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Matemática Módulo 4 M19 Geometria Analítica: Pontos e Retas 3 - 12 M20 Geometria Analítica: Circunferência 13 - 18 M21 Geometria Analítica: Cônicas 19 - 22 M22 Números Complexos 23 - 26 M23 Polinômios 27 - 30 M24 Equações Polinomiais 31 - 38 M19Geometria Analítica: Pontos e Retas Matemática3 TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD M19 TERCEIR ÃO FTD Geometria Analítica: Pontos e Retas Caderno d e Atividades 1 (Unesp-SP) O triângulo PQR, no plano cartesiano, de vértices P(0, 0), Q(6, 0) e R(3, 5), é: a) eqüilátero. b) isósceles, mas não eqüilátero. c) escaleno. d) retângulo. e) obtusângulo. Pelo enunciado, temos: P(0, 0) Q(6, 0) R(3, 5) y xM Portanto, o triângulo PRQ é isósceles e não eqüilátero. No #PMR (retângulo em M), temos: (PR)2 = (PM)2 0 (MR)2 → (PR)2 = 32 0 52 → PR = 34 No #RMQ (retângulo em M), temos: (QR)2 = (MQ)2 0 (MR)2 → (QR)2 = 32 0 52 → QR = 34 Então: PQ = 6 PR QR= = 34 1 2 3 PR = QR ϑ PQ M T N9 = 9 = = 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 2 1 1 1 y x D C A B D C A B y x y x A B D C y x D C A B C D B A x y a) d) b) e) c) Sendo as linhas da matriz N as co- ordenadas de A, B, C e D, respecti- vamente, temos: A(0, 1), B(1, 0), C(2, 1) e D(1, 1), que correspondem à figura: y x0 1 A 1 2 B D C X X D C A B y x 2 (ESPM-SP) A figura mostra um quadrado ABCD re- presentado no plano cartesiano. As linhas da matriz M são as coordenadas dos vértices do quadrado. Multiplicando- se a matriz M pela matriz de transformação T dada, ob- tém-se uma matriz N. Assinale a alternativa que mostra a figura representada pela matriz N. M T= = 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 001_006_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:043 Geometria Analítica: Pontos e RetasM19 Matemática 4 y A(1, 2)B(−1, 2) D(−1, −2) E(1, −2) xO 2 1−1 H 5 (Unifesp-SP) A figura representa, em um sistema or- togonal de coordenadas, duas retas, r e s, simétricas em relação ao eixo Oy, uma circunferência com centro na origem do sistema, e os pontos A(1, 2), B, C, D, E e F, correspondentes às intersecções das retas e do eixo Ox com a circunferência. y A(1, 2) rs B C F D E xO Nessas condições, determine: a) as coordenadas dos vértices B, C, D, E e F e a área do hexágono ABCDEF; b) o valor do cosseno do ângulo AOB. 4 (Fatec-SP) Seja r a reta que passa pelos pontos (3, 2) e (5, 1). A reta s é a simétrica de r em relação à reta de equa- ção y = 3. A equação de s é: a) x 0 2y − 7 = 0 d) x − 2y − 11 = 0 b) x 0 2y − 5 = 0 e) 2x − y 0 5 = 0 c) x − 2y 0 5 = 0 A equação da reta s é: A reta s, simétrica de r em relação à reta de equação y = 3, passa pelos pontos (3, 4) e (5, 5), conforme a figura: y x y = 3 (3, 2) (3, 4) (5, 1) (5, 5) s r X x y x 1 5 5 1 3 4 1 0 5 0= − 0 =→ 2y 3 (PUC-RJ) Os pontos (−1, 6), (0, 0) e (3, 1) são três vértices consecutivos de um paralelogramo. Assinale a opção que apresenta o ponto correspondente ao quarto vértice: a) (2, 7) c) (1, −6) e) (6, 3) b) (4, −5) d) (−4, 5) Sabendo que A(−1, 6), B(0, 0), C(3, 1) e D(xD, yD) são os vértices conse- cutivos do paralelogramo, que M é o ponto médio de suas diagonais e que as diagonais de um paralelogramo se cruzam no seu ponto médio, temos M: • ponto médio de AC : Portanto, o vértice D tem coordenadas (2, 7). • ponto médio de BD : x M = − 0 = 1 3 2 1 y M = 0 = 6 1 2 7 2 1 4 4 2 4 4 3 x x x M D D = 0 = = 0 2 1 2→ y y y M D D = 0 = = 0 2 7 2 7→ 1 4 4 2 4 4 3 C − 5 0,( ) F 5 0,( ) X a) O ponto B é simétrico de A em relação ao eixo Oy. Os pontos D e E são, respectivamente, simétricos de A e B em relação à origem. Os pontos C e F pertencem à circunferência e ao eixo Ox. O raio R = OA , da circunferência, é tal que: R OA OF= = − 0 − = =( ) ( )1 0 2 0 52 2 Dessa forma, os pontos B, C, D, E e F têm coordenadas, respectiva- mente, iguais a (−1, 2), − 5 , 0 ,( ) (−1, −2), (1, −2) e 5 , 0 .( ) Os triângulos OFA, OBC, OCD e OEF têm áreas iguais a: S OF AH 1 2 5 2 2 5= 9 = 9 = Os triângulos OAB e ODE têm áreas iguais a: S AB AH 2 2 2 2 2 2= 9 = 9 = Então, a área do hexágono ABCDEF é: S S S= 0 = 9 0 9 = 04 2 4 5 2 2 4 5 1 1 2 ( ) u.a. 2 5 5 2 5 5 2 2 2 = 0 − 9( ) ( ) ( ) ( ) cos ( )A BO b) No #AOB: AB2 = OA2 0 OB2 − 2OA 9 OB 9 cos (AOB) 10 cos (AOB) = 6 → cos (AOB) = 0,6 001_006_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:044 M19Geometria Analítica: Pontos e Retas Matemática5 7 (UFMG) Os pontos A(2, 6) e B(3, 7) são vértices do triângulo ABC, retângulo em A. O vértice C está sobre o eixo Ox. A abscissa do ponto C é: a) 8,5 b) 9 c) 9,5 d) 8 y 7 6 2 3 xC(c, 0) A B Como o triângulo ABC é retângulo em A, temos: M AC 9 M AB = −1 − − 9 = − = 6 2 1 1 1 8 C C → X 8 (MACK-SP) Desempregados (mil) t (meses)2 1 A B C D 2 40 O gráfico acima mostra a evolução da quantidade de pes- soas desempregadas (em mil), a partir de determinado momento, em certa região. Se i // a, o número de pessoas desempregadas, 5 meses após o início das obser- vações, é: a) 4 000 c) 3 500 e) 2 000 b) 3 000 d) 2 500 d t2 1 A B C D 2 4 50 O coeficiente angular da reta q é m AB = − − = 2 1 2 0 1 2 . O coeficiente angular da reta & // q também é 1 2 e & passa por C(4, 2). A equação da reta &, sendo t a abscissa e d a ordenada, é: d t t d t − = − − = − = =2 1 2 4 4 2 (t 4) 2d 2d→ → → Portanto, o número de desempregados, após 5 meses do início da observação, é 2 500. Para t = 5: d = = 5 2 2,5 (em mil) X 6 (UFV-MG) A figura abaixo ilustra um quadrado de lado 8 com vértices situados sobre os eixos coordenados. y x A B a) Se a e b são as coordenadas do ponto B, ou seja, B(a, b), determine a soma a 0 b. b) Determine a equação da reta que passa pelos pontos A e B. Seja r a reta suporte do lado do quadrado que passa por A, B e C : A B rO C a) O ponto B(a, b) 7 r: x y0 = 4 2 . Logo, a 0 =b 4 2 . b) A equação da reta que passa por A e B é a equação de r: x 0 =y 4 2 . Como o quadrado tem lado 8, 8 e Q representam metade da diagonal do quadrado, ou seja, OA OC e C= = 4 2 0 4 2 4 2 0, portanto A , , .