 t 3t 31 t 3 s. Resposta da questão 3: [C] Calculando: [A] xe 1 0 x 0 0 [B] 10log x 1 0 x 10 10 [C] 2x 1 0 se x , então 2x 0, logo 2x 1 0 [D] 1 12x 1 0 x 2 2 [E] 1 1 0 1 Resposta da questão 4: [C] Se A(1, 1) pertence ao gráfico de f, então 01 log(a 1 2) 1 a 2 10 a 1. Resposta da questão 5: [D] O tempo necessário, em dias, para que a planta atinja 30 centímetros de altura é dado por 6 230 5 log (t 1) 2 t 1 t 63. Por outro lado, o tempo para que ela atinja 40 centímetros é, em dias, igual a 8 240 5 log (t 1) 2 t 1 t 255. A resposta é 255 63 192. Resposta da questão 6: [B] Tem-se que t t 05730 5730 0 t 05730 2 2 0 2 Q Q(t) Q 2 2 Q(t) Q log 2 log Q(t) Q t 5730 log . Q(t) Como a função 2log x é crescente, o fóssil mais antigo é aquele que tiver a maior razão 0 i Q r . Q(t) Portanto, sendo 1 128 r 4, 32 2 256 r 32, 8 3 512 r 8, 64 4 1024 r 2 512 e 5 2048 r 16, 128 podemos concluir que o fóssil mais antigo é o 2. Resposta da questão 7: [B] Lembrando que log1 0, para t 0, temos y 82. Assim, tendo caído 18 pontos a pontuação do indivíduo, vem 3 2 18 82 18 82 12log(t 1) log(t 1) 12 t 1 10 t 10 10 1 t 30,6. Resposta da questão 8: [E] Se y 70, então 1 70 82 12log(t 1) 12log(t 1) 12 log(t 1) 1 t 1 10 t 9. Resposta da questão 9: [D] A raiz da função y log(x 1) é tal que 0log(x 1) 0 x 1 10 x 0. Daí, o gráfico intersecta o eixo das abscissas no ponto (0, 0). Portanto, a alternativa correta é a [D], cujo gráfico passa pela origem. Resposta da questão 10: [B] Seja f a função definida por f(x) = logx, com x>0. Desse modo, f(10100) = log10100 = 100 e, portanto, a função matemática que tem a propriedade citada é a logarítmica. Resposta da questão 11: [A] A função f está definida para os valores reais de x, tais que 2 2x 2x 15 0 (x 1) 16 | x 1| 4 x 3 ou x 5. Portanto, como 4 é o maior número inteiro negativo e 6 é o menor número inteiro positivo que pertencem ao domínio de f, segue que o produto pedido é igual a 4 6 24. Resposta da questão 12: [D] Queremos calcular o valor de x para o qual se tem P 3,6. Assim, 3,5 2 3 3,6 0,1 log (x 1996) x 1996 2 x 2 2 1996 x 2007,2, ou seja, a cidade atingiu a marca dos 3600 habitantes em meados de 2007. Resposta da questão 13: [D] Seja a função y logx, definida de em , cujo gráfico é Fazendo y RC e 0 R x , R obtemos 0 R RC log . R Assim, 0 0 0 0 R R R RC log log1 0 (R , 0). R Portanto, o gráfico que melhor representa a Renda Comparativa de um habitante desse país em função de sua renda é o da alternativa (D). Resposta da questão 14: [B] Se y f(x), então o gráfico que mais se assemelha ao de uma função logarítmica é o da alternativa [B]. Nível 2 15. Sendo 2x 1f(x) log x 1, então a) x 1 e x 2 b) x 1 c) 1 x 1 d) x 1 e) x 1 e x 2 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O gráfico a seguir representa as funções xf(x) 2 e 2g(x) log x. 16. Seja A um número inteiro tal que: f(A) g(A) 10 g(f(A) g(A)) 3 Então, g(g(A)) é aproximadamente igual a a) 0,6. b) 1,2. c) 1,8. d) 2,4. e) 3,0 17. A curva do gráfico abaixo representa a função 4y log x A área do retângulo ABCD é a) 12. b) 6. c) 3. d) 4 3 6log . 2 e) 4log 6. 