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ÁLGEBRA MÓDULO 15 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! Sistemas Lineares Um conjunto de n equações lineares a m incógnitas, forma o que chamamos de sistema linear. Se o conjunto (X1, X2, X3, ..., Xn-1, Xn) satisfizer as equações, esse conjunto será denominado solução do sistema. 1. Regra de Cramer Utilizada para determinar a solução de sistemas possíveis de determinados. O determinante principal é formado pelos coeficientes das variáveis. O determinante principal é formado pelos coeficientes das variáveis. Os determinantes secundários são obtidos substituindo as colunas das variáveis pela coluna dos termos independentes: As soluções do sistema são obtidas assim: para a {1, 2, 3,..., n}, Exemplo: Resolver o sistema Assim, A solução do sistema é (1, -1, 2) 2. Discussão de sistemas Quanto à solução os sistemas são divididos em três tipos: • Sistema Possível e Determinado (SPD): quando admitir uma única solução; • Sistema Possível e indeterminado (SPI): quando admitir infinitas soluções; • Sistema Impossível (SI) quando não admitir soluções. ÁLGEBRA MÓDULO 15 CBMERJ 2 3. Escalonamento de um sistema Dois sistemas são ditos equivalentes se têm a mesma solução. Exemplo: Escalonamento é um método de resolução que consiste em transformar um sistema em outro equivalente de resolução mais fácil. Para isso, utilizamos operações lineares. • Multiplicar uma equação inteira por uma constante. • Trocar duas equações entre si. • Somar um múltiplo de uma equação a outra equação. Para escalonarmos um sistema, para as equações e para a matriz aumentada (incluindo os termos independentes), seguiremos os passos anteriores. Exemplo: Assim, temos: X = 3, y = 2 e z = 1. Exercícios 1. A condição para que o sistema ax y z 0 x 2y z 0, x y z 0 + + = + + = + + = a , tenha solução única é a) a 1. b) a 1. − c) a 2. d) a 2. − e) a 0. 2. Uma agência de turismo vendeu um total de 78 passagens para os destinos: Lisboa, Paris e Roma. Sabe‐se que o número de passagens vendidas para Paris foi o dobro do número de passagens vendidas para os outros dois destinos conjuntamente. Sabe‐se também que, para Roma, foram vendidas duas passagens a mais que a metade das vendidas para Lisboa. Qual foi o total de passagens vendidas, conjuntamente, para Paris e Roma? a) 26 b) 38 c) 42 d) 62 e) 68 3. Considere duas situações distintas de equilíbrio entre os pratos de uma mesma balança, em que foram pesados um mesmo saco de cenouras e um mesmo saco de batatas, conforme representados abaixo. A razão C B entre o peso do saco de cenouras (C) e o peso do saco de batatas (B) é a) 1. b) 37 . 61 c) 3 . 5 d) 13 . 22 ÁLGEBRA MÓDULO 15 CBMERJ 3 4. Um menino possui 29 moedas de 10 centavos e 15 moedas de 25 centavos. O número de maneiras diferentes que ele tem para formar 5 reais é igual a: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 5. Jorge, Marcos e Paulo são três irmãos que adoram colecionar figurinhas e também adoram charadas. Como eles têm uma prima, Lavínia, que também adora decifrar enigmas, propuseram a ela o seguinte problema: - Jorge e Marcos têm, juntos, 110 figurinhas. - Jorge e Paulo têm, juntos, 73 figurinhas. - Marcos e Paulo têm, juntos, 65 figurinhas. - Quem tem mais figurinhas e quantas são elas? Se Lavínia conseguir decifrar o enigma, sua resposta será a) Paulo, com 14 figurinhas. b) Marcos, com 56 figurinhas. c) Jorge, com 59 figurinhas. d) Jorge e Marcos, ambos com 55 figurinhas. 