( ) ( ) A x y x y equação da reta será: 0 r 1 0 4 2 1 4 2 0 1 0 4 2 4 2 32= 0 − =→ → x y0 − =4 2 0 001_006_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:055 Geometria Analítica: Pontos e RetasM19 Matemática 6 11 (UFRJ) Um avião taxia (prepara-se para decolar) a partir de um ponto que a torre de controle do aeroporto considera a origem do eixos coordenados, com escala em quilômetros. Ele segue em linha reta até o ponto (3, −1), onde realiza uma curva de 90) no sentido anti-horário, seguindo, a partir daí, em linha reta. Após algum tempo, o piloto acusa defeito no avião, relatando a necessidade de abortar a decolagem. Se, após a mudança de direção, o avião anda 1 (um) quilômetro até parar, para que ponto do plano a torre deve encaminhar a equipe de resgate? y x r s A 3 −1 O x y x x mr 1 3 1 1 0 0 1 0 0 1 3 1 3 − = − − = = − = −→ → 3y y Equação da reta r que passa por O(0, 0) e A(3, −1): Equação da reta s que passa por A(3, −1) e é perpendicular a r , sendo ms = 3: y 0 1 = 3(x − 3) → y = 3x − 10 � O avião deve passar por um ponto P(x, y) tal que P 7 s e PA = 1. Substituindo � em �: (x − 3)2 0 (3x − 10 0 1)2 = 1 10x2 − 60x 0 89 = 0 ∆ = 40 x = Σ = Σ60 40 20 60 2 10 20 xδ = 030 10 10 xφ = −30 10 10 Para x , em temos: y = 0 = 0 − 30 10 10 3 30 10 10 10 � y = −3 10 10 10 E P ou o ponto procurado é: 30 10 10 3 10 10 10 0 − , 3 10 10 3 10 10 1 0 −, (não convém) 3x − 2y − 5 = 0 mx − y 0 2 = 0 1 2 3 x − y − 1 = 0 4x − y − 10 = 0 2x 0 y − 8 = 0 1 4 2 4 3 b) Discuta, em função do parâmetro m, a posição relativa das retas de equações concorremnum mesmo ponto e obtenha esse ponto. 9 (FGV-SP) a) No plano cartesiano, mostre que as retas de equações a) Vamos tomar inicialmente duas das retas e fazer sua intersecção: 1 2 3 x − y − 1 = 0 4x − y − 10 = 0 → 1 2 3 x − y = 1 −4x 0 y = −10 −3x = −9 x = 3 e y = 2 As retas x − y − 1 = 0 e 4x − y − 10 = 0 concorrem no ponto (3, 2). Esse ponto também pertence à reta 2x 0 y − 8 = 0, pois 2 9 3 0 2 − 8 = 0. Portanto, as três retas concorrem no ponto (3, 2). b) Calculando os coeficientes angulares das retas: r y x mr1 3 2 5 2 3 21 : 3x 2y 5 0− − = = − =→ → r m mr2 2: mx y 2 0 y mx 2− 0 = = 0 =→ → Se m = 3 2 , as retas são paralelas. Se m oncorrentesϑ 3 2 , .as retas são c 10 (FGV-SP) No plano cartesiano, o ponto da reta r: 3x − 4y = 5 mais próximo da origem tem coordenadas cuja soma vale: a) − 2 5 b) − 1 5 c) 0 d) 1 5 e) 2 5 y xO s P r Como m m r s a equação da reta é:= = −3 4 4 3 → , s Seja s a reta que passa pela origem e é perpendicular à reta r . Portanto, o ponto de r mais próximo da origem é P 3 5 4 5 , ,− cuja soma das coordenadas é − 1 5 . O ponto da reta r mais próximo da origem é o ponto de intersecção entre as retas r e s, obtido pela solução do sistema: 3x − 4y = 5 y x= − 4 3 → x e y= = −3 5 4 5 1 4 2 4 3 X y y− = − − = −0 4 3 4 3 (x 0) x→ PA (x 3) (y 1) (x 3) (y 1)2 2 2 2= − 0 0 = − 0 0 =1 1→ � 001_006_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:056 M19Geometria Analítica: Pontos e Retas Matemática7 14 (Fuvest-SP) Sejam A(0, 0), B(8, 0) e C(−1, 3) os vértices de um triângulo e D(u, v) um ponto do segmen- to p. Sejam E o ponto de intersecção de i com a reta que passa por D e é paralela ao eixo y e F o ponto de intersecção de o com a reta que passa por D e é parale- la ao eixo x. a) Determine, em função de u, a área do quadrilátero AEDF. b) Determine o valor de u para o qual a área do quadrilá- tero AEDF é máxima. Pelo enunciado, temos a figura abaixo, em que 0 , u , 8. y xA(0, 0) C(−1, 3) D(u, v) E(u, 0) F(t, v) B(8, 0) a) Calculando as medidas de AEDF, em função de u: Reta 3yt: x y x y x 1 1 3 1 8 0 1 0 8 0 8 3 − = 0 − = = −→ → v u e D u u = − −8 3 8 3 , Como D(u, v) pertence à reta t: Reta 3x 3x ou xw: x y y y y 1 1 3 1 0 0 1 0 0 1 3 − = 0 = = − = −→ → t v u u = − = − − = −1 3 1 3 8 3 8 9 Como F(t, v) pertence à reta w: e F u u− −8 9 8 3 , b) Como S( ) ,u u u= − 0 0 17 54 128 54 64 54 2 então o valor de u para o qual a área é máxima é o valor da abscissa do vértice da parábola represen- tada pela função acima. No trapézio AEDF, temos: AE u ED v u = = = − ; 8 3 DF u t u t= 0 = − (pois t , 0 e está no semi-eixo negativo das abscis- sas) Área do trapézio: S (DF AE) ED 8u = 0 9 = 0 0 9 − 2 8 9 8 3 2 u u S (17u 8) (8 u) 17u 128u2 = 0 9 − = − 0 0 54 64 54 u b av = − = − − = − 9 − = 2 128 54 2 17 54 54 34 64 17 128 54 DF u u u = − − = 08 9 8 8 9 12 (UEL-PR) No gráfico abaixo, cada divisão dos eixos corresponde a uma unidade. A equação da reta que passa por P e é perpendicular à reta r dada é: a) y x= − 0 4 3 38 3 b) y x= 0 3 4 1 2 c) y x= − 0 4 3 39 3 d) y x= 0 3 4 9 4 e) y x= 0 9 4 38 3 Sendo s a reta que passa por P(5, 6) e é perpendicular à reta r, então m s = 3 4 . A equação de s é: A reta r corta os eixos coordenados em (3, 0) e (0, 4), sendo sua equação: y P r 0 = 1 unidade x x y ou y x 1 3 0 1 0 4 1 0 12 0 4 3 = 0 − = = − 0→ 4x 3y 4, cujo coeficiente angular é m r = − 4 3 . y y x− = − = 06 3 4 3 4 9 4 (x 5) → a) A reta que passa pelos pontos M(8, 6) e P(−8, −2) tem equação: Logo, a altura do #MNP, relativa ao lado MP , é a distância do ponto N(−4, 10) à reta MP . Logo, a mediana do #MNP, relativa ao vértice M, é a distância entre os pontos M e Q. b) Seja Q o ponto médio do segmento NP .1 4 4 2 4 4 3 13 (IBMEC) Considerando o triângulo MNP, sendo M(8, 6), N(−4, 10) e P(−8, −2), determine: a) o valor da altura relativa ao lado MP; b) o tamanho da mediana relativa ao vértice M. x y x 1 8 6 1 8 2 1 0 4 0 − − = − 0 =→ 2y d N MP, ( ) = − − 9 0 0 − = = 4 2 10 4 1 2 20 5 4 5 2 2 x Q = − 0 − = − 4 2 6 ( 8) y Q = 0 − = 10 2 4 ( 2) d MQ = − − 0 − = 0 =(8 6)) (6 4) ( 2 2 196 4 10 2 X 007_012_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:077 Geometria Analítica: Pontos e RetasM19 Matemática 8 15 (MACK-SP) A melhor representação gráfica dos pon- tos (x, y) do plano, tais que (x − y) 9 (x 0 y) , 0, é a parte colorida da alternativa: y x y x y x a) b) c) y x y x d) e) X x − y . 0 e x 0 y , 0 � ou x − y , 0 e x 0 y . 