18. Analise as afirmações a seguir. I. Na figura a seguir o ponto O é o centro da circunferência cujo raio mede 13 cm. 2 Os pontos A, B e C pertencem à circunferência. Sabe-se que AC mede 12 cm e o segmento DC é a altura do triângulo ABC. Então, a medida do segmento DB é maior que 2 cm. II. O gráfico a seguir representa a função 2f(x) ax bx c em que a, b, c . Então, o valor mínimo dessa função é 1 . 12 III. Se g é a função definida por 5x 7 g(x) , 2x 1 então 1g (3) 10. lV. Após um acidente ambiental, determinada população de animais foi submetida a severas mudanças no habitat em que viviam. Pesquisadores observaram os animais e notaram várias mudanças na população, dentre elas o crescimento populacional. Os estudos modelaram o crescimento dessa população conforme a função 7 N log (x 2), em que N representa o número de indivíduos da população, dado em centenas, e x representa o tempo decorrido, em dias, considerando o início da contagem dos animais após o acidente. Nessas condições, essa população possuía uma quantidade de 400 animais somente 50 dias após o início da contagem. Assinale a alternativa que contém todas as afirmações corretas. a) II – III b) I – II – IV c) III – IV d) I – III 19. Considere a função 2f(x) log x, analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa correta. a) Se f(x y) 4 e 2 2x y 32 então f(x y) 9. b) f é crescente para x [0, ). c) Existem dois valores x Dom(f) tais que 2f(x ) 2. d) A função f é bijetora e sua inversa é definida por 1 1 f (x) . f(x) 20. No plano cartesiano abaixo estгo representados os grбficos das funзхes f, g e h, todas definidas no conjunto dos nъmeros reais positivos por a bf(x) log x, g(x) log x e ch(x) log x. O valor de 10log (abc) й a) 1 b) 3 c) 10log 3d) 101 log 3 e) 10 10 10log 2 log 3 log 5 21. Dadas as funções reais de variável real f e g, definidas por 2f(x) log (x) e 2g(x) x 4, pode-se afirmar que f(x) g(x) é verdadeiro para um valor de x localizado no intervalo a) [0;1]. b) [1; 2]. c) [2; 3]. d) [3; 4]. e) [4; 5]. 22. O domínio de uma função real de variável real f ι o mais amplo subconjunto X de , tal que para cada x X, f(x) ι um número real bem definido. Portanto, se X ι o domínio da função real de variavel real f, definida pela expressão 2f(x) log(x 6x 6), então, tem-se que log k logaritmo decimal de k a) X {x : x 1} {x : x 5}. b) X . c) X {x : x 0}. d) X {0}. 23. Considere os valores de pertencentes ao conjunto S {x | x 4}. Associe cada uma das funções f(x) com x S, exibidas na coluna A da tabela abaixo com as suas respectivas inversas, exibidas na coluna B. Funções e suas inversas A B 1. 42f(x) log x 4 ( ) 1 x 4f (x) ( 2) 4 2. 2 x 4 f(x) 2 log 4 ( ) 1 2x 1f (x) 2 4 3. 4f(x) log (2x 8) ( ) 1 4xf (x) 2 4 Assinale a alternativa que contém a sequência correta de classificação, de cima para baixo. a) 3 – 1 – 2 b) 2 – 1 – 3 c) 1 – 3 – 2 d) 3 – 2 – 1 e) 2 – 3 – 1 24. O domínio da função real de variável real definida por 2 27 3f(x) log (x 4x) log (5x x ) é o intervalo aberto cujos extremos são os números a) 3 e 4. b) 4 e 5. c) 5 e 6. d) 6 e 7. 