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GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 1 Todas os exercícios da apostila que tiverem essa câmera , estão gravados em vídeo para você. Nossos professores resolveram as questões, comentando cada detalhe para te ajudar na hora de estudar. Muitas questões trazem dicas preciosas. Não deixe de assistir aos vídeos dentro da plataforma on-line do Perspectiva e bons estudos! Introdução a Geometria Analítica Entre os pontos de uma reta e os números reais existe uma correspondência biunívoca, isto é, a cada ponto de reta corresponde um único número real e vice-versa. Considerando uma reta horizontal x, orientada da esquerda para direita (eixo), e determinando um ponto O dessa reta ( origem) e um segmento u, unitário e não-nulo, temos que dois números inteiros e consecutivos determinam sempre nesse eixo um segmento de reta de comprimento u: Medida algébrica de um segmento Fazendo corresponder a dois pontos, A e B, do eixo x os números reais xA e xB , temos: A medida algébrica de um segmento orientado é o número real que corresponde à diferença entre as abscissas da extremidade e da origem desse segmento. Plano cartesiano A geometria analítica teve como principal idealizador o filósofo francês René Descartes (1596-1650). Com o auxílio de um sistema de eixos associados a um plano, ele faz corresponder a cada ponto do plano um par ordenado e vice-versa. Quando os eixos desse sistemas são perpendiculares na origem, essa correspondência determina um sistema cartesiano ortogonal ( ou plano cartesiano). Assim, há uma reciprocidade entre o estudo da geometria ( ponto, reta, circunferência) e da Álgebra ( relações, equações etc.), podendo-se representar graficamente relações algébricas e expressar algebricamente representações gráficas. Observe o plano cartesiano nos quadros quadrantes: Exemplos GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 2 Distância entre dois pontos Dados os pontos A(xA, yA) e B(xB, yB) e sendo dAB a distância entre eles, temos: Ponto médio de um segmento Consideremos num plano cartesiano dois pontos A(xA; yA) e B(xB;yB) extremidades do segmento AB cujo ponto médio é M(xM; yM) Podemos observar que: Baricentro de um triângulo Observe o triângulo da figura a seguir, em que M, N e P são os pontos médios dos lados, AB, BC e AC respectivamente. Portanto, AN, BP e CM são as medianas desse triângulo: Chamamos de baricentro (G) o ponto de intersecção das medianas de um triângulo. Da geometria plana, sabemos que o baricentro G de um triângulo é o encontro das três medianas e as divide numa razão de 2 para 1, sendo o segmento maior o que possui extremidade no vértice do triângulo. Seja o triângulo ABC, cujas coordenadas dos vértices são respectivamente: A(xa , ya), B(xb , yb) e C(xc , yc). Seja o ponto médio referente ao lado BC representado por D(xd , yd). Sejam as coordenadas do baricentro representado por G(xg , yg). O ponto médio de um segmento é dado pela semissoma de suas coordenadas. Assim, as coordenadas do ponto médio do segmento BC são dadas por: Como o ponto G divide uma mediana numa razão de 2:1, temos a relação referente à mediana ao lado BC. GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 3 Considerando as abscissas dos pontos A, G e D e a relação (2), temos que: Substituindo a relação (1) em (3), obtemos: Analogamente para o cálculo yg. Reta Equação da Reta Uma reta é uma sucessão de pontos numa mesma direção. A equação de uma reta descreve analiticamente esse objeto geométrico. Equação reduzida da reta y = mx + n Coeficiente Linear O coeficiente linear n da reta r é definido como o ponto em que a reta intercepta o eixo y, ou seja o ponto de coordenadas P(0,n). Coeficiente Angular Para isso associamos um número m, que é chamado de coeficiente angular da reta, tal que: m = tg θ O coeficiente angular m também pode ser encontrado conhecendo-se dois pontos pertencentes a reta. Como m = tg θ, então: Equação segmentária da Reta com a e b ≠ 0, onde a é a abscissa do ponto de intersecção da reta com o eixo x e b é a ordenada do ponto de intersecção com o eixo y. Equação geral da Reta Ax + By + C = 0 Onde Posição relativa entre duas Retas Existem três posições relativas entre duas retas: Paralelas: duas retas são paralelas se, e somente se, seus coeficientes angulares forem iguais. r // s <=> mr = ms Coincidentes: duas retas serão iguais se, e somente se, seus coeficientes angulares e seus coeficientes lineares forem iguais. Concorrentes: duas retas serão concorrentes se seus coeficientes angulares forem diferentes. No caso de elas serem concorrentes, pode ainda