0 � (x − y) 9 (x 0 y) , 0 Θ 1 4 2 4 3 As soluções do sistema � são representadas por: y x 0 y = 0 x 0 x − y = 0 Então, as soluções da inequação dada são representadas por: As soluções do sistema � são representadas por: y x − y = 0 x 0 x 0 y = 0 x 0 y = 0 x − y = 0 y x 0 16 (FGV-SP) a) Represente os pontos do plano cartesiano que satisfa- zem simultaneamente as relações x − y > 0 e x 0 y < 0. b) Uma empresa fabrica uma peça de precisão em dois modelos, A e B. O custo de produção de uma unidade de A é R$ 200,00 e o de B é R$ 150,00. Por restrições de orçamento, a empresa pode gastar por mês no máximo R$ 45 000,00. A mão-de-obra disponível permite fabri- car por mês no máximo 250 peças. Seja x a quantidade produzida por mês de A e y a de B. Represente graficamente os possíveis valores de x e y. (Admita, para simplificar, que x e y assumam valores reais não negativos.) x − y > 0 x − y = 0 45) y x x 0 y < 0 x 0 y = 0 45) y x A região do plano cartesiano que satisfaz simultaneamente as relações x − y > 0 e x 0 y < 0 é dada por: x 0 y = 0 x − y = 0 45) 45) y x b) A partir do enunciado, com x > 0 e y > 0, temos: x 0 y < 250 4x 0 3y < 900 x 0 y < 250 total de peças 200x 0 150y < 45 000 custo 1 2 3 1 2 3→ Então: y 250 250 x x 0 y = 250 x 0 y < 250 y 300 225 4x 0 3y = 900 4x 0 3y < 900 x y x 250 250 300 225 (150, 100) A região do plano cartesiano que satisfaz simultaneamente as relações x 0 y < 250, 4x 0 3y < 900, x > 0 e y > 0 é dada por: a) 007_012_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:078 M19Geometria Analítica: Pontos e Retas Matemática9 17 (PUC-RJ) Qual a área do triângulo delimitado pelos pontos (0, 0), (2, 2) e (1, 3)? S = = − = 1 2 0 0 1 2 2 1 1 3 1 1 2 6 2 2 u.a. X Para que as retas AB uur e BP uur sejam perpendiculares, devemos ter: mAB . mBP = −1 1 0 0 2 1 0 1 1 − − 9 − − = − = 0 →n m n 2m � Para que o triângulo de vértices A, B e P tenha área igual a 10, devemos ter: S m n m m # = = − − = 0 = − 2 0 1 0 1 1 1 2 10 2 20 18→ →2n 2n � De � e �, vem: n = 2m 0 1 m 0 2n = −18 1 2 3 → m = −4 n = −7 1 2 3 → P(−4, −7) 18 (UFU-MG) Considere, no plano cartesiano com ori- gem O, um triângulo cujos vértices A, B e C têm coorde- nadas (−1, 0), (0, 4) e (2, 0), respectivamente. Se M e N são os pontos médios de i e p, respectivamente, a área do triângulo OMN será igual a: a) 5 3 u.a. b) 8 5 u.a. c) 1 u.a. d) 3 2 u.a.X Se M é ponto médio de i, temos: x M = − 0 = − 1 0 2 1 2 y M = 0 = 0 4 2 2 1 4 4 2 4 4 3 A área do #OMN é dada por: Se N é ponto médio de p, temos: x N = 0 = 0 2 2 1 y N = 0 = 4 0 2 2 Área = − = = 1 2 0 0 1 1 2 1 1 2 2 1 1 2 3 3 2 u.a. 19 (PUC-RS) A representação que segue é das funções f, g, definidas por f(x) = x2 e g(x) = x 0 2. A área do triân- gulo cujos vértices são os pontos de intersecção das duas curvas e o ponto (0, 0) é: a) 1 b) 3 c) 4 d) 6 e) 8 y x0 −2 2 4 6 8 10 −2 2 4 6 8 10 −4 −6 −8 −10 −4−6−8−10 Logo, a área do triângulo com vértices nos pontos (−1, 1), (2, 4) e (0, 0) é: Os pontosde intersecção das curvas f(x) = x2 e g(x) = x 0 2 são obtidos por meio da resolução do sistema: y = x2 y = x 0 2 1 2 3 → y = x2 x2 = x 0 2 1 2 3 x = −1 e y = 1 ou x = 2 e y = 4 1 4 2 4 3 → S S= − = = 0 0 1 1 1 1 2 4 1 2 6 2 3→ 20 (UFPB) Considere os pontos A(2, 0) e B(0, 1). De- termine o ponto P(m, n), com m e n negativos, de modo que as retas r e BP uur sejam perpendiculares e o triângulo de vértices A, B e P tenha área igual a 10. 007_012_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:089 Geometria Analítica: Pontos e RetasM19 Matemática 10 22 (MACK-SP) Na figura, temos os esboços dos gráfi- cos de y = 7x 0 1 e y = ax3. Se i é paralelo ao eixo horizontal, então a área do triângulo ABC é: a) 1 4 d) 5 3 b) 7 4 e) 1 2 c) 3 8 y x 8 A B CX Como A e C são pontos da reta w de equação y = 7x 0 1, então A(0, 1) e C(1, 8). y x 8 A(0, 1) b B(b, 1) C(1, 8) r ι A área do triângulo cujos vértices são os pontos A(0, 1), B 1 2 1, eC(1, 8) é: O ponto C pertence à curva de equação y = ax3, portanto 8 = a 9 13 → a = 8. Os pontos A e B têm ordenadas iguais a 1, e B(b, 1) pertence à curva de equação y = ax3: 1 1 8 1 2 3 3= 9 = 9 =a b b b→ → S # = = 9 0 − − = 1 2 0 1 1 1 2 1 1 1 8 1 1 2 1 4 1 1 2 7 4 21 (Fuvest-SP) Duas retas s e t do plano cartesiano se interceptam no ponto (2, 2). O produto de seus coeficientes angulares é 1 e a reta s intercepta o eixo y no ponto (0, 3). A área do triângulo delimitado pelo eixo x e pelas retas s e t é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6X A reta s, que passa pelos pontos (2, 2) e (0, 3), tem equação: x y y x 1 2 2 1 0 3 1 0 1 2 3= 0 − − = 0 − = = − 0→ →2x 6 3x 2y 0 x 2y 6 0 ou Essa reta s tem coeficiente angular m s = − 1 2 e intercepta o eixo das abscissas no ponto A(6, 0). Sendo m m mt s t9 = = − = −1 1 1 2 2→ E a reta t que passa por (2, 2) e tem coeficiente angular −2 tem equação: y − 2 = −2(x − 2) → 2x 0 y = 6. Essa reta t intercepta o eixo das abscissas no ponto (3, 0). O triângulo APB pedido tem área: Temos, então, o seguinte esboço da situação: y xH 2 (0, 3) Qs t P(2, 2) B(3, 0) A(6, 0) S BA PH APB# = 9 = 9 = 2 3 2 2 3 007_012_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:0810 M19Geometria Analítica: Pontos e Retas Matemática11 24 (Unesp-SP) Sejam A(2, 0) e B(5, 0) pontos do plano e r a reta de equação y x = 2 . a) Represente geometricamente os pontos A e B e esboce o gráfico da reta r. b) Se C x x , , 2 com x . 0, é um ponto da reta r, tal que o triângulo ABC tem área 6, determine o ponto C. a) A reta r, de equação y x = 2 , passa, por exemplo, pelos pontos (0, 0) e (2, 1); então a representação gráfica pedida é: y x 1 r A(2, 0) B(5, 0) O ponto C tem coordenadas: C(8, 4). b) Se C x x , , 2 com x . 0, é um ponto da reta r, tal que o triângulo ABC tem área 6, então: y xA(2, 0) 3 xB(5, 0) A x x ABC# = 9 = = 3 2 2 6 8→ C x x , 2 x 2 23 (ITA-SP) Num sistema de coordenadas cartesianas, duas retas r e s, com coeficientes angulares 2 e 1 2 , res- pectivamente, se interceptam na origem O. Se B 7 r e C 7 s são dois pontos no primeiro quadrante tais que o segmento p é perpendicular a r e a área do triângulo OBC é igual a 12 9 10−1, então a distância de B ao eixo das ordenadas vale: a) 8 5 b) 4 5 c) 2 5 d) 1 5 e) 1X De acordo com o enunciado, pode-se concluir que uma equação da reta r é y = 2x e uma equação da reta s é y = 1 2 x. Como B 7 r, se designarmos d (d . 0) a distância de B ao eixo das ordenadas, então o ponto B terá coordenadas d e 2d, ou seja, B(d, 2d). y x B(d, 2d) r s O(0, 0) y = 2x Como C 7 s, se designarmos a (a . 0) a abscissa de C, então a sua orde- nada será a ou seja C a a 2 2 , , , . A reta t tem coeficiente angular − 1 2 , pois é perpendicular a r. Assim a a d a a d a e a : 2 1 2 2 2 4 − − = − − = − 0 = = 2d 4d 5d 5d→ → O triângulo OBC tem área igual a 12 10 12 10 6 5 19 = =− Assim d : 1 2 0 0 1 1 2 4 1 6 5 1 2 4 6 5 2d 5d 5d 5d 5d 2 2= − =→ − = = = = . 15d 15d (pois d 0) 2 2 4 12 5 4 12 5 16 25 4 5 2→ → →d d C a a , 2 y x= 1 2 . 007_012_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:0911 Geometria Analítica: Pontos e RetasM19 Matemática 12 25 (Unifesp-SP) Se P é o ponto de intersecção das retas de equações x − y − 2 = 0 e 1 2 3x y0 = , a área do triângulo de vértices A(0, 3), B(2, 0) e P é: a) 1 3 b) 5 3 c) 8 3 d) 10 3 e) 20 3 26 (Unifesp-SP) Considere a região colorida na figura, delimitada pelo eixo Ox e pelas retas de equações y = 2x e x = k, k . 