25. Seja f : D a função definida por 2f x log x x , onde D é dado por D x | x 1 . Analise as proposições abaixo. I. A função f não admite nenhuma raiz pertencente a D. II. Existe um único valor de x D para o qual f x 2log 2 log 3. III. Existe um único valor de x D para o qual 3 2 2 3 f x . log 10 log 10 Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa II é verdadeira. b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. c) Somente a afirmativa III é verdadeira. d) Somente a afirmativa I é verdadeira. e) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. 26. A escala Richter atribui um número M para quantificar a magnitude de um tremor, ou seja, 10 10 0M(A) Log A Log A , onde A 0 é a amplitude máxima das ondas sísmicas medidas a 100km do epicentro do sismo e 0A 0 é uma amplitude de referência. Por exemplo, em 1945, no Japão, o tremor gerado pela bomba atômica teve magnitude aproximada de 4,9 na escala Richter, enquanto que o tremor ocorrido naquele país, em março de 2011, teve magnitude de 8,9. Com base nessas informações, considere as afirmativas a seguir. I. A amplitude máxima das ondas sísmicas do tremor de 2011 foi 10.000 vezes maior do que a amplitude máxima das ondas sísmicas geradas pela bomba de Hiroshima. II. A diferença de magnitude de dois tremores, em relação às respectivas amplitudes máximas das ondas sísmicas, é uma função quadrática. III. Um tremor de magnitude 8,0 na escala Richter tem ondas sísmicas com amplitude máxima 10 vezes maior do que a amplitude máxima em um tremor de magnitude 7,0. IV. Se a amplitude máxima das ondas sísmicas de um tremor for menor que a amplitude de referência 0A , tem- se que a magnitude deste tremor é positiva. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 27. Os gráficos das funções f e g estão representados geometricamente na figura que se segue. Se h é a função definida h(x) log(f(x) g(x)), o domínio de h é a) ] 2, 2[ ]5, [ . b) ] , 2[ ]2, 5[ . c) ] , 2[ ]5, [ . d) ] 2, 5[ . e) ] 2, 5[ . 28. Uma função f, cujo domínio é o conjunto x / x 0 , é tal que, para todo a, b , verifica-se a igualdade: f ab f a f b . Nessas condições, 1 f 2 f 2 é igual a a) 0. b) 1 . 2 c) 1. d) 5 . 4 e) 3 . 2 29. Na figura abaixo, dois vértices do trapézio sombreado estão no eixo x e os outros dois vértices estão sobre o gráfico da função real kf x log x, com k 0 e k 1. Sabe-se que o trapézio sombreado tem 30 unidades de área; assim, o valor de k p q é a) 20 b) 15 c) 10 d) 15 e) 20 30. Seja f uma função a valores reais, com domínio D , tal que 210 1 3f(x) log (log (x x 1)), para todo x D. O conjunto que pode ser o domínio D é a) x ; 0 x 1 b) x ; x 0 ou x 1 c) 1x ; x 103 d) 1x ; x ou x 103 e) 1 10x ; x9 3 31. Considere a função 38f(x) log (x 3) . A quantidade de números inteiros que pertencem ao conjunto solução da inequação f(x)4 2x 105 é igual a: a) 8 b) 12 c) 21 d) 19 e) 11 TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Utilize as informações a seguir para a(s) questão(ões) abaixo. Informação I A figura a seguir exibe parte do gráfico da função 0,85f(x) log x, cujo domínio é x | 0 x 0,85 . Informação II Um carro, que no ato da compra vale R$ 40.000,00, tem uma desvalorização de 15% ao ano. Ou seja, após um ano, o carro tem, a cada instante, um valor 15% menor do que o valor que tinha exatamente um ano antes. 