acontecer de serem perpendiculares. Neste caso: ma.mb = –1 Onde ma é o coeficiente angular da reta a e mb é o coeficiente angular da reta b. Condição de Alinhamento Três pontos estão alinhados se, e somente se, pertencerem à mesma reta. Para verificarmos se os pontos estão alinhados, podemos utilizar a construção gráfica determinando os pontos de acordo com suas coordenadas posicionais. Outra forma de determinar o alinhamento dos pontos é através do cálculo do determinante pela regra de Sarrus envolvendo a matriz das coordenadas. Exemplo 1 Dados os pontos A (2, 5), B (3, 7) e C (5, 11), vamos determinar se estão alinhados. http://lh3.ggpht.com/-DELBeXjBJX4/T5dT1GBL-OI/AAAAAAAASa8/Jhumc-2dAKE/s1600-h/clip_image012%255B3%255D.gif http://lh4.ggpht.com/-g_7YVNuhTlg/T5dT2YBLZXI/AAAAAAAASbM/nnIQb0vRSNs/s1600-h/clip_image014%255B3%255D.gif http://lh3.ggpht.com/-ijrng4lyxUA/T5dT3bX-UTI/AAAAAAAASbc/NYHgkyziOx8/s1600-h/clip_image016%255B3%255D.gif http://lh3.ggpht.com/-mDR9nXCJaJA/T5dT4pTdr5I/AAAAAAAASbs/i6elh4yBkBQ/s1600-h/clip_image018%255B3%255D.gif http://lh6.ggpht.com/-ix1RQgdRaNo/T5dT5_hDKKI/AAAAAAAASb8/V8Sr-9jRyqg/s1600-h/clip_image020%255B3%255D.gif http://lh4.ggpht.com/-wL7zFmu119I/T5dT69RtuaI/AAAAAAAAScM/kSXsdKziFRc/s1600-h/clip_image022%255B3%255D.gif http://lh6.ggpht.com/-_tZR67ahsUc/T5dT8NrCIDI/AAAAAAAAScc/OBT-XN9Qrzo/s1600-h/clip_image024%255B3%255D.gif GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 4 Distância entre Ponto e Reta Dadas uma reta r de equação ax+by+c = 0 e um ponto P(x0,y0), a distância do ponto P à reta r é dada pela fórmula: Ângulo entre duas Retas Considere duas retas distintas e concorrentes do plano, r e s, ambas oblíquas aos eixos coordenados e não perpendiculares entre si. As duas retas formam um ângulo entre si, que denominaremos de α. Esse ângulo α é tal que: Onde ms e mr são os coeficientes angulares das retas s e r, respectivamente. Se ocorrer de uma das retas ser vertical e a outra oblíqua, o ângulo α formado entre elas é tal que: Exemplo 1: Determine o ângulo formado entre as retas r: y = 3x + 4 e s: y = – 2x + 8. Solução: Vamos determinar o coeficiente angular de cada uma das retas dadas. Para a reta r, temos: y = 3x + 4 mr = 3 Para a reta s, temos: y = – 2x + 8 ms = – 2 Aplicando a fórmula do ângulo entre duas retas, obtemos: Área de polígonos A geometria analítica também possui seus artifícios para o cálculo da área de um triângulo, nesse caso é necessário que saibamos as coordenadas de seus três vértices para que o triângulo possa ser representado em um plano cartesiano. Considere o triângulo de vértices A(xA, yA), B(xB, yB) e C(xC, yC), veja a sua representação em um plano cartesiano: A partir dessa representação podemos dizer que o cálculo da área (A) de um triângulo através dos conhecimentos da geometria analítica é dado pelo determinante dos vértices dividido por dois. A = |D|/2 Onde D = . Exemplos: A área de um triângulo é 25/2 e seus vértices são (0,1), (2,4) e (-7,k). Nesse caso qual será o possível valor de k? Sabemos que a área A = |D|, portanto é preciso que encontremos o valorde D. D = D = -7 + 2k + 28 -2 D = 2k + 19 GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 5 Substituindo a fórmula teremos: A = |D| 2 25= 2k + 19 2 2 25 = 2k + 19 25 – 19 = 2k 6 = 2k 6:3 = k k = 3 Circunferência no R2 Equação reduzida da circunferência Equação geral da circunferência onde xc , yc são as coordenadas do centro da circunferência e R é o raio. a) Se d > R, o ponto é exterior à circunferência. b) Se d = R, o ponto pertence à circunferência. c) Se d < R, o ponto está no interior da circunferência. a) Se d > R, a reta é exterior à circunferência. b) Se d = R, a reta pertence à circunferência. c) Se d < R, a reta está no interior da circunferência. Observação: a) Se ∆ > O, a reta é secante pois tem 2 soluções. b) Se ∆ = O, a reta é tangente pois tem apenas uma solução c) Se ∆ < O, a reta é exterior pois não tem nenhuma solução Exercícios 1. No projeto de construção de uma estrada retilínea entre duas vilas, foi escolhido um sistema referencial cartesiano em que os centros das vilas estão nos pontos A (1,2) e B (11,7). O trecho AB é atravessado por um rio que tem seu curso em linha reta, cuja equação, nesse sistema, é x + 3y = 17. Observe abaixo o esboço do projeto. Desprezando as larguras da estrada e do rio, determine as coordenadas do ponto de interseção I. 2. O gráfico abaixo representa a evolução populacional de Porto Alegre entre os anos de 1992 e 2010. Considerando as seguintes retas: r, determinada pelos pontos A e B; s, pelos pontos B e C; t, pelos pontos C e D; e u, pelos pontos D e E, cujos