0. X As coordenadas do ponto P podem ser obtidas resolvendo-se o sistema: x − y − 2 = 0 1 2 y 3 0x 0 − = –––––––––––––– 3 2 5 0x − = → x 10 3 e y 4 3 P 10 3 , 4 3 = = → Sendo A(0, 3) = 0, 9 3 , B(2, 0) = 6 3 , 0 e P 10 3 , 4 3 , temos a figura: Nessas condições, expresse, em função de k: a) a área A(k) da região colorida; b) o perímetro do triângulo que delimita a região colorida. y A (k) y � 2x xk O Do enunciado, temos a figura: C B O y 2k A (k) y � 2x xk a) A(k) = OB BC 2 9 A(k) k 2k 2 9 → A(k) = k2 b) No triângulo retângulo OBC, temos: (OC)2 = (OB)2 0 (BC)2 (OC)2 = k2 0 (2k)2 → OC = k 5 Logo, o perímetro P pedido é: P OC OB= 0 0 BC → P = k 5 0 k 0 2k → P = k(3 0 5 ) S1 : área do retângulo ACDO S2 : área do triângulo AOB S3 : área do triângulo ACP S4 : área do triângulo PDB A área S pedida é tal que: S = S 1 − (S 2 0 S 3 0 S 4 ) S 10 3 9 3 1 2 9 3 6 3 1 2 10 3 5 3 1 2 4 3 4 3 S 10 3 = 9 − 9 9 0 9 9 0 9 9 = → 6 3 6 3 4 3 4 3 4 3 5 3 9 3 9 3 10 3 10 3 y x DB P CA O 1 4 2 4 3 � 007_012_CAD_Mat_4.p65 16.10.06, 11:1012 M20Geometria Analítica: Circunferência Matemática13 TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD M20 TERCEIR ÃO FTD Geometria Analítica: Circunferência C aderno de Atividades 4 (Unesp-SP) Considere a circunferência ι, de equação (x − 3)2 0 y2 = 5. a) Determine o ponto P(x, y) pertencente a ι, tal que y = 2 e x . 3. b) Se r é a reta que passa pelo centro (3, 0) de ι e por P, dê a equação e o coeficiente angular de r. O coeficiente angular de r é mr = 2. a) Se P 7 ι e y = 2, temos: (x − 3)2 0 22 = 5 → (x − 3)2 = 1 → x − 3 = Σ1 Se x − 3 = −1 → x = 2 (não serve, pois x . 3). Se x − 3 = 1 → x = 4 → P(4, 2). b) A reta r que passa pelos pontos P(4, 2) e C(3, 0) tem equação: x y y y 1 4 2 1 3 0 1 0 6 0 6= − − = = −→ →2x 2x 3 (UFSCar-SP) O raio da circunferência inscrita em um triângulo de lados a, b e c pode ser calculado pela fórmula r p = − 9 − 9 −(p a) (p b) (p c) , y 0 x 3 4 Determine nesse triângulo: a) o raio da circunferência inscrita; b) a equação da circunfe- rência inscrita. c e p= 0 = = 0 0 =3 4 5 3 4 5 2 62 2 Sendo a = 3, b = 4 e c a hipotenusa do triângulo, temos: c2 = a2 0 b2 → Assim: b) A circunferência inscrita nesse triângulo tem centro C(1, 1) e raio r = 1. Assim, a equação dessa circunferência é: (x − 1)2 0 (y − 1)2 = 12 → x2 0 y2 − 2x − 2y 0 1 = 0 a) r r r= − 9 − 9 − = 9 9 = (6 3) (6 4) (6 5) 6 3 2 1 6 1→ → em que p é o semipe- rímetro do triângulo. Os catetos de um triângulo retângulo medem 3 e 4 e estão sobre os eixos cartesianos, conforme a figura. 1 (UFC) O segmento que une os pontos de intersecção da reta 2x 0 y − 4 = 0 com os eixos coordenados deter- mina um diâmetro de uma circunferência. A equação des- sa circunferência é: a) (x − 1)2 0 (y − 2)2 = 5 b) (x − 1)2 0 (y − 2)2 = 20 c) (x − 1)2 0 (y − 2)2 = 25 d) (x 0 1)2 0 (y 0 2)2 = 5 e) (x 0 1)2 0 (y 0 2)2 = 20 X C = 0 0 = 0 2 2 (1, 2), 4 0 2 Intersecção da reta 2x 0 y − 4 = 0 com os eixos coordenados: x = 0 → y = 4 Ι A(0, 4) y = 0 → x = 2Ι B(2, 0) O centro da circunferência é o ponto médio de i: O raio da circunferência é AB 2 (2 0) (0 4)2 2 r = = − 0 − = 2 5 . Portanto, a equação da circunferência é: (x 1) (y 2)2 2− 0 − = =5 5 2( ) 2 (PUC-RS) Uma circunferência tem centro na intersec- ção da reta x = −2 com o eixo das abscissas e passa pelo ponto de intersecção das retas y = −2x 0 8 e y = x 0 2. A equação dessa circunferência é: a) x2 0 y2 = 20 d) (x − 2)2 0 y2 = 32 b) x2 0 (y 0 2)2 = 32 e) (x − 2)2 0 (y − 2)2 = 32 c) (x 0 2)2 0 y2 = 32X Seja P o ponto de intersecção das retas y = −2x 0 8 e y = x 0 2. As coordenadas de P são dadas por: y = −2x 0 8 y = x 0 2 1 2 3 → x = 2 y = 4 O raio da circunferência com centro C(−2, 0) e que passa por P(2, 4) é: raio d 2) (0 4) PC 2 2= = − − 0 − =( 2 32 (x 0 2)2 0 y2 = 32 Logo, a equação dessa circunferência será: (x 2) (y 0)2 20 0 − = 32 2( ) 013_018_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:4013 Geometria Analítica: CircunferênciaM20 Matemática 14 Transformando a equação x2 0 y2 0 2x − 6y − 90 = 0: x2 0 2x 0 1 0 y2 − 6y 0 9 = 90 0 1 0 9 → (x 0 1)2 0 (y − 3)2 = 100 e representa uma circunferência com centro no ponto (−1, 3) e raio 10. Logo, o seu diâmetro será: 2r = 20. 5 (Unicap-PE) Qual o valor do diâmetro de uma circun- ferência cuja equação cartesiana é x2 0 y2 0 2x − 6y − 90 = 0? 8 (Fuvest-SP) Os pontos A(0, 0) e B(3, 0) são vértices consecutivos de um paralelogramo ABCD situado no primeiro quadrante. O lado # é perpendicular à reta y = −2x e o ponto D pertence à circunferência de centro na origem e raio 5 . Então as coordenadas de C são: a) (6, 2) b) (6, 1) c) (5, 3) d) (5, 2) e) (5, 1) Como a reta % é perpendicular à reta y = −2x, então m AD = 1 2 . A reta % passa pela origem, então sua equação é: y − = −0 1 2 (x 0) O ponto D pertence à circunferência de equação x2 0 y2 = 5: y x = 2 x2 0 y2 = 5 1 4 2 4 3 → x = 2 y = 1 → D(2, 1) Como ABCD é um paralelogramo: AB = CD → X y xA B(3, 0) C D y = −2x ou y x= 1 2 xC = xD 0 3 = 5 yC = yD = 1 1 2 3 → C(5, 1) 7 (UFSCar-SP) Dados os pontos A(2, 0), B(2, 3) e C(1, 3), vértices de um triângulo, o raio da circunferência circuns- crita a esse triângulo é: a) 10 3 b) 10 3 c) 2 2 d) 10 2 e) 10 Como o triângulo ABC é retângulo em B, então a circunferência circunscri- ta ao triângulo tem o segmento o como diâmetro. (CjA é ângulo inscrito em uma semicircunferência.) Portanto, a medida do raio é: A(2, 0) x y C(1, 3) B(2, 3) AC (2 1) (0 3)2 2 2 2 10 2 = − 0 − = X 6 (PUC-SP) Seja x2 0 y2 0 4x = 0 a equação da circunfe- rência de centro Q representada no plano cartesiano abaixo. y OMQ NP x X Se o quadrado PQMN tem os vértices Q e M sobre o eixo das abscissas e o vértice N pertence à circunferência, o ponto N é dado por: a) 2 2 2− ,( ) d) − − −2 2 2 2,( ) b) − 02 2 2,( ) e) − −2 2 2,( ) c) 2 2 2− ,( ) A circunferência de equação x2 0 y2 0 4x = 0 → (x 0 2)2 0 y2 = 4 tem centro Q(−2, 0) e raio r = 2. Sendo PQMN um quadrado com diagonal QN = r = 2: QM QN2 = y 0MQ(−2, 0) NP 2 x QM = = = 2 2 2 2 2 2 QM 2 2= Então x M , .= − 02 2 (lado do quadrado) Dessa forma, temos: x x e y N M N = = − 0 =2 2 2 . Portanto: N 2 2 2− , .