32. Passados 20 anos, o carro valerá cerca de a) R$ 600,00. b) R$ 1.600,00. c) R$ 6.000,00. d) R$ 16.000,00. e) R$ 25.000,00. 33. Para que o carro perca 80% do seu valor, é necessário que se passem a) entre 5 e 6 anos. b) entre 6 e 7 anos. c) entre 7 e 8 anos. d) entre 8 e 9 anos. e) entre 9 e 10 anos. Gabaritos Comentados Nível 2 Resposta da questão 15: [E] De acordo com as condições de existência da função logarítmica, temos as seguintes desigualdades: Portanto, x 1 e x 2. Resposta da questão 16: [A] Do enunciado, temos A 2f(A) g(A) 10 2 log A 10 e A 2 2g(f(A) g(A)) 3 log (2 log A) 3. Como A é inteiro, segue que 2 2 2 2 4 2 A 2 log (2 log 2) log 5 3 A 3. A 4 2 log 4 18 10 Assim, 2 2g(g(A)) g(g(3)) log (log 3) e, portanto, 2 2 2 2 2 2log (log 2) log (log 3) log (log 4) 0 g(g(A)) 1. Resposta da questão 17: [B] Sendo S a área do retângulo ABCD, C DS 8 2 y y C é um ponto do gráfico da função 4y log x, logo, 2 C 4 3 C 2 C 2 C y log 8 y log 2 1 y 3 log 2 2 3 y 2 D Ay y e A é um ponto do gráfico da função 4y log x, logo, 2 A 4 A 2 A 2 A D y log 2 y log 2 1 y log 2 2 1 1 y y 2 2 Assim, 3 1 S 8 2 2 2 S 6 1 S 6 Resposta da questão 18: [A] [I] Falsa. Desde que AB é diâmetro, podemos concluir quer o triângulo ABC é retângulo em C. Logo, segue que 13 AB 2 13cm. 2 Ademais, como AC 12cm, vem BC 5cm. Em consequência, pelas relações métricas do triângulo retângulo, temos 2 2BC AB BD 5 13 BD 25 26 BD 2cm. 13 13 [II] Verdadeira. Com efeito, do gráfico, sabemos que os zeros de f são 1 2 x 3 e 2x 1. Logo, como a parábola também passa pelo ponto (0, 2), temos 2 2 a 0 (0 1) a 3. 3 Portanto, como a abscissa do vértice é 1 2 5 1 , 2 3 6 podemos concluir que o valor mínimo de f é 5 5 2 5 1 f 3 1 . 6 6 3 6 12 [III] Verdadeira. De fato, pois 5x 7 y 2xyy 5x 7 2x 1 y 7 x . 2y 5 Assim, temos 1 3 7g (3) 10. 2 3 5 [IV] Falsa. Na verdade, se x 50, então 1 2 7 7 7 2 7 N log (50 2) log 52 2 log 52 2 log 7 4. Resposta da questão 19: [A] [A] 2f x y log x y Como f x y 4, 2 4 log x y 4 x y 2 De 4x y 2 e 2 2x y 32, 4 5 4 9 2 x y 32 x y 2 2 x y 2 Daí, 9 2f x y log 2 f x y 9 Então, a afirmação [A] é correta. [B] Observe o gráfico de 2f x log x. f x é crescente para x 0, , logo, a afirmação [B] é incorreta. [C] De 2f x log x, 2 2 2 2 2 2 f x log x f x 2 log x 2 De 22log x 2, 2 2 2 x 2 x 4 Como x 0, x 2 Então, a afirmação [C] é incorreta. [D] Do gráfico de f x nota-se que f x é injetora. Além disso, fIm Contradomínio , ou seja, f é sobrejetora. Logo, f é bijetora. Para x 0, 2 y 1 x y log x 2 x 1 f x 2 f x Logo, a afirmação [D] é incorreta. Resposta da questão 20: [D] Calculando: 1 a 1 b 1 c 10 10 10 10 10 10 f(2) log 2 1 a 2 a 2 g(3) log 3 1 b 3 b 3 h(5) log 5 1 c 5 c 5 log (abc) log (2 3 5) log 3 10 log 3 log 10 1 log 3 Resposta da questão 21: [B] Graficamente: Portanto, x se localiza no intervalo [1; 2]. Resposta da questão 22: [A] Para que f esteja definida em , deve-se ter 2 2log(x 6x 6) 0 x 6x 6 1 (x 1)(x 5) 0 {x | x 1 ou x 5}. Ademais, pelas condições de