coeficientes angulares são, respectivamente, ar, as, at e au, é correto afirmar que a) r u t sa a a a b) r u s ta a a a c) u r t sa a a a d) u r s ta a a a e) u t r sa a a a 3. Um sítio foi adquirido por R$ 200.000,00 O proprietário verificou que a valorização do imóvel, após sua aquisição, cresceu em função do tempo conforme o gráfico, e que sua tendência de valorização se manteve nos anos seguintes. GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 6 O valor desse sítio, no décimo ano após sua compra, em real, será de a) 190.000 b) 232.000 c) 272.000 d) 400.000 e) 500.000 4. Dois amigos caminham no plano xy, ao longo de retas paralelas, cujas equações são 2x + 5y = 7 e 3x + my = 1. Então, o valor de m é a) 11 2 d) 17 2 b) 13 2 e) 19 2 c) 15 2 5. Uma região de uma fábrica deve ser isolada, pois nela os empregados ficam expostos a riscos de acidentes. Essa região está representada pela porção de cor cinza (quadrilátero de área S) na figura. Para que os funcionários sejam orientados sobre a localização da área isolada, cartazes informativos serão afixados por toda a fábrica. Para confeccioná-los, programador utilizará um software que permite desenhar essa região a partir de um conjunto de desigualdades algébricas. As desigualdades que devem ser utilizadas no referido software, para o desenho da região de isolamento, são a) 3y x 0; 2y x 0; y 8; x 9− − b) 3y x 0; 2y x 0; y 9; x 8− − c) 3y x 0; 2y x 0; y 9; x 8− − d) 4y 9x 0; 8y 3x 0; y 8; x 9− − e) 4y 9x 0; 8y 3x 0; y 9; x 8− − 6. Na figura estão representadas, em um plano cartesiano, duas circunferências: C1 (de raio 3 e centro O1), e C2 (de raio 1 e centro O2), tangentes entre si, e uma reta t tangente às duas circunferências nos pontos P e Q. Nessas condições, a equação da reta t é a) y 3x 3 3= − + d) 2 y x 4 3 = − + b) 3y x 3 3 3 = − + e) 4 y x 4 5 = − + c) y x 4= − + 7. Considere o quadrado ABCD como na figura. Assuma que A = (6,13) e C = (12,5). a) Determine a equação da reta r que passa pelo ponto M (ponto médio de AC) e pelo ponto P (1,1),= justificando sua resposta. b) Determine a medida do lado do quadrado ABCD, justificando sua resposta. c) Aumentando em 50 por cento o comprimento dos lados do quadrado ABCD em que porcentagem a área da nova figura será aumentada em relação à área do quadrado original? Justifique sua resposta. 8. No final do ano de 2005, o número de casos de dengue registrados em certa cidade era de 400 e, no final de 2013, esse número passou para 560 Admitindo-se que o gráfico do número de casos registrados em função do tempo seja formado por pontos situados em uma mesma reta, é CORRETO afirmar que, no final de 2015, o número de casos de dengue registrados será igual a: a) 580 b) 590 c) 600 d) 610 9. Sejam r e s as retas de equações y = x – 2 e y = – x/2 + 5/2, respectivamente, representadas no gráfico abaixo. Seja A o ponto de interseção das retas r e s. Sejam B e C os pontos de interseção de r e s com o eixo horizontal, respectivamente. A área do triângulo ABC vale: a) 1,0 d) 4,5 b) 1,5 e) 6,0 c) 3,0 GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 7 10. Uma ferrovia foi planejada para conter um trecho retilíneo cujos pontos são equidistantes dos centros A e B de dois municípios. Em seu projeto de construção, utilizou-se o plano cartesiano, com coordenadas em quilômetros, em que A = (1,2) e B = (7,14). Observe o gráfico: Determine, utilizando esse sistema referencial, a equação da reta suporte desse trecho retilíneo da ferrovia. 11. O retângulo ABCD tem um lado sobre o eixo x e um lado sobre o eixo y como mostra a figura. A área do retângulo ABCD é 15 e a medida do lado AB é 5. A equação da reta que passa por D e por B é: a) y 5x 3= − + b) y 3x 5= + c) y 3x 5= − + d) 3x y 3 5 − = + e) 3x y 3 5 = + 12. O retângulo ABCD tem um lado sobre o eixo x e um lado sobre o eixo y, como mostra a figura. A área do retângulo ABCD é 15, e a medida do lado AB é 5. A equação da reta que passa por A e por C é: a) y 3x= d) 3 y x 5 = b) y 3x= − e) 5 y x 3 = c) y 5x= 13. O triângulo ABC da figura abaixo tem área 25 e vértices A = (4, 5), B = (4, 0) e C = (c, 0). A equação da reta r que passa pelos vértices A e C é: a) x 7= − +y b) x 5 3 = − +y c) x 5 2 = − +y d) x 7 2 = − +y e) x 7 3 = +y 14. A equação que representa a reta na figura abaixo é _________. a) y = x b) y = – x + 1 c) y = – x – 1 d) y = x – 1 e) y = x + 1 15. Uma família deseja realizar um jantar comemorativo de um casamento e dispõe para isso de um salão de festas de um clube, onde a área disponível para acomodação das mesas é de 500 m2. As 100 mesas existentes no salão encontram-se normalmente agrupadas duas a