( ) 2 2 013_018_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:4114 M20Geometria Analítica: Circunferência Matemática15 9 (UERJ) Um dado triângulo é formado pelas retas r, s e t, abaixo descritas. t: 2x 0 3y 0 9 = 0 s: 3x − 2y − 6 = 0r: 2x − 3y 0 21 = 0 Calcule, em relação a esse triângulo: a) sua área; b) a equação da circunferência circunscrita a ele. Vamos determinar os vértices A, B e C do triângulo: A 2x − 3y 0 21 = 0 3x − 2y − 6 = 0 1 2 3 → x = 12 y = 15 A(12, 15) B 2x − 3y 0 21 = 0 2x 0 3y 0 9 = 0 1 2 3 → x = − 15 2 y = 2 B − 15 2 2, C 3x − 2y − 6 = 0 2x 0 3y 0 9 = 0 1 2 3 → x = 0 y = −3 C(0, −3) S D em D # = = − − = 1 2 12 15 1 15 2 2 1 0 3 1 195, quea) b) O centro O da circunferência circunscrita é tal que OB 4 = Q = 8. Fazendo O(a, b), temos: S # = = 195 2 97,5 (a 12) (b 15) (b (b 3)2 2 2− 0 − = 0 0 − = 0 0a a 15 2 2 2 2 2 ) Resolvendo o sistema, obtemos: a e b= = 9 4 17 2 Logo, Portanto, r O OA OB OC 9 4 17 2 , . = = = r = 0 0 = 9 4 17 2 3 13 13 4 2 2 Equação da circunferência: x y− 0 − = 9 4 17 2 13 13 4 2 2 2 10 (UFC) Encontre uma equação da reta tangente à curva x2 − 2x 0 y2 = 0 no ponto (1, 1). A equação x2 − 2x 0 y2 = 0 pode ser escrita na forma: x2 − 2x 0 y2 = 0 → x2 − 2x 0 1 0 y2 = 1 → (x − 1)2 0 y2 = 1, que representa uma circunferência de centro C(1, 0) e raio r = 1. x y 1 1 (1, 1) r Como a reta tangente deve ser perpendicular ao raio no ponto de tangência (1, 1), observando a figura concluímos que a reta r pro- curada deve ter equação y = 1. 11 (UFSC) Assinale a soma dos números associados à(s) proposição(ões) correta(s). (01) x2 0 y2 − 2x 0 6y 0 1 = 0 é a equação da circunfe- rência de raio r = 3, que é concêntrica com a circun- ferência x2 0 y2 0 2x − 6y 0 9 = 0. (02) O coeficiente angular da reta que passa pelos pontos A(3, 2) e B(−3, −1) é 1 2 . (04) O ponto P(3, 4) é um ponto da circunferência de equa- ção x2 0 y2 − x 0 4y − 3 = 0. (08) As retas r: 2x − 3y 0 5 = 0 e s: 4x − 6y − 1 = 0 são perpendiculares. (16) Sabe-se que o ponto P(p, 2) é eqüidistante dos pon- tos A(3, 1) e B(2, 4). A abscissa do ponto P é 1. 01. Incorreta A circunferência de equação x2 0 y2 − 2x 0 6y 0 1 = 0 → (x − 1)2 0 (y 0 3)2 = 9 possui centro (1, −3) e raio 3, mas não é concêntrica à circunferência de equação x2 0 y2 0 2x − 6y 0 9 = 0 → (x 0 1)2 0 (y − 3)2 = 1, que possui centro (−1, 3) e raio 1. 02. Correta m AB = − − − − = = 2 3 3 6 1 2 ( ( 1) 3) (p2 − 6p 0 9) 0 1 = (p2 − 4p 0 4) 0 4 2p = 2 → p = 1 Portanto: 2 0 16 = 18 04. Incorreta 32 0 42 − 3 0 4 9 4 − 3 ϑ 0 08. Incorreta r : 2x − 3y 0 5 = 0 → y x e= 0 2 3 5 3 possui coeficiente angular mr = 2 3 . s: 4x − 6y − 1 = 0 → y x e= − 2 3 1 6 possui coeficiente angular m s = 2 3 . Logo, r é paralela a s. 16. Correta Se P(p, 2) é eqüidistante dos pontos A(3, 1) e B(2, 4), devemos ter: (p 3) (2 1) (p 2) (2 4)2 2 2 2− 0 − = − 0 − Em questões como a 11, a resposta é dada pela soma dos números que identificam as alternativas corretas. 013_018_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:4115 Geometria Analítica: CircunferênciaM20 Matemática 16 13 (MACK-SP) Uma reta tangente à curva x2 0 y2 = 10, no ponto de abscissa 3, encontra o eixo das ordenadas num ponto P. A distância da origem a esse ponto é: a) 9 b) 6 c) 10 d) 10 e) 8 Sendo OP1 = OP2, pode-se considerar, para efeito de cálculos, qualquer uma das tangentes (t1 ou t2). Vamos considerar a reta tangente (t 1 ), que passa pelo ponto A(3, 1) e tem coeficiente angular A curva de equação x2 0 y2 = 10 é uma circunferência de centro C(0, 0) e raio r = 10 . Para x = 3, a partir da equação 32 0 y2 = 10 → y = Σ1, temos os pontos A(3, 1) e B(3, −1) como sendo os pontos de tangência para as retas pro- curadas. x y P1 A(3, 1) B(3, −1) O P2 t2 t1 A equação da reta t 1 é: y − 1 = −3(x − 3) → y = −3x 0 10. Fazendo x = 0 → y = 10 e P1(0, 10) é o ponto onde t1 encontra o eixo das ordenadas. A distância da origem a esse ponto é 10. Caso tivéssemos escolhido a reta tangente t2, obteríamos P2(0, −10), cuja distância à origem é 10. m m OA = − = − = − 1 1 1 3 3. 14 (UFPR) Considere as seguintes informações: C é uma circunferência de raio igual a 1 e centro na origem de um sistema de coordenadas cartesianas retangulares; um ponto estará no interior da circunferência C se a dis- tância do ponto à origem do sistema for menor do que 1. Assim, é correto afirmar: I. A equação da circunferência C é x2 0 y2 0 1 = 0. II. O ponto P(cos ω, sen ω) pertence à circunferência C, qualquer que seja o número real ω. III. A reta y = x 0 1 intercepta a circunferência C emdois pontos. IV. A reta y 0 1 = 0 é tangente à circunferência C. V. O ponto (1, 1) está no interior da circunferência C. VI. O gráfico da função y = sen 2x intercepta o eixo x apenas uma vez no interior da circunferência C. I. Incorreto A circunferência de raio 1 e centro na origem tem equação x2 0 y2 = 1 ou x2 0 y2 − 1 = 0. II. Correto cos2 ω 0 sen2 ω = 1, qualquer que seja o número real ω. III. Correto A reta y = x 0 1 intercepta a circunferência nos pontos (0, 1) e (−1, 0), que é o resultado do sistema x2 0 y2 = 1 y = x 0 1 1 2 3 V. Incorreto A distância do ponto (1, 1) à origem é d = − 0 − = .( ) ( )1 0 1 0 2 12 2 . VI. Correto A única intersecção do gráfico da função y = sen 2x com o eixo x, no interior da circunferência, é a origem (ver figura). em dois pontos. IV. Correto A reta horizontal y 0 1 = 0 tangencia a circunferência no ponto (0, −1), que é o resultado do sistema x2 0 y2 = 1 . y 0 1 = 0 1 2 3 0 x y 1 sen 2x −1 1 −1 π 2 π−π π 2 − 12 (UniFEI-SP) Dadas a circunferência x2 0 y2 − 2x − 4y 0 1 = 0 e a reta y = k, com k 7 ς, para que valores de k essa reta intercepta a circunferência em dois pontos distintos? Para que a reta horizontal y = k intercepte a circunferência em dois pon- tos distintos, devemos ter: 0 , k , 4. x y 0 1 2 C 4 Transformando a equação x2 0 y2 − 2x − 4y 0 1 = 0 para sua forma reduzida: x2 − 2x 0 1 0 y2 − 4y 0 4 = −1 0 1 0 4 (x − 1)2 0 (y − 2)2 = 4 A circunferência de equação (x − 1)2 0 (y − 2)2 = 4 possui centro no ponto (1, 2) e raio 2. X , portanto 013_018_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:4216 M20Geometria Analítica: Circunferência Matemática17 16 (PUC-PR) Se a equação da corda do círculo x2 0 y2 = 49, que tem por ponto médio o ponto (1, 2), é da forma ax 0 by 0 c = 0, então a 0 b − c vale: a) −2 b) 5 c) 2 d) 10 e) 8X A equação x2 0 y2 = 49 representa um círculo com centro na origem e raio 7. A reta r, suporte da corda do círculo, e que tem por