existência dos logaritmos, vem 2x 6x 6 0 (x 3 3)(x 3 3) 0 {x | x 3 3 ou x 3 3}. Portanto, da interseção das duas condições acima, segue que X {x | x 1 ou x 5}. Resposta da questão 23: [E] De 42f x log x 4, 14 2 x 14 4 x 1 1 4x x log f x 4 2 f x 4 2 f x 4 f x 2 4 De 2 x 4 f x 2log , 4 1 2 1 2 x 1 2 x 12 x 1 2 2 4 x 1 2 x 4 1 1 2 x 41 f x 4 x 2log 4 f x 4x log 2 4 f x 4 2 4 4 2 f x 4 f x 2 2 4 f x 2 4 f x 2 4 f x 2 4 De 4f x log 2x 8 , 1 4 x 1 x 2 1 2x 1 2x 1 1 1 2x 1 x log 2f x 8 4 2f x 8 2 2f x 8 2 f x 4 2 2 f x 4 f x 2 4 Assim, a sequência de classificação, de cima para baixo, é 2 – 3 – 1. Resposta da questão 24: [B] Pela condição de existência dos logaritmos, deve-se ter 2 2x 4x 0 x(x 4) 0 e e x(x 5) 0 (x 0 ou x 4) e (0 x 5) 4 x 5. 5x x 0 Portanto, o maior subconjunto dos números reais para o qual f está definida é o intervalo aberto cujos limites inferior e superior são, respectivamente, 4 e 5. Resposta da questão 25: [B] I. Falsa. Pondo f(x) 0, obtemos 2 2log(x x) 0 x x 1 0 1 5 x 1. 2 II. Verdadeira. Como 22log2 log3 log(2 3) log12, vem 2 2x x 12 x x 12 0 x 4. III. Verdadeira. Temos que 3 2 2 3 2 3 2log3 3log2 log 10 log 10 log3 log2 log72. Portanto, 2 2x x 72 x x 72 0 x 9. Resposta da questão 26: [B] I. Correta. Sejam 1A e 2A , respectivamente, a amplitude máxima registrada em Hiroshima e a amplitude máxima registrada no tremor de 2011. Temos que 2 1 10 2 10 0 10 1 10 0 2 10 1 M(A ) M(A ) log A log A (log A log A ) A log . A Portanto, 42 2 10 2 1 1 1 A A 8,9 4,9 log 10 A 10.000 A . A A II. Errada. Conforme (I), a diferença de magnitude de dois tremores, em relação às respectivas amplitudes máximas das ondas sísmicas, é uma função logarítmica. III. Correta. De fato, 210 2 1 1 A 8 7 log A 10 A . A IV. Errada. Se 00 A A , então 0 A 0 1. A Logo, M(A) 0. Resposta da questão 27: [B] Supondo que o gráfico da função f é a reta, temos f(x) 0 para x 2, f(x) 0 para x 2 e f(x) 0 para x 2. Daí, o gráfico de g é a parábola e g(x) 0 para x 2 ou x 5, g(x) 0 para 2 x 5 e g(x) 0 para x 2 ou x 5. Seja h :D , em que D é o mais amplo subconjunto dos números reais para o qual a função h está definida. Tem-se que f(x) g(x) deve ser um número real positivo. Logo, podemos concluir que D ] , 2[ ]2, 5[. Resposta da questão 28: [A] De acordo com a definição de f, obtemos f(1) f(1 1) f(1) f(1) f(1) 0. Portanto, 1 1 f(2) f f 2 f(1) 0. 2 2 Resposta da questão 29: [B] Como a função f passa pelos pontos (p,1) e (q, 2), segue que klog p 1 k p e 2 klog q 2 k q. Sabendo que a área do trapézio é igual a 30 u.a, vem 1 2 (q p) 30 q p 20 0. 2 Daí, obtemos 2k k 20 0 k 4 ou k 5. Portanto, como k 0, temos que k p q 5 5 25 15. Resposta da questão 30: [A] Como 2x x 1 0 para todo x real, segue que os valores de x para os quais f está definida são tais que 2 2 1 3 1 3 1 3 2 log (x x 1) 0 log (x x 1) log 1 x x 1 1 x (x 1) 0 0 x 1. Resposta da questão 31: [E] Supondo f :] 3, [ , tem-se que 3 3 3 8 22 f(x) log (x 3) log (x 3) log (x 3). Logo, vem 2 f(x) 2f(x) log (x 3) 2 2 2 2 4 2x 105 2 2x 105 (2 ) 2x 105 (x 3) 2x 105 x 4x 96 (x 2) 100 12 x 8. Porém, como x é um elemento do domínio de f, segue que