6. Uma mãe, com o intuito de organizar os brinquedos dos seus filhos, teve a ideia de colocá-los em caixas coloridas. Ela classificou os brinquedos em três categorias, de acordo com seus tamanhos, sendo elas: brinquedos pequenos, médios e grandes. Para a organização, a mãe utilizou caixas de acrílico amarelas, verdes e azuis, as quais comportam as seguintes quantidades de brinquedos: - Caixas Amarelas: 2 grandes, 8 médios e 10 pequenos. - Caixas Verdes: 2 grandes, 20 médios e 16 pequenos. - Caixas Azuis: 1 grande, 10 médios e 14 pequenos. Considere que as crianças possuem 12 brinquedos grandes, 72 brinquedos de tamanho médio e 84 pequenos e que foi colocada, em cada caixa, exatamente a quantidade de brinquedos de cada categoria que ela comporta. Quantas caixas de cada cor esta mãe utilizou para acomodar todos os brinquedos de seus filhos? Apresente os cálculos realizados na resolução da questão. 7. José precisa pesar três peças de metal A, B e C. Mas, a balança que ele dispõe não é precisa para pesos menores do que 1kg. José decide então pesar as peças de duas em duas. A e B juntas pesam 1.600 g, B e C juntas pesam 1.400 g e A e C juntas pesam 1700 g. Nestas condições, qual o peso da peça mais leve? a) 550 g b) 650 g. c) 700 g. d) 950 g. e) 1.400 g. 8. Fabiana é representante de vendas de um fabricante de glicerina. A tabela descreve as formas de fornecimento do produto, o preço e a comissão de Fabiana. Tipo de embalagem Quantidade Preço Comissão Bombona pequena 50 mL R$ 300,00 R$ 18,00 Bombona grande 200 mL R$ 950,00 R$ 47,50 Container 1.000 mL R$ 5.200,00 R$ 260,00 Na segunda quinzena de novembro, as vendas feitas por Fabiana totalizaram R$ 50.100, gerando uma comissão de R$ 2.565,00. Dado que, nessa quinzena, o número de bombonas grandes vendidas foi dez vezes o número de containers vendidos, a quantidade total de glicerina vendida nessa quinzena foi igual a a) 9.600 L. b) 10.000 L. c) 9.000 L. d) 31.000 L. e) 31.600 L. 9. Uma instituição de caridade arrecadou, durante uma campanha de recebimento de donativos tecnológicos, cerca de 183 equipamentos, entre televisores, computadores e dispositivos eletrônicos portáteis (tablets ou celulares). Sabe-se que o número de computadores é uma unidade a mais que o triplo do número de televisores, enquanto que o número de dispositivos eletrônicos portáteis é a metade do número de computadores. Determine o número de televisores doados. a) 33 b) 50 c) 83 d) 60 e) 57 10. André comprou uma calça, três camisetas e duas cuecas por R$ 420,00. Se tivesse comprado duas calças e uma cueca teria gasto R$ 285,00. Se ele tivesse comprado apenas uma peça de cada tipo, teria pago a importância de: a) R$ 195,00 b) R$ 200,00 c) R$ 215,00 d) R$ 220,00 e) R$ 235,00 11. A loja Bem Barato está com a seguinte promoção: “Na compra de uma geladeira, uma lava-roupa tanquinho e um forno de micro-ondas, todos da marca Elizabeth III, o cliente paga R$1.530,00 em 8 vezes sem juros”. Se a geladeira custa o triplo do forno de micro-ondas e custa 360 reais a mais que a lava-roupa tanquinho, quanto o cliente pagará se comprar apenas a lava-roupa tanquinho e o forno de micro-ondas? a) 840 reais b) 805 reais c) 780 reais d) 750 reais e) 720 reais 12. Na Pizzaria “Massa Dez”, verificou-se que o valor financeiro que os amigos Kiko, Bené e Zazá tinham, em reais, dependia de resolver o seguinte problema: ÁLGEBRA MÓDULO 15 CBMERJ 4 - a média aritmética dos valores financeiros dos amigos citados era R$ 30,00; - a média aritmética dos valores financeiros de Benée Zazá era R$ 20,00; - Kiko tinha R$ 30,00 a mais que Bené; A partir dessas informações, podemos afirmar que a) Kiko tem R$ 40,00 a mais que Zazá. b) Bené tem R$ 10,00 a mais que Zazá. c) Zazá tem o mesmo valor financeiro que Kiko. d) O valor financeiro de Kiko corresponde à soma dos valores financeiros de Bené e Zazá. e) Zazá tem o mesmo valor financeiro que Bené. 13. Um parque tem 3 pistas para caminhada, X, Y e Z. Ana deu 2 voltas na pista X, 3 voltas na pista Y e 1 volta na pista Z, tendo caminhado um total de 8.420 metros. João deu 1 volta na pista X, 2 voltas na pista Y e 2 voltas na pista Z, num total de 7.940 metros. Marcela deu 4 voltas na pista X e 3 voltas na pista Y, num total de 8.110 metros. O comprimento da maior dessas pistas, excede o comprimento da menor pista em a) 1.130 metros. b) 1.350 metros. c) 1.570 metros. d) 1.790 metros. 