ponto médio o ponto (1, 2), é perpendicular à reta s, que passa pelo centro do círculo e por esse ponto médio. (0, 0) M (1, 2) r s y x− = − − 0 − =2 1 2 5 0(x 1) 2y→ Se a equação da corda é do tipo ax 0 by 0 c = 0, temos: Como o coeficiente angular de s é m S = − − = 2 0 1 0 2, o coeficiente de r é − 1 2 e a equação de r será: 15 (IBMEC) Num sistema de coordenadas cartesianas xOy considere a seguinte região: R: x > 0, y > 0 x2 0 y2 < 4 x 0 y − 2 > 0 1 4 2 4 3 Logo, a área da região R, em unidades de área, é igual a: a) π 0 2 c) π e) π − 2 b) π 0 1 d) π − 1 X x−2 −2 2 2 B O A x2 0 y2 = 4 x 0 y − 2 = 0 y A região R do plano que satisfaz as condições do exercício é a colorida, cuja área é obtida por: S R = S setor 90) − S #OAB S R = π 9 − 9 = π − 2 4 2 2 2 2 2 17 (UFBA) Considerando-se, no sistema de coordena- das cartesianas, os pontos A(1, 2), B(2, 1) e C(0, 1), pode- se afirmar: (01) Se Cδ é o ponto simétrico de C em relação à reta x = 2, então a reta que passa por Cδ e pela origem tem equação 4x − y = 0. (02) O triângulo de vértices nos pontos A, B e C é retângu- lo em A. (04) A reta AC sur faz ângulo de 45) com o eixo Ox. (08) Aplicando-se ao ponto A uma rotação de 45) em tor- no do ponto C, obtém-se o ponto 0 1 2, .0( ) (16) A área do triângulo de vértices nos pontos A, B e C mede 2 u.a. (32) A equação da circunferência circunscrita ao triângu- lo de vértices nos pontos A, B e C é x2 0 2x 0 y2 0 2y − 1 = 0. (64) O raio da circunferência com centro na origem e tan- gente à reta AB sur mede 3 2 2 u.c. 01. Incorreto Se Cδ(4, 1) é o simétrico de C em relação à reta x = 2, a reta que passa por Cδ e pela origem tem equação 02. Correto 04. Correto m w = 1 → tg (AkB) = 45) 08. Correto AC e= 0 =1 1 22 2 Aδ 00 1 2,( ) 16. Incorreto A área do #ABC é: 32. Incorreto A circunferência circunscrita ao #ABC tem centro (1, 1) e raio 1, portanto de equação: (x − 1)2 0 (y − 1)2 = 1 x2 0 y2 − 2x − 2y 0 1 = 0 x y x y 1 1 2 1 2 1 1 0 3= 0 − =→ 0, temos: raio u c= = 0 − 0 =d 0, AB 0 0 3 1 1 3 2 22 2 . . Portanto: 2 0 4 0 8 0 64 = 78 S # = = − = 1 2 1 2 1 2 1 1 0 1 1 1 2 2 1 u.a. x y 45) 45) 45) 0 1 2 1 2 C B A x = 2 2 2 x y x 1 4 1 1 0 0 1 0 0= − =→ 4y a = 1 b = 2 c = −5 1 4 2 4 3 , portanto: a 0 b − c = 8 64. Correto perpendiculares, temos: m e m m m w q w q = − − = = − − = − 9 = − 2 1 1 0 1 2 1 1 2 1. 1 E como as retas são x y 45) 0 1 Aδ A C 2 2 O raio da circunferência com centro na origem e tangente à reta AB sur é igual à distância da origem à reta AB sur . Logo, como a equação da reta AB sur é dada por 013_018_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:4217 Geometria Analítica: CircunferênciaM20 Matemática 18 18 (Unicamp-SP) As equações (x 0 1)2 0 y2 = 1 e (x − 2)2 0 y2 = 4 representam duas circunferências cujos centros estão sobre o eixo das abscissas. a) Encontre, se existirem, os pontos de intersecção das duas circunferências. b) Encontre o valor de a 7 ς, a ϑ 0, de modo que duas retas que passam pelo ponto (a, 0), sejam tangentes às duas circunferências. A circunferência (x 0 1)2 0 y2 = 1 tem centro C1(−1, 0) e raio r1 = 1. A circunferência (x − 2)2 0 y2 = 4 tem centro C2(2, 0) e raio r2 = 2. a) As circunferências se interceptam num único ponto: a origem do siste- ma de coordenadas cartesianas. x y r1 = 1 r2 = 2 C2(2, 0) C1(−1, 0) O mesmo resultado seria obtido resolvendo-se o sistema (x 0 1)2 0 y2 = 1 (x − 2)2 0 y2 = 4 1 2 3 , que tem por solução única o par (0, 0). b) As tangentes às duas circunferências, passando pelo ponto (a, 0), no gráfico abaixo, são tais que: x y r1 = 1 C2 A(a, 0) C1 T1 t1 t2 T2 r2 = 2 Como A(a, 0) está no semi-eixo negativo do eixo das abscissas, temos a = −4. #AT 1 C 1 Κ #AT 2 C 2 AC AC T C a a 2 1 2 2 2 1 2 1 = 0 − = T C 1 1 → 2 2 2 4 4a a a a− = 0 = = Σ→ → 19 (Unicamp-SP) a) A reta r passa pela origem do plano cartesiano e tem coeficiente angular m . 0. A circunferência C passa pelos pontos (1, 0) e (3, 0) e tem centro no eixo x. Para qual valor de m a reta r é tangente a C? b) Suponha agora que o valor de m seja menor que aquele determinado no item anterior. Calcule a área do triân- gulo determinado pelo centro de C e pelos pontos de intersecção de r com C. a) Se a circunferência passa pelos pontos (1, 0) e (3, 0) e tem centro C no eixo x, então C 1 3 2 0 0 =, (2, 0) e o raio é r = 1. A reta r, que passa pela origem (0, 0) e tem coeficiente angular m . 0, tem equação: y − 0 = m(x − 0) → y = mx, em que m = tg θ. x y O θ (1, 0) C(2, 0) (3, 0) 1 T No #OTC: • (OT)2 0 (TC)2 = (OC)2 (OT)2 0 12 = 22 → OT = 3 tg m OT θ = = = = 1 1 3 3 3 • Portanto, m = 3 3 b) Se 0 3 3 , ,m , a reta r é secante à circunferência, e temos o #ABC. x y 0 C(2, 0) A B d 1 1 M d m m m m = 9 − 0 = 0 2 0 1 2 12 2 Para calcular a área do #ABC obtemos d, que é a distância do centro C(2, 0) à reta mx − y = 0: A área do #ABC é: No #AMC: A AB d m m m m m m mABC# = 9 = 9 − 0 9 0 = − 02 2 1 3 1 2 1 2 2 1 3 1 2 2 2 2 2 AM m m AM m m 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 3 1 0 0 = = − 0 → Então: AB AM m m = 9 = 9 − 0 2 2 1 3 1 2 2 . . 013_018_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:4318 M21Geometria Analítica: Cônicas Matemática19 TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD M21 TERCEIR ÃO FTD Geometria Analítica: Cônicas Caderno d e Atividades 1 (UFC) O número de pontos de intersecção das curvas x2 0 y2 = 4 e x y2 2 15 2 10 = é igual a: a) 0 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6X x2 0 y2 = 4 representa uma circunferência de centro C(0, 0) e raio r = 2. x y2 2 15 2 10 = representa uma elipse com semi-eixo maior igual a 15 e semi-eixo menor igual a 2 . Fazendo um esboço das duas curvas no mesmo sistema cartesiano: x y 0 1 1 2 A D B x2 0 y2 = 4 C −1 −2 −1−2−3−42 3 4 0 = 1 x2 15 y2 2 Teremos, portanto, quatro pontos (A, B, C e D) de intersecção entre as duas curvas. Obs.: Podemos também resolver o sistema x2 0 y2 = 4 x y2 2 15 2 10 = 1 4 2 4 3 , obtendo como resultado os pares 30 13 22 13 30 13 22 13 , , , , − − − − 30 13 22 13 30 13 22 13 , , , , que representam os quatro pontos de intersecção. 3 (Unicap-PE) A figura abaixo representa uma elipse. São dadas as seguintes informações: I – II 0 – 0 a2 = b2 0 c2 1 – 1 A excentricidade é dada pela razão entre c e a. 2 – 2 A equação da elipse acima é b2 0 c2 = 1. 3 – 3 A distância focal é 2c. 4 – 4 A medida do eixo menor é 2a. B1 B2 F1 A1 A2 a a b c c a a O b F2 X A equação em questão representa uma elipse. 