a solução da inequação é o intervalo 3 x 8. Donde concluímos que o resultado pedido é 8 ( 2) 1 11. Resposta da questão 32: [B] Sabemos que f(x) 20 para x aproximadamente igual a 0,04. Daí, como o valor do carro após t anos é dado por tv 40000 0,85 , segue que a resposta é 20v 40000 0,85 , ou seja, aproximadamente 40000 0,04 R$ 1.600,00. Resposta da questão 33: [E] O valor do carro após t anos é dado por tv 40000 0,85 . Queremos calcular o valor de t para o qual se tem v 0,2 40000 8000. Logo, temos t t 0,8540000 0,85 8000 0,85 0,2 t log 0,2. Portanto, do gráfico, sabemos que será necessário que se passem entre 9 e 10 anos para que o carro perca 80% do seu valor. Nível 3 34. O gráfico que melhor representa a função real de variável real nx 1 f(x) nx 1 é a) b) c) d) e) 35. Seja f(x) | 3 log(x) |, x . Sendo n um número inteiro positivo, a desigualdade n 3 n 1 f(x) 2f(x) 4f(x) 2 f(x) 9 4 12 36 43 somente é possível se: Obs.: log representa a função logarítmica na base 10. a) 60 x 10 b) 6 810 x 10 c) 3 610 x 10 d) 0 610 x 10 e) 6 610 x 10 36. Um engenheiro projetou um automóvel cujos vidros das portas dianteiras foram desenhados de forma que suas bordas superiores fossem representadas pela curva de equação y log(x), conforme a figura. A forma do vidro foi concebida de modo que o eixo x sempre divida ao meio a altura h do vidro e a base do vidro seja paralela ao eixo x. Obedecendo a essas condições, o engenheiro determinou uma expressão que fornece a altura h do vidroem função da medida n de sua base, em metros. A expressão algébrica que determina a altura do vidro é a) 2 2n n 4 n n 4 log log 2 2 b) n n log 1 log 1 2 2 c) n n log 1 log 1 2 2 d) 2n n 4 log 2 e) 2n n 4 2 log 2 37. Considerando o logaritmo na base 10 e analisando as possíveis soluções reais da equação 4 2log(cos x 26cos x 125) 2, pode-se afirmar corretamente que a equação a) não possui solução. b) possui exatamente duas soluções. c) possui exatamente quatro soluções. d) possui infinitas soluções. 38. Leia o texto a seguir. Precisamos de um nome para o novo replicador, um substantivo que comunique a ideia de unidade de transmissão cultural. “Mimeme” vem do grego “aquilo que é replicado”, mas eu quero um monossílabo que se pareça com gene. Eu espero que meus amigos clássicos me perdoem por abreviar mimeme para meme. Se uma ideia se alastra, é dita que se propaga sozinha. Adaptado de: DAWKINS, R. O gene egoísta. Trad. Geraldo H. M. Florsheim. Belo Horizonte: Itatiaia, 2001. p. 214. Diversos segmentos têm utilizado serviços de marketing para criação e difusão de memes de seu interesse. Um partido político com 0P 20 filiados encomendou um anúncio que se tornou um meme em uma rede social, sendo que 5% dos 9K 2 10 usuários ativos visualizaram o anúncio no instante t 1. Sejam e 1, r 0 constantes e suponha que a função P(t) dada por r t 0 r t 0 K P e P(t) K P (e 1) representa a quantidade de usuários da rede social que visualizaram o meme no instante t. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o valor da constante r para essa rede social. a) 8 e 10 1 log 19 b) 9 e 10 1 log 19 c) 9 e 10 1 log 20 d) 810 1 19 e) 910 1 20 39. O gráfico a seguir é a representação da função 2 1 f(x) log ax b O valor de 1f ( 1) a) 1 b) 0 c) 2 d) 2 e) 1 40. Considere a função real f definida por xf(x) a com a ] 0 ,1[ Sobre a função real g definida por g(x) | b f(x) | com b ] , 1[, é correto afirmar que a) possui raiz negativa e igual a alog ( b) b) é crescente em todo o seu domínio. c) possui valor máximo. d) é injetora. 41. Seja 1 2 3(a , a , a , ) a sequência definida da seguinte forma: 1a 1000 e n 10 n 1a log (1 a ) para n 2. Considere as afirmações a seguir: I. A sequência n(a ) é decrescente. II. na 0 para todo n 1. III. na 1para todo n 3. É (são) verdadeira(s) a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas II e III. d) I, II e III. e) apenas III. 42. Considere as seguintes afirmações: I. A função 10 x 1 f(x) log x é estritamente crescente no intervalo ]1, [. II. A equação x 2 x 12 3 possui uma única solução real. III. A equação x(x 1) x admite pelo menos uma solução real positiva. É (são) verdadeira(s) a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas II e III. d) I, II e III. e) apenas III. 43. Considere as funções reais x f(x) nx 2 e 2 x g(x) ( nx) 2 onde nx expressa o logaritmo de x na base neperiana e (e 2,7). Se P e Q são os pontos de interseção dos gráficos de f e g, podemos afirmar que o coeficiente angular da reta que passa por P e Q é a) e 1 2(e 3) b) e 1 c) e 1 2(e 1) d) 2e 1 e) e 3 2(e 1) Gabaritos Comentados Nível 3 Resposta da questão 34: [D] Domínio: nx 1 x e D ] e , [ ] 0 , e [ x 0 Características: 2 2 42 2 2 2 nx 1 x ] 0 ,1 e ] ] e , [ y 0 f(x) nx 1 2 f '(x) 0 decrescente x nx 1 2 nx 1 f ''(x) 0 concavidade para cima x nx 1 nx 1 x [ 1 e , e [ y 0 f(x) 1 nx 2 f '(x) 0 crescente x nx 1 2 nx 1 f ''(x) x nx 4 0 concavidade para cima 1 1 x ponto mínimo e Limites: x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x e x e x e x x x x 11nx 1 nx 1 nxlim f(x) lim lim lim lim f(x) 1 1nx 1 nx 1 1 nx nx 1 lim f(x) lim lim f(x) nx 1 11nx 1 nx 1 lim f(x) lim lim lim nx 1 nx 1 x nx lim f(x) 1 11 nx Com base nos cálculos, pode-se concluir que o gráfico que melhor representa a função dada é o apresentado na alternativa [D]. Resposta da questão 35: [D] Temos n 3 n 1 0 6 f(x) 2f(x) 4f(x) 2 f(x) 9 4 12 36 43 2 4 | f(x) | 1 9 3 9 1 | f(x) | 9 2 1 3 | f(x) | 3 | 3 log(x) | 3 3 3 log(x) 3 0 log(x) 6 10 x 10 . Resposta da questão 36: [E] Seja k, com 0 k 1, a abscissa do ponto para o qual se tem h logk , 2 ou seja, h 2 logk. Assim, temos h log(n k), 2 isto é, h 2 log(n k). Daí, vem 2 2 2 log(n k) 2 logk log(n k) k log1 k nk 1 0 n n 4 k . 2 Portanto, temos 2 2 h 2 log(n k) n n 4 2 log n 2 n n 4 2 log . 