duas, comportando 6 cadeiras. A área de cada mesa é de 1 m2 e o espaço necessário em torno deste agrupamento, para acomodação das cadeiras e para circulação, é de 6 m2. As mesas podem ser dispostas de maneira isolada, comportando 4 pessoas cada. Nessa situação, o espaço necessário para acomodação das cadeiras e para circulação é de 4 m2. O número de convidados previsto para o evento é de 400 pessoas. Para poder acomodar todos os convidados sentados, com as mesas existentes e dentro da área disponível para acomodação das mesas e cadeiras, como deverão ser organizadas as mesas? a) Todas deverão ser separadas. b) Todas mantidas no agrupamento original de duas mesas. c) Um terço das mesas separadas e dois terços agrupadas duas a duas. d) Um quarto das mesas separadas e o restante em agrupamento de duas a duas. e) Sessenta por cento das mesas separadas e quarenta por cento agrupadas duas a duas. 16. Os procedimentos de decolagem e pouso de uma aeronave são os momentos mais críticos de operação, necessitando de concentração GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 8 total da tripulação e da torre de controledos aeroportos. Segundo levantamento da Boeing, realizado em 2009, grande parte dos acidentes aéreos com vítimas ocorre após iniciar-se a fase de descida da aeronave. Desta forma, é essencial para os procedimentos adequados de segurança monitorar-se o tempo de descida da aeronave. A tabela mostra a altitude y de uma aeronave, registrada pela torre de controle, t minutos após o início dos procedimentos de pouso. tempo t (em minutos) 0 5 10 15 20 altitude y (em metros) 10000 8000 6000 4000 2000 Considere que, durante todo o procedimento de pouso, a relação entre y e t é linear. Disponível em www.meioaereo.com. De acordo com os dados apresentados, a relação entre y e t é dada por a) y = – 400t b) y = – 2000t c) y = 8000 – 400t d) y = 10000 – 400t e) y = 10000 – 2000t 17. A figura abaixo representa a superfície plana de uma mesa retangular BFGH na qual estão apoiados os seguintes instrumentos para desenho geométrico, ambos de espessuras desprezíveis: – um transferidor com a forma de um semicírculo de centro O e diâmetro AB; – um esquadro CDE, com a forma de um triângulo retângulo isósceles. Considere as informações abaixo: ED está contido em BF; OA está contido em BH; AB = 10 cm; BD = 13 cm. Calcule a medida, em centímetros, do menor segmento que liga a borda do transferidor à borda do esquadro. 18. Um forro retangular de tecido traz em sua etiqueta a informação de que encolherá após a primeira lavagem, mantendo, entretanto, seu formato. A figura a seguir mostra as medidas originais do forro e o tamanho do encolhimento (x) no comprimento e (y) na largura. A expressão algébrica que representa a área do forro após ser lavado é (5 – x) (3 – y). Nessas condições, a área perdida do forro, após a primeira lavagem, será expressa por: a) 2xy b) 15 – 3x c) 15 – 5y d) –5y – 3x e) 5y + 3x – xy 19. Sabedoria egípcia Há mais de 5.000 anos os egípcios observaram que a sombra no chão provocada pela incidência dos raios solares de um gnômon (um tipo de vareta) variava de tamanho e de direção. Com medidas feitas sempre ao meio dia, notaram que a sombra, com o passar dos dias, aumentava de tamanho. Depois de chegar a um comprimento máximo, ela recuava até perto da vareta. As sombras mais longas coincidiam com dias frios. E as mais curtas, com dias quentes. (Adaptado de Revista "Gal i leu", janeiro de 2001.) Um estudante fez uma experiência semelhante à descrita no texto, utilizando uma vareta OA de 2 metros de comprimento. No início do inverno, mediu o comprimento da sombra OB, encontrando 8 metros. Utilizou, para representar sua experiência, um sistema de coordenadas cartesianas, no qual o eixo das ordenadas (y) e o eixo das abscissas (x) continham, respectivamente, os segmentos de reta que representavam a vareta e a sombra que ela determinava no chão. Esse estudante pôde, assim, escrever a seguinte equação da reta que contém o segmento AB: a) y = 8 - 4x b) x = 6 - 3y c) x = 8 - 4y d) y = 6 - 3x 20. Sejam os pontos A = (a, 1) e B = (0, a). Sabendo que o ponto médio do segmento AB pertence à reta x + y = 7, calcule o valor de a. 21. Considere os pontos A = (0, 6) e B = (12, 0). Tomamos um ponto P sobre o segmento de reta AB Considere o retângulo R com um vértice na origem, um vértice em P e lados sobre os eixos x e y, conforme a figura a seguir. GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 9 a) Encontre a equação da reta r que passa pelos pontos A e B. b) Sejam (x, y) as coordenadas do ponto P. Escreva, em função apenas de x, uma fórmula para a área