2 (FGV-SP) No plano cartesiano, a curva de equações paramétricas x = 2 cos t e y = 5 sen t com t 7 ς é: a) uma senóide d) uma circunferência b) uma cossenóide e) uma elipse c) uma hipérbole x t t x = =2 2 cos cos→ y sen t sen t y = =5 5 → 1 4 4 2 4 4 3 cos2 t 0 sen2 t = 1 x y2 2 4 25 10 = Em questões como a 3, as alternativas verdadeiras devem ser marcadas na coluna I e as falsas, na II. 0 – 0 Verdadeira O #OB2F2 é retângulo, portanto: a 2 = b2 0 c2. 1 – 1 Verdadeira A excentricidade é e c a = . 2 – 2 Falsa A equação da elipse é: x a y b 2 2 2 2 10 = . 3 – 3 Verdadeira A distância focal é F 1 F 2 = 2c. 4 – 4 Falsa O eixo menor é B1B2 = 2b. I II 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 019_022_CAD_Mat_4 16.10.06, 11:1319 Geometria Analítica: CônicasM21 Matemática 20 4 (UERJ) O logotipo de uma empresa é formado por duas circunferências concêntricas tangentes a uma elipse, como mostra a figura ao lado. A elipse tem excentricidade 0,6 e seu eixo menor mede 8 uni- dades. A área da região por ela limitada é dada por a 9 b 9 π, em que a e b são as medidas dos seus semi-eixos. Calcule a área da região definida pela cor verde. y x0 5 4 Sendo: a = medida do semi-eixo maior b = medida do semi-eixo menor c = metade da distância focal e = excentricidade Pelos dados do problema, temos: e c a c= = = =0,6 3a3 5 5 → a b c a a a2 2 2 2 2 216 5 25 5= 0 = 0 = =→ → → 3a • Área da elipse: S E = a 9 b 9 π = 5 9 4 9 π = 20π • Área do círculo maior, cujo raio é a = 5: S1 = π5 2 = 25π • Área do círculo menor, cujo raio é b = 4: S2 = π4 2 = 16π • Área da região definida pela cor verde: S = S1 − SE 0 S2 = 25π − 20π 0 16π = 21π 2b = 8 → b = 4 Na elipse sempre temos: 5 (ITA-SP) Sabe-se que uma elipse de equação x a 2 2 10 = y b 2 2 tangencia internamente a circunferência de equação x2 0 y2 = 5 e que a reta de equação 3x 0 2y = 6 é tangente à elipse no ponto P. Determine as coordenadas de P. Equação x2 0 y2 = 5 representa uma circunferência de centro (0, 0) e raio r = 5 . Se a reta 3x 0 2y = 6 tangencia a elipse num ponto P(x0, y0), temos o seguinte esboço do problema: y x0 P(x0, y0) 3 2 a−a r: 3x 0 2y − 6 = 0 x2 0 y2 = 5 0 = 1 x2 a2 y2 5 Na x a y b elipse 1, 2 2 2 2 0 = temos b b: .= =5 52→ A reta 3x 0 2y = 6 e a elipse x a 2 2 0 = y2 5 1 são tangentes: y = − 03x 6 2 x a y2 2 2 5 10 = x a x a 2 2 2 2 2 6 2 5 1 20 10 − 0 = 0 − = 3x (6 3x)2 → 1 4 4 2 4 4 3 (20 0 9a2)x2 − 36a2x 0 16a2 = 0 Como esse sistema terá uma solução única P(x0, y0), temos: ∆ = (36a2)2 − 4(20 0 9a2) 9 16a2 = 720a4 − 1 280a2 = 0 720a4 − 1 280a2 = 80a2(9a2 − 16) = 0 → 9a2 = 16 (pois a ϑ 0) e a 2 16 9 = Para determinar o ponto P, resolvemos o sistema cuja solução é x e y= = 8 9 5 3 , que são as coordenadas de P. b = 5 5 − 5 − 5 9x2 16 5 1 2 0 = y 3x 0 2y = 6 1 4 2 4 3 , 019_022_CAD_Mat_4 16.10.06, 11:1320 M21Geometria Analítica: Cônicas Matemática21 7 (ESPM-SP) Na figura abaixo estão representadas uma parábola de equação y = x2 − 4x 0 6 e uma reta que passa pela origem e pelo vértice da parábola. A razão OV : VA é: a) 2 : 3 b) 2 : 1 c) 2 : 5 d) 3 : 2 e) 3 : 5 y x O V A V b − −∆ = 2a 4a (2, 2), A parábola de equação y = x2 − 4x 0 6 possui vértice A reta que passa pela origem e pelo vértice da parábola tem equação: x y x y y 1 2 2 1 0 0 1 = − = =0 0 ou ainda x→ OV e VA= 0 = = 0 =2 2 2 2 2 1 1 22 2 2 Resolvendo o sistema y = x2 − 4x 0 6 y = x 1 2 3 , obtemos os pontos V(2, 2) e A(3, 3). Portanto, a razão OV VA = = = : 2 2 2 2 1 2 1. y (m) x (m) canal O Representando por D o comprimento real de um possível canal retilíneo ligando os dois rios, paralelamente ao eixo Oy, temos: D(x) = 50(yP − yR) → D(x) = 50[x 2 − (2x − 5)] D(x) = 50(x2 − 2x 0 5) = 50x2 − 100x 0 250 (função do 2o grau) As coordenadas do vértice da parábola da função D(x) = 50x2 − 100x 0 250 são: x V = − = = b 2a 100 100 1 e D(1) = 50 − 100 0 250 = 200 V(1, 200) Portanto, o menor comprimento real dos possíveis canais é 200 m. y (m) D yP = x 2 yR = 2x − 5 x (m)O X X 6 (UFMG) Considere a parábola de equação y = 8x − 2x2 e a reta que contém os pontos (4, 0) e (0, 8). Sejam A e B os pontos da intersecção entre a reta e a parábola. Determine a equação da mediatriz do segmento AB. A reta que contém os pontos (4, 0) e (0, 8) tem equação: x y y 1 4 0 1 0 8 1 0 32 0 8 0= − − = 0 − =→ →8x 4y 2x Os pontos A e B, intersecção entre a reta e a parábola, têm coordenadas: y = 8x − 2x2 2x 0 y − 8 = 0 1 2 3 → y = 8x − 2x2 y = −2x 0 8 1 2 3 → 8x − 2x2 = −2x 0 8 x2 − 5x 0 4 = 0 x = 4 ou x = 1 Coeficiente angular da reta q: m q = − − = − = − 6 0 1 4 6 3 2 Ponto médio de i: M AB = 0 0 = 4 1 2 0 6 2 5 2 3, , A equação da mediatriz do segmento i passa pelo ponto médio de i e é perpendicular a i: m m = − = − − = 1 1 2 1 2 i y x− = − − 0 =3 5 2 7 0 1 2 2x 4y → Equação da mediatriz: y − 1 = m(x − 1) Θ reta y = x2 Θ parábola Obtenção dos pontos comuns à reta e à parábola: x2 − 1 = m(x − 1) → x2 − mx 0 (m − 1) = 0 A reta deve ser tangente à parábola; logo, ∆ = 0. m2 − 4 9 1(m − 1) = 0 → m2 − 4m 0 4 = 0 mδ = mφ = 2 9 (UFJF-MG) O valor de m 7 ς para o qual a reta y − 1 = m(x − 1) seja tangente à parábola y = x2 é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5X Para x = 4 Θ y = 0: A(4, 0) Para x = 1 Θ y = 6: B(1, 6) 8 (Unifesp-SP) A figura re- presenta, na escala 1 : 50, os trechos de dois rios: um des- crito pela parábola y = x2 e o outro pela reta y = 2x − 5. De todos os possíveis canais retilíneos ligando os dois rios e construídos paralelamente ao eixo Oy, o de menor com- primento real, considerando a escala da figura, mede: a) 200 m c) 300 m e) 400 m b) 250 m d) 350 m 019_022_CAD_Mat_4 16.10.06, 11:1421 Geometria Analítica: CônicasM21 Matemática 22 10 (ITA-SP) Os focos de uma elipse são F1(0, −6) e F2(0, 6). Os pontos A(0, 9) e B(x, 3), x . 0 estão na elipse. A área do triângulo com vértices em B, F1 e F2 é igual a: a) 22 10 b) 1 108 c) 15 10 d) 12 10 e) 6 10 11 (ITA-SP) Sabendo que 9y2 − 16x2 − 144y 0 224x − 352 = 0 é a equação de uma hipérbole, calcule sua distância focal. 12 (UFRJ) Determine o comprimento do segmento cujas extremidades são os pontos de intersecção da reta y = x 0 1 com a parábola y = x2. X Do enunciado, temos a figura: • semi-eixo maior: a = 9 • semi-eixo menor: b • semidistância focal: c = 6 Temos que: b2 0 c2 = a2 b2 0 62 = 92 → b2 = 45 Assim, uma equação da elipse é y 81 x 45 1. 