2 Resposta da questão 37: [D] Resolvendo a função logarítmica e substituindo 2cos x por z, tem-se: 2 2 2 2 2 1 2 2 z 26z 125 10 z 26z 25 0 26 4 1 25 576 26 576 26 24 z 2 1 2 z 25 cos x 25 z 1 cos x 1 Δ Δ Sabe-se que 2 1 cos x 1 cos(2x) , 2 ou seja: 1 25 1 cos(2x) 2 50 1 cos(2x) cos(2x) 49 ou 1 1 1 cos(2x) 2 2 1 cos(2x) cos(2x) 1 Se cos(2x) 1 então 2x 360 2 ;π logo x k ,π pois a função cosseno é uma função periódica, o que resulta em infinitas soluções. Resposta da questão 38: [A] Calculando: r t 0 r t 0 9 r 1 r 9 2 9 r 1 9 r 2 9 r r 8 8 r r 8 r r 8 e K P e P(t) K P (e 1) 2 10 20 e 20 e P(1) 0,05 2 10 5 10 2 10 20 (e 1) 2 10 20e 20 5 10 (2 10 20e 20) 20 e 10 1 10 e 1 20e 10 1 19e e 19 10 1 r log 19 Resposta da questão 39: [E] De acordo com o gráfico, temos: 0 2 2 1 1 f(0) 0 log 0 2 b 1 b b 1 1 1 f 1 log 1 2 1 a 2 a 1 1 12 a 1 a 1 2 2 Logo: 2 1 f(x) log x 1 Sabendo que calcular 1f ( 1) é o mesmo que determinar o valor de x para o qual f(x) 1. 1 2 1 1 1 1 1 log 2 x 1 x 1 x 1 x 1 2 Portanto, 1f ( 1) 1. Resposta da questão 40: [A] Analisando as alternativas uma a uma: [A] CORRETA. A raiz da função g(x), ou seja, g(x) 0, acontece quando f(x) b. Assim: x x a a a a ab a log ( b) log a log ( b) x log a x log ( b) Pelo enunciado, como b ] , 1[, logo ( b) 1. Também do enunciado, como a ] 0 ,1[ pode-se desenhar o seguinte gráfico de uma função logarítmica de base a, sendo 0 a 1: Assim percebe-se que para todos os valores maiores que 1, a alog ( b) será terá uma raiz negativa. Portanto, a alternativa é correta. [B] INCORRETA. Se considerarmos a função f(x) e a função constante h(x) b, podemos desenhar um gráfico aproximado como o apresentado a seguir: Pode-se considerar que a função g(x) compreendeo “espaço” hachurado em amarelo, uma vez que é resultante da diferença das duas funções representadas. Assim, não se pode afirmar que ela seja crescente em todo seu domínio. A alternativa é incorreta. [C] INCORRETA. Pela análise do mesmo gráfico das funções f(x) e h(x), percebe-se que ambas estendem-se ao infinito. Conforme o valor de x decresce, o valor de g(x) tende ao infinito e desta forma não existe valor máximo. A alternativa é incorreta. [D] INCORRETA. Uma função injetora é aquela que, seja uma função f : A B, para todo elemento distinto de A associam- se elementos únicos e distintos em B. Assim, como g(x) se apresenta em módulo, analisando a área hachurada em amarelo do gráfico anterior percebe-se que para dois valores distintos de x poderão existir imagens iguais. A alternativa é incorreta. Resposta da questão 41: [D] 1 2 10 3 10 4 10 n 10 a 1000 a log (1 1000) 3, a log (1 3, ) 0, a log (1 0, ) 0, a log (1 0, ) 0, Portanto, a alternativa [D] é a correta. Resposta da questão 42: [B] [I] Verdadeira. Para 1x e 2x pertencentes ao intervalo ]1, [ e 1 2x x . 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 10 10 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 x x 1 1 x x x x x x x 1 x 1 x 1 x 1 log log x x x x Portanto a função é crescente para todo x real maior que 1. [II] Verdadeira. xx x 2 3 2 3 3 2 2 12 x log 12, 3 2 Portanto, a equação tem apenas uma solução real. [III] Falsa. Se 1 11x 1 1 2 2, 1 portanto 1 não é raiz da equação. Se x x xx 1 x 1 x (x 1) x x (x 1) x Se x0 x 1 x 1 1 x 1 1 (x 1) 1 x Portanto, a equação não admite nenhuma raiz real positiva. Resposta da questão 43: [E] Sendo α o coeficiente angular, pode-se escrever: 1 2 2 0 nx 1 x e x ex x f(x) g(x) nx ( nx) ( nx) nx 0 2 2 nx 0 x e x 1 Logo: 1 e 1P 1, 1 e 32 2 2 e 1 2 e 1eQ e, 1 2 α α
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