do retângulo R. c) Qual é a maior área possível para o retângulo R? 22. A representação geométrica das retas r e s encontra-se desenhada no sistema de coordenadas cartesianas na imagem a seguir. Assinale a alternativa que apresenta o sistema de equações lineares que pode representar as retas r e s da imagem acima. a) 2x 3y 4 5x 5y 1 − + = + = b) x y 2 x y 1 − − = + = c) x y 4 x y 6 − + = + = d) x 2y 3 x y 6 − + = + = e) x y 2 x y 0 − = + = 23. Considere a reta de equação 4x – 7y + 10 = 0. Seja y = mx + h a equação da reta obtida ao se fazer a reflexão da reta dada em relação ao eixo –x. O valor de m + h é: a) 10 11 − d) 7− b) 10 7 − e) 10− c) 2− 24. Os pontos (0, 1),− (1, 2) e (3, k) do plano são colineares. O valor de k é igual a a) 0 b) 2 c) 2− d) 8 e) 8− 25. A equação da reta que passa pelos pontos A e B da figura abaixo é dada por: a) 2y 7x 11− = b) 2x 7y 11− = − c) 2x 7y 11− = d) 2x 3y 5− = − e) 2x 3y 1− = 26. Os pontos A, B, C, D, E e F determinam um hexágono regular ABCDEF de lado 1, tal que o ponto A tem coordenadas (1, 0) e o ponto D tem coordenadas ( 1, 0),− como na figura abaixo. A equação da reta que passa pelos pontos B e D é a) y 3x.= b) 3 3 y x . 3 3 = + c) 3 3 y x . 2 2 = + d) 3 3 y x . 3 3 = − e) 3 3 y x . 2 2 = − GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 10 27. Considere a reta r de equação y 2x 1.= + Qual das retas abaixo é perpendicular à reta r e passa pelo ponto P (4, 2)?= a) 1 y x 2 = b) y 2x 10= − + c) 1 y x 5 2 = − + d) y 2x= − e) 1 y x 4 2 = − + 28. A equação da mediatriz do segmento que une os pontos P (1, 2)= − e Q (5, 4)= é a) 2x 3y 9 0+ − = b) 2x 3y 9 0− + = c) 2x 3y 3 0− − = d) 3x 2y 7 0− − = e) 3x 2y 11 0+ − = 29. Considerando que as três retas no plano xy dadas pelas equações y 2 4x,= − x 4y 3 0+ − = e y 2b 3x= − interceptam-se num ponto P, pode-se afirmar que o valor de b é a) 2 3 b) 1 6 c) 1 3 d) 5 6 e) 5 3 30. Sobre a figura abaixo, sabe-se que a equação de r é 2y = x – 3, que os pontos B e C são simétricos em relação ao eixo das abscissas; que as retas r e s são paralelas; e que t é perpendicular a r. Nessas condições, a equação da reta t é a) y 2x 6= − + b) 1 y x 6 2 = − + c) 2y x 6= − + d) y 2x 3+ = e) x 6 y 2 − = 31. Considerando as retas y 5x 12= + e y ax 4= + que se interceptam no ponto A ( 1, b)− os valores de a e b são respectivamente: a) 5− e 1− b) 3− e 7 c) 1− e 7 d) 4 e 8 32. A equação reduzida da reta que passa pelos pontos A(0,1) e B(6, 8) é dada por a) y 7x 1= + b) y 6x 1= + c) 7 y x 1 6 = + d) 6 y x 1 7 = + 33. A figura abaixo mostra a planta de um terreno retangular de vértices A, B, C e D, representada no plano cartesiano. A altitude h (em metros) de cada ponto (x, y) desse terreno, em relação a um plano horizontal adotado como referência, pode ser obtida pela função (x 2) (40 y) h . 80 + − = A maior altitude que um ponto localizado sobre a diagonal AC poderá ter é igual a: a) 1,70 m b) 1,85 m c) 1,90 m d) 1,75 m e) 1,80 m 34. A reta s que passa por P (1, 6) e é perpendicular a 2 r : y x 3 3 = + é a) 3 y x 2 = b) y x 5= + c) 2 20 y x 3 3 = − + d) 3 15 y x 2 2 = − + GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 11 35. Qual é a medida da área do triângulo destacado na figura abaixo? a) 1 2 d) 4 5 b) 1 3 e) 5 4 c) 3 4 36. A equação da reta r que passa pelo ponto (16,11) e que não intercepta a reta de equação x y 5 2 = − é a) x y 8 2 = − b) x y 11 2 = + c) x y 3 2 = + d) y x 8= − e) y x 3= + 37. A equação da reta que passa pelos pontos A( 1, 2)− e B(0, 4)− pertencentes ao plano cartesiano pode ser representada por a) 6x y 4 0.+ += b) 6x y 4 0.− − − = c) x 6y 4 0.+ + = d) 6x y 4 0.+ − = e) 6x y 4 0.− + = 38. O polígono ABCD na figura abaixo, indica o trajeto de uma maratona realizada em uma cidade, sendo que as coordenadas estão representadas no sistema de eixos cartesianos abaixo. A reta que passa pelos pontos A e C, vértices desse polígono, possui coeficiente linear igual a a) 0 d) 4 5 b) 2 3 e) 1 c) 3 4 39. O gráfico abaixo é formado por 3 segmentos de retas consecutivos. Sabe-se que: I. A reta que contém o segmento AB tem coeficiente linear igual a 4. II. O coeficiente angular do segmento BC vale metade do coeficiente angular do segmento AB. III. A ordenada do ponto D é 2/3 da ordenada do ponto C. IV. O coeficiente angular do segmento CD é igual a –1. Podemos concluir que a abscissa do ponto D vale: a) 17 b) 19 c) 15 d) 18 e) 16 40. A figura mostra a localização no plano cartesiano de uma torre T de transmissão de energia. Duas outras torres devem ser instaladas em posições diferentes sobre a reta 3 y x 5, 4 = − de modo que a distância entre cada uma dessas torres e a torre T seja igual a 200 metros. Os pontos de localização dessas torres são iguais a a) (20,10) e (160,315). b) (0, 5)− e (320,235). c) (0, 5)− e (160,315). d) ( 40,115)− e (320,235). e) ( 40,115)− e (160,315). 