14. Um funcionário da UFJF gastou 106 reais ao comprar 20 lápis, 4 borrachas, 10 canetas e uma mochila para seu filho. Ao chegar em casa, ele percebeu que o valor da mochila é igual a 10 vezes o valor de cada lápis mais 8 vezes o valor de cada borracha e mais 6 vezes o valor de cada caneta. Sabendo-se que o gasto com os lápis é igual ao dobro do gasto com as canetas mais o dobro do gasto com as borrachas, e que o gasto com as borrachas é igual ao gasto com as canetas, determine o preço de cada produto. 15. Visando atingir metas econômicas previamente estabelecidas, é comum no final do mês algumas lojas colocarem certos produtos em promoção. Uma determinada loja de departamentos colocou em oferta os seguintes produtos: televisão, sofá e estante. Na compra da televisão mais o sofá, o cliente pagaria R$ 3.800,00. Se ele levasse o sofá mais a estante, pagaria R$ 3.400,00. A televisão mais a estante sairiam por R$ 4.200,00. Um cliente resolveu levar duas televisões e um sofá que estavam na promoção, conseguindo ainda mais 5% de desconto pelo pagamento à vista. O valor total, em real, pago pelo cliente foi de a) 3.610,00. b) 5.035,00. c) 5.415,00. d) 5.795,00. e) 6.100,00. 16. Rita compra bijuterias para revender. Em julho, ela comprou 3 pulseiras iguais e 10 colares iguais, pagando, no total, R$ 87,00. Em agosto, ela comprou 10 das mesmas pulseiras, com desconto de 10%, e 25 dos mesmos colares, com acréscimo de 10%, gastando, nessa compra, R$ 243,00. Em julho, o preço de cada colar superava o preço de cada pulseira em a) 30%. b) 32%. c) 36%. d) 40%. e) 44%. 17. Uma pessoa encheu o cartão de memória de sua câmera duas vezes, somente com vídeos e fotos. Na primeira vez, conseguiu armazenar 10 minutos de vídeo e 190 fotos. Já na segunda, foi possível realizar 15 minutos de vídeo e tirar 150 fotos. Todos os vídeos possuem a mesma qualidade de imagem entre si, assim como todas as fotos. Agora, essa pessoa deseja armazenar nesse cartão de memória exclusivamente fotos, com a mesma qualidade das anteriores. Disponível em: www.techlider.com.br. Acesso em: 31 jul. 2012. O número máximo de fotos que ela poderá armazenar é a) 200. b) 209. c) 270. d) 340. e) 475. 18. Na figura estão representadas três retas no plano cartesiano, sendo P, Q e R os pontos de intersecções entre as retas, e A, B e C os pontos de intersecções dessas retas com o eixo x. Essa figura é a representação gráfica de um sistema linear de três equações e duas incógnitas que a) possui três soluções reais e distintas, representadas pelos pontos P, Q e R, pois eles indicam onde as retas se intersectam. b) possui três soluções reais e distintas, representadas pelos pontos A, B e C, pois eles indicam onde as retas intersectam o eixo das abscissas. c) possui infinitas soluções reais, pois as retas se intersectam em mais de um ponto. d) não possui solução real, pois não há ponto que pertença simultaneamente às três retas. e) possui uma única solução real, pois as retas possuem pontos em que se intersectam. 19. 