41. O ponto simétrico do ponto (1, 5) em relação à reta de equação 2x + 3y – 4 = 0 é o ponto GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 12 a) ( )3, 1 .− − b) ( )1, 2 .− − c) ( )4,4 .− d) ( )3,8 . e) ( )3,2 . 42. Seja f a função que representa a área do triângulo ABC, representado na figura. A expressão da função f(x), para 0 x 4, é: a) 2 3 f(x) x 6x 12 4 = − + b) f(x) 3x 12= − + c) 3 2f(x) x 3x x 12= − + + + d) 3 2f(x) x 5x 4x 12= − + + e) 2f(x) x 8x 16= − + − 43. No plano cartesiano, a reta r, de coeficiente angular 10, intercepta o eixo y em um ponto de ordenada a. Já a reta s, de coeficiente angular 9, intercepta o eixo y em um ponto de ordenada b. Se as retas r e s interceptam-se em um ponto de abscissa 6, então a) b a.= b) b a 9.= − c) b a 6.= − d) b a 9.= + e) b a 6.= + 44. No pentágono representado no sistema de coordenadas cartesianas abaixo, os vértices possuem coordenadas inteiras. As retas suporte dos lados AE e BC interceptam-se no ponto a) 4 5, . 3 d) 5 5, . 4 b) 5 5, . 2 e) 6 5, . 5 c) 5 5, . 3 45. No plano cartesiano, a reta de equação 2x – 3y = 12 intercepta os eixos coordenados nos pontos A e B. O ponto médio do segmento AB tem coordenadas a) 4 4, . 3 b) (3, 2) c) 4 4, . 3 − d) (3, 2).− 46. A figura abaixo exibe, no plano cartesiano, um quadrilátero com vértices situados nos pontos de coordenadas A ( 5, 0), B(5, 0), C(4, 3)= − e D ( 3, 4).= − a) Determine a área desse quadrilátero. b) Encontre a equação da reta que passa pelo ponto A e é perpendicular à reta que passa pelos pontos B e C. 47. Considere o gráfico a seguir, em que a área S é limitada pelos eixos coordenados, pela reta r, que passa por A(0, 4) e B(2, 0), e pela reta perpendicular ao eixo x no ponto oP(x ,0), sendo o0 x 2. Para que a área S seja a metade da área do triângulo de vértices C(0, 0), A e B, o valor de ox deve ser igual a: a) 2 2− GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 13 b) 3 2− c) 4 2− d) 5 2− 48. Os pontos A(0,1), B(1,1), C(1, 0) e D( k, k),− − com k 0, formam o quadrilátero convexo ABCD, com eixo de simetria sobre a bissetriz dos quadrantes ímpares. O valor de k para que o quadrilátero ABCD seja dividido em dois polígonos de mesma área pelo eixo y é igual a a) 2 5 . 4 + b) 3 2 . 4 + c) 1 2 . 2 + d) 1 3 . 2 + e) 1 5 . 2 + 49. A equação da mediatriz do segmento que une os pontos P (1, 2)= − e Q (5, 4)= é a) 2x 3y 9 0+ − = b) 2x 3y 9 0− + = c) 2x 3y 3 0− − = d) 3x 2y 7 0− − = e) 3x 2y 11 0+ − = 50. Qual é a medida da área do quadrilátero limitado pelas retas (r) y 4;= (s) 3x y 2 0;− − = (t) y 1= e (u) 3x 2y 20 0?+ − = a) 7,5 b) 9,0 c) 10,5 d) 11 e) 12 51. Os pontos do plano cartesiano que atendem às condições 0 x 4, 0 y 3 e x y 2+ simultaneamente, formam uma fi- gura plana cuja área é igual a: a) 14 b) 16 c) 12 d) 10 e) 8 52. Considere a figura abaixo, onde um quadrado está representado no primeiro quadrante do plano xy. Para que uma reta da forma y x m= + não intercepte qualquer ponto do quadrado, devemos ter a) m 3 b) m 0 c) m 0 d) m 1 − e) m 1 − ou m 1 53. Na região conhecida como Triângulo das Bermudas, localizada no oceano Atlântico, é possível formar um triângulo com um vértice sobre a cidade porto-riquenha de San Juan, outro sobre a cidade estadunidense de Miami e o terceiro sobre as ilhas Bermudas. A figura abaixo mostra um sistema de coordenadas cartesianas ortogonais, com os vértices do triângulo devidamente representados. A escala utilizada é 1:17.000.000, e cada unidade nos eixos cartesianos equivale ao comprimento de 1cm. Calcule, em 2km , a área do Triângulo das Bermudas, conforme a representação plana da figura. 54. Dada a reta r : 2x 3y 5 0− + = e o ponto P(5, 6), a distância de P à reta r é a) 91 b) 30 13 GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 14 c) 3 91 91 d) 3 13 13 55. A região, na figura abaixo, é descrita pelo sistema: x y 3 y 2x 2y x + Quanto vale a área da figura? a) 1 b) 2 c) 3 2 d) 2 2 e) 3 56. Considere as desigualdades definidas por | x 5 | 2+ e | y 4 | 1− representadas no mesmo sistema de coordenadas cartesianas. Qual das regiões sombreadas dos gráficos abaixo melhor representa a região do plano cartesiano determinada pela interseção das desigualdades? a) b) c) d) e) 57. Devido ao aumento do fluxo de passageiros, uma empresa de transporte coletivo urbano está fazendo estudos para a implantação de um novo ponto de parada em uma determinada rota. A figura mostra o percurso, indicado pelas setas, realizado por um ônibus nessa rota e a localização de dois de seus atuais pontos de parada, representados por P e Q. Os estudos indicam que o novo ponto T deverá ser instalado, nesse percurso, entre as paradas já existentes P e Q, de modo que as distâncias percorridas pelo ônibus entre os pontos P e T e entre os pontos T e Q sejam iguais. De acordo com os dados, as coordenadas do novo ponto de parada são a) (290; 20). b) (410; 0). c) (410; 20). d) (440; 0). e) (440; 20). 