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 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 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 ÁLGEBRA MÓDULO 15 CBMERJ 5 20. Uma família comprou água mineral em embalagens de 20 L, de 10 L e de 2 L. Ao todo, foram comprados 94 L de água, com o custo total de R$65,00 . Veja na tabela os preços da água por embalagem: Volume da embalagem (L) Preço (R$) 20 10,00 10 6,00 2 3,00 Nessa compra, o número de embalagens de 10 L corresponde ao dobro do número de embalagens de 20 L, e a quantidade de embalagens de 2 L corresponde a n. O valor de n é um divisor de: a) 32 b) 65 c) 77 d) 81 21. Um conjunto de 100 copos descartáveis, dispostos em um suporte, será usado em uma festa. Considere, agora, as seguintes informações: - sempre se tenta retirar apenas 1 copo de cada vez desse suporte; - quando se tenta retirar 1 copo, e exatamente 2 saem juntos, 1 deles é desperdiçado; - quando se tenta retirar 1 copo, e exatamente 3 saem juntos, 2 deles são desperdiçados; - quando se tenta retirar 1 copo, nunca saem 4 ou mais de 4 juntos; - foram retirados todos os copos desse suporte, havendo desperdício de 35% deles. - a razão entre o número de vezes em que foram retirados exatamente 2 copos juntos e o número de vezes em que foram retirados exatamente 3 juntos foi de 3 . 2 O número de vezes em que apenas 1 copo foi retirado do suporte é igual a: a) 30 b) 35 c) 40 d) 45 22. Numa granja há patos, marrecos e galinhas num total de 50 aves. Os patos são vendidos a R$ 12,00 a unidade, as galinhas a R$ 5,00 e os marrecos a R$ 15,00. Considere um comerciante que tenha gastado R$ 440,00 na compra de aves desses três tipos e que tenha comprado mais patos do que marrecos. O número de patos que esse comerciante comprou foi igual a: a) 25 b) 20 c) 12 d) 10 23. Um fazendeiro compra semanalmente um saco de farelo de milho, um saco de farelo de soja e um saco de farelo de cevada, mas compra também um saco extra de um desses três produtos. Quando o saco extra é o de milho, o peso total dos quatro sacos é de 110 kg, quando o saco extra é o de soja, o peso total dos quatro sacos é de 106 kg e quando o saco extra é o de cevada, o peso total dos quatro sacos é de 104 kg. Os pesos dos sacos de cada produto são sempre iguais. Determine o peso de um saco de cada produto. 24. No dia 01/08/2016, os saldos nas contas poupança de Carlos e Marco eram de, respectivamente, R$ 8.400,00 e R$ 2.800,00. Se, no primeiro dia de cada mês subsequente a agosto de 2016, Carlos retira R$ 240,00 e Marco deposita R$ 200,00, desconsiderando a correção monetária, quando é que o saldo na conta poupança de Marco irá ultrapassar o saldo na conta poupança de Carlos? a) Janeiro de 2017 b) Fevereiro de 2017 c) Março de 2017 d) Agosto de 2017 e) Setembro de 2017 25. Considere o sistema x y 6 y z x z 5 y x 2 y z 9 z x 2 + = + = + = onde x, y e z são reais não nulos. O valor da expressão 2 2 2x z y x z y xyz + + é: a) 15 2 b) 17 2 c) 15 4 d) 13 2 e) 17 4 26. Sabendo que Tales e Platão têm juntos massa de 159 kg; Platão e Fermat, 147 kg; e Tales e Fermat, 134 kg, determine a massa de Tales,Platão e Fermat juntos: a) 200. b) 210. c) 220. d) 230. e) 240. ÁLGEBRA MÓDULO 15 CBMERJ 6 27. Uma pessoa comprou 2 pacotes de algodão, 5 rolos de gaze e 3 rolos de esparadrapo. Na farmácia onde realizou a compra, o preço de um pacote de algodão mais um rolo de gaze e mais um rolo de esparadrapo é R$ 16,00. Um rolo de esparadrapo custa R$ 2,00 a menos que um pacote de algodão e R$ 1,00 a mais que um rolo de gaze. Sabendo que essa pessoa pagou a compra com uma nota de R$ 50,00, o valor do troco recebido foi a) R$ 0,50. b) R$ 1,00. c) R$ 1,50. d) R$ 2,50. e) R$ 2,00. 28. Classifique o sistema abaixo como determinado, possível indeterminado e impossível de acordo com os valores reais de m. 2 3 (m 2)x 2y z m 1 2x my 2z m 2 2mx 2(m 1)y (m 1)z m 3 − + − = + + + = + + + + + = + 29. Dado o sistema linear abaixo, analise as seguintes afirmativas: 3 4 6 x 3 0 16 b y a 1 4 2 z 3 − − = − I. Se b 12, − o sistema linear terá uma única solução. II. Se a b 12,= = − o sistema linear terá infinitas soluções. III. Se b 12,= − o sistema será impossível. a) Todas as afirmativas são corretas. b) Todas as afirmativas são incorretas. c) Somente as afirmativas I e III são corretas. d) Somente as afirmativas I e II são corretas. e) Somente as afirmativas II e III são corretas. 30. Considere o sistema de equações + + = + + = + + = 2 3 2 3 2 3 1 27 8 3 x y z 4 81 40 S 10 . x y z 2 54 24 7 x y z Se (x, y, z) é uma solução real de S, então | x | | y | | z |+ + é igual a a) 0. b) 3. c) 6. d) 9. e) 12. Gabarito: 1. A 2. D 3. D 4. B 5. C 6. Considerando que x seja o número de caixas amarelas, y o número de caixas verde e z o número de caixas azuis, podemos escrever o seguinte sistema. 2x 2y z 12 8x 20y 10z 72 10x 16y 14z 84 + + = + + = + + = O primeiro passo para a resolução será multiplicar a primeira equação por 10− e somar com a segunda. 12x 48 x 4− = − = O segundo passo para a resolução será multiplicar a primeira equação por 8− e somar com a terceira. 6x 6z 12 6z 12 z 2− + = − = = Substituindo x 4= e z 2= na primeira equação, obtemos: y 1.= Portanto, a resposta é 4 caixas amarelas, 1 caixa verde e 2 caixas azuis. 7. B 8. B 9. A 10. E 11. E 12. E 13. A 14. Consideremos: Preço de um lápis: x reais Preço de uma caneta: y reais Preço de uma borracha: z reais Preço de uma mochila: w reais Do enunciado, temos: ( ) ( ) ( ) ( ) w 10x 8z 6y iw 10x 8z 6y 5x 5y 2z ii20x 2 10y 2 4z 4z 10y 2z 5y iii 20x 4z 10y w 106 20x 4z 10y w 106 iv = + += + + = += + = = + + + = + + + = Da equação (iii), 2 y z 5 = Das equações (ii) e (iii), 4 5x 2z 2z x z 5 = + = Substituindo 4 x z 5 = e 2 y z 5 = na equação (i), 4 2 92 w 10 z 8z 6 z w z 5 5 5 = + + = Substituindo 4 2 x z, y z 5 5 = = e 92 w z 5 = na equação (iv), 4 2 92 20 z 4z 10 z z 106 z 2,5 5 5 5 + + + = = De z 2,5= e 4 x z, 5 = x 2= ÁLGEBRA MÓDULO 15 CBMERJ 7 De z 2,5= e 2 y z, 5 = y 1= De z 2,5= e 92 w z, 5 = w 46= Assim, os preços de cada um dos produtos, lápis, caneta, borracha e mochila, são, respectivamente, R$ 2,00, R$ 1,00, R$ 2,50 e R$ 46,00. Resposta: Um lápis custa R$ 2,00, uma caneta custa R$ 1,00, uma borracha custa R$ 2,50 e uma mochila custa R$ 46,00. 15. D 16. E 17. C 18. D 19. B 20. C 21. C 22. B 23. Calculando: ( ) ( ) ( ) ( ) x peso milho y peso soja z peso cevada 2x y z 110 x 2y z 106 x y 2z 104 4 x y z 320 x y z 80 x x y z 110 x 80 110 x 30 kg y x y z 106 y 80 106 y 26 kg z 80 104 z 24 kgz x y z 104 = = = + + = + + = + + = + + = + + = + + + = + = = + + + = + = = + = =+ + + = 24. E 25. D 26. C 27. B 28. Calculando: det A = | (m − 2) 2 −1 2 m 2 2m 2(m + 1) (m + 1) | det A = (m − 2) ⋅ m ⋅ (m + 1) + 2 ⋅ 2 ⋅ 2m + 2 ⋅ 2(m + 1) ⋅ (−1) − [2m ⋅ m ⋅ (−1)] − [2 ⋅ 2 ⋅ (m + 1)] − [2 ⋅ 2(m + 1) ⋅ (m − 2)] det A = m ⋅ (m − 2) ⋅ (m + 1) + 8m − 4(m + 1) + 2m2 − 4(m + 1) − 4(m + 1) ⋅ (m − 2) det A = m3 −m2 − 2m + 8m − 4m − 4 + 2m2 − 4m − 4 − 4m2 + 4m + 8 det A = m3 − 3m2 + 2m = m ⋅ (m − 1) ⋅ (m − 2) Caso 1 → m ≠ 0 ou m ≠ 1 ou m ≠ 2 → det A ≠ 0 → sistema possível e determinado Caso 2 → m = 0 → det A = 0 → sistema possível e indeterminado, pois: { −2x + 2y − z = 1 2x + 2z = 2 2y + z = 3 → Dx = 0; Dy = 0; Dz = 0 Caso 3 → m = 1 → det A = 0 → sistema impossível, pois: { −x + 2y − z = 2 2x + y + 2z = 3 2x + 4y + 2z = 4 → Re s olvendo: ⟨ (Linha1 × 2) + Linha2 (Linha1 × 2) + Linha3 → { 5y = 7 8y = 8 Caso 4 → m = 2 → det A = 0 → sistema impossível, pois: { 2y − z = 3 2x + 2y + 2z = 6 4x + 6y + 3z = 11 → Re s olvendo: ⟨ Linha1 (Linha2 × −2) + Linha3 → { 2y − z = 3 2y − z = −1 Logo, 𝑚 ∈ ℝ − {0, 1, 2} → sistema possível e determinado 𝑚 = 0 → sistema possível e indeterminado 𝑚 ∈ {1, 2} → sistema impossível 29. D 30. C
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