58. A figura a seguir ilustra as representações cartesianas das retas r e s de equações y x 3= + e y 3x 27,= − + respectivamente, com x e y dados em metros. Determine a área, em metros quadrados, do quadrilátero destacado. GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 15 a) 45,5 b) 49,5 c) 52,5 d) 55,5 e) 58,5 59. No gráfico acima, estão indicados os pontos A(1,0), B(2,1) e C(0,1), que são fixos, e os pontos P e Q, que se movem simultaneamente. O ponto P se desloca no segmento de reta de C até A, enquanto o ponto Q se desloca no segmento de A até B. Nesses deslocamentos, a cada instante, a abscissa de P é igual à ordenada de Q. Determine a medida da maior área que o triângulo PAQ pode assumir. 60. Uma pessoaaplicou certa quantia em ações. No primeiro mês, ela perdeu 30% do total do investimento e, no segundo mês, recuperou 20% do que havia perdido. Depois desses dois meses, resolveu tirar o montante de R$ 3800,00 gerado pela aplicação. A quantia inicial que essa pessoa aplicou em ações corresponde ao valor de a) R$ 4222,22 . b) R$ 4523,80 . c) R$ 5.000,00 . d) R$ 13.300,00 . e) R$ 17.100,00 . 61. 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: 0,8 L 0,5 N 0,2 O 0,1 S 0,4 N 0,3 L → → → → → 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. 62. Assinale o valor da área do quadrado de vértices ( 2, 9),− (4, 6), (1, 0) e ( 5, 3).− a) 20 b) 25 c) 45 d) 45 e) 60 63. Dados o ponto 25 A 4, 6 = e a reta r : 3x 4y 12 0,+ − = considere o triângulo de vértices ABC, cuja base BC está contida em r e a medida dos lados AB e AC é igual a 25 . 6 Então, a área e o perímetro desse triângulo são, respectivamente, iguais a a) 22 3 e 40 . 3 b) 23 3 e 40 . 3 c) 25 3 e 31 . 3 d) 25 3 e 35 . 3 e) 25 3 e 40 . 3 64. No plano cartesiano, considere o triângulo de vértices ( ) ( ) ( )A 1,4 , B 4,5 e C 6,2 . A reta suporte da altura relativa ao lado AC intercepta o eixo x no ponto de abscissa a) 2 b) 2,2 c) 2,4 d) 2,6 e) 2,8 GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 16 65. Considere o triângulo de vértices (0, 0), (3, 0) e (0, 7). Alguns pontos de coordenadas inteiras estão nos lados do triângulo como, por exemplo, (2, 0); alguns estão no interior como, por exemplo, o ponto (1, 1). Quantos pontos de coordenadas inteiras estão no interior do triângulo? a) 6 b) 7 c) 10 d) 12 e) 21 66. O valor de x para que os pontos (1,3), (-2,4), e (x,0) do plano sejam colineares é: a) 8. b) 9. c) 11. d) 10. e) 5. 67. Sendo (x + 2, 2y - 4) = (8x, 3y - 10), determine o valor de x e de y. 68. Em um plano, munido do referencial cartesiano usual, seja A o ponto de interseção das retas 3x y 4 0+ + = e 2x 5y 14 0.− + = Se os pontos B e C são respectivamente as interseções de cada uma destas retas com o eixo-x, então, a área do triângulo ABC, é igual a) 13 u.a. 3 b) 14 u.a. 3 c) 16 u.a. 3 d) 17 u.a. 3 69. Um triângulo é desenhado marcando-se os pontos A(3;5), B(2;– 6) e C(–4;1) no Plano Cartesiano. O triângulo A’B’C’ é o simétrico do triângulo ABC em relação ao eixo y. Um dos vértices do triângulo A’B’C’ é a) ( 3 ; 5 ). b) ( –2 ; 6 ). c) (– 2 ; – 1 ). d) ( – 4 ; 5 ). e) ( 4 ; 1 ). 70. Se os pontos A = (–1, 0), B = (1, 0) e C = (x, y) são vértices de um triângulo equilátero, então a distância entre A e C é a) 1 b) 2 c) 4 d) 2 e) 3 71. Se os pontos (1;4), (3;2) e (7;y) são vértices consecutivos de um retângulo, então a sua área, em unidades de superfície, é a) 8 b) 8√2 c) 16 d) 16 √2 e) e) 32 72. O elenco de um filme publicitário é composto por pessoas com cabelos louros ou olhos verdes. Sabe-se que esse elenco tem, no máximo, vinte pessoas dentre as quais, pelo menos, doze possuem cabelos louros e, no máximo, cinco possuem olhos verdes. No gráfico a seguir, pretende-se marcar um ponto P(L,V), em que L representa o número de pessoas do elenco que têm cabelos louros e V o número de pessoas do elenco que têm olhos verdes. O ponto P deverá ser marcado na região indicada por: a) R1 b) R2 c) R3 d) R4 e) R5 73. Na figura a seguir, A é um ponto do plano cartesiano, com coordenadas (x, y). Sabendo que A está localizado abaixo da reta r e acima da reta s, tem-se a) y < x 2 e y < -x + 1 b) y < x 2 ou y > -x + 1 c) x 2 < y e y > -x + 1 d) -x + 1 < y < x 2 e) x 2 < y < -x + 1 74. O gráfico abaixo representa, dentro do sistema de eixos cartesianos ortogonais, a trajetória de um táxi, de um bairro A para um bairro B, passando pelos bairros X e Y nessa ordem. Se os pontos A, X, Y e B pertencem à reta de equação 3x – 4y 120 0+ = e as distâncias entre os pontos A e X; X e Y; Y e B são iguais entre si, então, nessas condições, as coordenadas dos pontos A e B, são respectivamente: GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 17 a) (–80, –30) e (40, 60) b) (–40, –30) e (30, 40) c) (–30, –20) e (20, 30) d) (–80, –30) e (40, 50) e) (–40, –30) e (60, 40) 75. 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. 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 seja 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) . 76. A distância do vértice da parábola y = (x - 2) (x - 6) à reta y = (4/3)x + 5 é: a) 72/25 b) 29/25 c) 43 d) 43/25 e) 43/5 77. Um polígono do plano é determinado pelas inequações x ≥ 0, y ≥ 0, 5x + 2y ≤ 20 e x + y ≤ 7. Seus vértices são: a) (0, 0), (4, 0), (0, 7) e (2 ,5) b) (0, 0), (4, 0) e (0, 7) c) (0, 0), (7,0) e (2 ,5) d) (0, 0), (7,0), (2 ,5) e (0, 10) e) (4, 0), (7, 0), (0, 10) e (0, 7) 78. Seja B ≠ (0, 0) o ponto da reta de equação y = 2x cuja distância ao ponto A = (1, 1) é igual a distância de A à origem. Então a abscissa de B é igual a: a) 5/6 b) 5/7 c) 6/7 d) 6/5 e) 7/5 79. A equação da reta que contém o ponto A (1, 2) e é perpendicular à reta y=2x+3 é: a) x + 2y - 5 = 0 b) 2x + y = 0 c) 2x + y - 4 = 0 d) x - 2y + 3 = 0 e) x + 3y - 7 = 0 80. Seja S a região do plano cartesiano representada pelo triângulo ABC e seu interior. Determine um sistema de inequações que caracterize os pontos (x, y) pertencentes a S. 81. Considere, no plano cartesiano, o paralelogramo de vértices (1, 1), (3, 3), (6, 1) e (8, 3). A maior diagonal desse paralelogramo mede a) 5 5 b) 71 c) 5 3 d) 53 e) 3 5 82. O ponto da reta s que está mais próximo da origem é A = (-2,4). A equação da reta s é a) x + 2y = 6 b) x - 2y + 10 = 0 c) y + 2x = 0 d) 2y - x = -10 e) y + 2x = 6 83. Observe a figura. Nessa figura, M = (a, a) é ponto médio do segmento AC, A = (2, 6), B = (0, a) e C = (c, 0). A equação da reta BC é a) 2y - 3x = 6 b) 2y + 3x = 6 c) 3x + 4y = 12 d) 3x - 4y = 12 e) 4x + 2y = 9 GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 18 84. A área dotriângulo cujos vértices são os pontos (1,2), (3,5) e (4,-1) vale: a) 4,5 b) 6 c) 7,5 d) 9 e) 15 85. Dado um triângulo de vértices (1,1); (3,1); (-1,3) o baricentro (ponto de encontro das medianas) é: a) (1, 3/2) b) (3/2, 1) c) (3/2, 3/2) d) (1, 5/3) e) (0, 3/2) 86. A reta r é perpendicular à reta de equação 2x + y - 1 = 0 no ponto de abscissa -1. A equação da reta r é a) x - 2y + 7 = 0 b) 2x + y - 7 = 0 c) -x + 2y + 7 = 0 d) 2x + y + 7 = 0 e) x + 2y - 1 = 0 87. A área do triângulo, cujos vértices são (1, 2), (3, 4) e (4, -1), é igual a: a) 6. b) 8. c) 9. d) 10. e) 12. 88. O ponto A', simétrico do ponto A = (1, 1) em relação à reta r: 2x + 2y - 1 = 0 é: a) (1, 1) b) (1/2, -3/2) c) (-1/2, -1/2) d) (-1/2, -3/2) e) (1/2, 3/2) 89. Num triângulo ABC são conhecidos o vértice A = (3, 5) e as retas y - 1 = 0 e x + y - 4 = 0, suportes de duas medianas do triângulo. A reta que passa pelos vértices B e C tem equação: a) 2x + 3y - 2 = 0. b) 3x + y - 1 = 0. c) x + 2y - 1 = 0. d) 2x + y - 1 = 0. e) x + 3y - 1 = 0. 90. Observe a figura. Nessa figura, estão representadas duas perpendiculares que são gráficos de y=f(x) e y=g(x). O valor máximo da função h(x) = f(x).g(x) é: a) 5 4 b) 9 4 c) 3 d) 4 Gabarito 1. (5, 4) 2. C 3. D 4. C 5. E 6. B 7. a) y x.= b) 2 10 5 2 u.c.= = c) 125 % 8. C 9. B 10. x + 2y – 20 = 0 11. D 12. D 13. D 14. E 15. A 16. D 17. (4√2 − 5) cm 18. E 19. C 20. 13/2 21. a) c 2 1 012 60 m −= − − = ( ) 012y2xx12y20x 2 1 6y =−+−=−−−=− b) ( ) 2x x 12 x A x y A(x) A(x) 6x 2 2 − + = = = − + c) max 36 A 18 14 a 4 2 Δ = − = − = − 22. C 23. C 24. D 25. B 26. B 27. E 28. A 29. D 30. A 31. B 32. C 33. E 34. D 35. E 36. C 37. A 38. E 39. A 40. B 41. A 42. A 43. E 44. C 45. D 46. a) 30 u.a. GEOMETRIA MÓDULO 16 CBMERJ 19 b) y = 1/3x + 5/3 1 1 5 y 0 (x ( 5)) y x . 3 3 3 − = − − − = + − 47. A 48. E 49. A 50. C 51. D 52. E 53. 2S 28900 38,5 1.112.650km .= = 54. D 55. C 56. E 57. E 58. B 59. máx 1 1 A . 4 a 4 ( 1) 4 Δ = − = − = − 60. C 61. A 62. D 63. E 64. A 65. A 66. D 67. x = 2/7 y = 6 68. D 69. E 70. B 71. C 72. D 73. E 74. A 75. B 76. E 77. A 78. D 79. A 80. 3x 2y 4 0 3x 2y 4 0 y 1 + + − − 81. D 82. B 83. C 84. C 85. D 86. A 87. A 88. C 89. C 90. B
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