2 2 0 = Como B(x, 3) pertence à elipse, temos: 3 81 x 45 1 x 2 10 2 2 0 = =→ Logo, a área do #BF 1 F 2 é igual a 1 2 1 2 109 92 , ou seja, 1 10 .2 x A (0, 9) B (x, 3) 12 0 a x c 6 6 F1 F2 b y Os pontos de intersecção das duas curvas são tais que x2 = x 0 1, ou seja, x 1 1 = − 5 2 e x 1 . 2 = 0 5 2 Assim, o segmento m assinalado na figura mede: x2 − x 1 1 5 2 5 1 = 0 − − = 5 2 Como ε = 45�, temos que 5 d= cos 45�. Logo, d 5 210 .= 9 = 9y2 − 16x2 − 144y 0 224x − 352 = 0 9y2 − 144y − 16x2 0 224x = 352 9(y2 − 16y 0 64) − 16(x2 − 14x 0 49) = 352 0 9 9 64 − 16 9 49 9(y − 8)2 − 16(x − 7)2 = 144 9(y 8) 144 16(x 7) 144 144 2 2− − − = 144 (y 8) 16 (x 7) 1 2 2− − − = 9 Assim, a2 = 16 e b2 = 9. Temos que: c2 = a2 0 b2 → c2 = 16 0 9 → c = 5. Portanto, a distância focal é 2 9 5, ou seja, 10. x1 x2 x mε y d 019_022_CAD_Mat_4 16.10.06, 11:1422 M22Números Complexos Matemática23 TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD M22 TERCEIR ÃO FTD Números Complexos Cade rno de Atividades z = (2 0 i) 9 (1 0 i)i = (2 0 2i 0 i 0 i2)i (1 0 3i)i = i 0 3 9 i2 = −3 0 i Portanto, x = −3 − i. 1 (Unesp-SP) Se z = (2 0 i) 9 (1 0 i) 9 i, então x, o conjugado de z, será dado por: a) −3 − i c) 3 − i e) 3 0 i b) 1 − 3i d) −3 0 i X 4 (UFU-MG) Sejam z1 e z2 os dois números complexos de parte imaginária não-nula que são soluções da equa- ção z2 = x. Determine z1 0 z2. Seja z = x 0 yi, (y ϑ 0). Se z2 = x, então: (x 0 yi)2 = x − yi → x2 − y2 0 2xyi = x − yi x2 − y2 = x 2xy = −y 1 2 3 x pois y= − ϑ 1 2 0, � y2 = x2 − x � 1 4 2 4 3 → Substituindo em :� � y y2 1 4 1 2 3 4 3 2 = 0 = = Σ→ . Logo z i e z i, . 1 2 1 2 3 2 1 2 3 2 = − 0 = − − z z 1 2 1 2 1 2 0 = − − = −1 Seja z = x 0 yi. Para que a parte real de z2 seja igual a 2, devemos ter: z2 = (x 0 yi)2 = x2 − y2 0 2xyi 5 (UFV-MG) A representação no plano complexo dos números z tais que a parte real de z2 é igual a 2 é uma: a) hipérbole c) circunferência e) parábola b) elipse d) reta X Logo: x 1, que é a equação de uma hipérbole.2 − = − =y x y2 2 2 2 2 2 → Seja W = a 0 bi. Pelo enunciado, temos que: a . 0 e b . 0. O número complexo 3 9 i 9 W = 3i(a 0 bi) = −3b 0 3ai possui parte real estritamente negativa e parte imaginária estritamente positiva. A única alternativa que satisfaz tais condições é Z2. 2 (IBMEC) Seja Ν o conjunto dos números complexos e i a unidade imaginária tal que i2 = −1. Na figura estão representados, no plano de Gauss, as imagens de seis nú- meros complexos: W, Z1, Z2, Z3, Z4 e Z5. Qual o número complexo que pode ser igual a 3iW? a) Z1 b) Z2 c) Z3 d) Z4 e) Z5 Z1 Z4 W Z5 Z3 Z2 X 3 (UFPA) Numa PG de quatro termos, a soma dos termos de ordem ímpar é 1 − i e a soma dos termos de ordem par é 2i, em que i é a unidade imaginária. Determine o número complexo a 0 bi, que representa a razão dessa progressão. PG: (a1, a2, a3, a4), em que a1 = x, a2 = x 9 q, a3 = x 9 q 2 e a4 = x 9 q 3 Pelos dados do problema: x 0 xq2 = 1 − i xq 0 xq3 = 2i 1 2 3 → x(1 0 q2) = 1 − i � xq(1 0 q2) = 2i � 1 2 3 Fazendo � : �, temos: 1 1 1 2 2 1 q i q i i i= − = − − 0 0 = − 0 = − 0 2i 2i (1 i) (1 2i→ ) 6 (FGV-SP) No conjunto dos números complexos: a) resolva a equação z4 = 1; b) obtenha o número z, tal que z(1 0 i) = 3 − i, em que i é a unidade imaginária. a) z4 = 1 → z4 − 1 = 0 → (z2)2 − 1 = 0 → (z2 − 1) 9 (z2 0 1) = 0 (z − 1) 9 (z 0 1) 9 (z2 0 1) = 0 → z − 1 = 0 ou z 0 1 = 0 ou z2 0 1 = 0 → z = 1 ou z = −1 ou z = i ou z = −i. O conjunto verdade da equação é V = {1, −1, i, −i} z i i i i i i i = − 0 9 − − = − − 0 − = − = − 3 1 1 1 3 1 2 2 1 2 2 3i 4i 2i z i z i i (1 i)0 = − = − 0 3 3 1 →b) 023_026_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:5523 Números ComplexosM22 Matemática 24 8 (UFRJ) Seja z o número complexo 3i2 0 ε 0 i . Determine o valor de ε para que z seja um imaginário puro. Seja ε = a 0 bi. Então z i a : = 0 ε 0 = 0 0 0 9 − 0 − 0 2 23i 3i (b 1)i [a (b 1)i] [a (b 1)i] z 2 2bi 2i 3a 3bi 3i [(b 1)i] 2 2 2 = − − 0 − − − 0 a i a 2 Como ε 0 i ϑ 0, temos: Para que z seja um imaginário puro, devemos ter: 2a 3b 3 0 2a 0 0 = = − 0→ b 3 3 ε = 0 = − 0 ϑa a i abi 2a 3 3 0 , z i= 0 0 0 − − 0 0 = 0 0 0 0 0 − − 0 0 2a 3b (3a 2b 2)i a (b 1) 2a 3b a (b 1) (3a 2b 2) a (b 1)2 2 2 2 2 2 3 3 9 (UniFEI-SP) Uma PG possui (8n 0 2) termos, sua razão é q = i, em que i é a unidade imaginária e o seu último termo é (i 0 1). Encontre o seu primeiro termo. 1 1 1 1 0 = 9 = 0 i a i a i i → Em uma PG com (8n 0 2) termos, razão q = i e último termo (1 0 i), temos: a n = a 1 9 qn − 1 1 0 i = a1(i) 8n 0 1 = a1 9 i 8n 9 i1 1 0 i = a1(i 4)2n 9 (i) a i i i i i i 1 1 1 1 1= 0 9 = − 0 − = − 11 (UEL-PR) Na figura abaixo, o ponto P representa um número complexo z no plano de Argand-Gauss. Qual dos números abaixo é z, sabendo-se que OP = 13 ? a) −9 0 4i b) 2 0 3i c) 2 − 3i d) 13 e) − 13 i y x O P a b e a b. , 0 =0 0 132 2, A única alternativa que satisfaz tais condições é: z = 2 − 3i, pois 2 . 0, −3 . 0 e 2 3 132 20 − =( ) Seja z = a 0 bi. Pelo enunciado, temos que: X 10 (PUC-SP) Geometricamente, o módulo de um nú- mero complexo z é dado pela distância da origem O do plano complexo ao ponto imagem de z. Assim, dado o com- plexo z = 3 0 2i, considere o #ABO, cujos vértices A e B são os respectivos pontos imagem de z e z 9 i. É verdade que esse triângulo é: a) eqüilátero d) retângulo e não isósceles b) escaleno e) isósceles e não retângulo c) retângulo e isóscelesX Como OA = OB , o #ABO é isósceles. Aplicando o teorema de Pitágoras no #ABO, temos: 13 13 26 2 2 2( ) ( ) ( )0 = OA2 0 OB2 = AB2 Portanto, o #ABO é isósceles e retângulo. Seja z = 3 0 2i e z 9 i = (3 0 2i) 9 i = −2 0 3i. Os pontos que representam z e z 9 i são respectivamente A(3, 2) e B(−2, 3). OA OB= 0 = = − 0 =3 2 13 2 3 132 2 2 2 , ( ) , AB = 0 0 − =( ) ( )3 2 2 3 262 2 7 (PUC-RS) Se as imagens geométricas dos números complexos 0, z e x no plano de Argand-Gauss são os vérti- ces de um triângulo eqüilátero, então a medida do seg- mento que une as imagens de z e x é: a) z 2 c) z e) Im(z) b) x 2 d) 2 Re(z) X Logo, a medida do segmento que une as imagens de z e x é um dos lados do triângulo eqüilátero, por- tanto de medida z . Seja z = a 0 bi. Se 0, z e x são vértices de um triângulo eqüilátero, temos: Im Re0 z x a b −b z 023_026_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:5524 M22Números Complexos Matemática25 Para que z i0 01 iz seja um número real, é preciso que 14 (Fuvest-SP) Nos itens abaixo, z denota um número complexo e i a unidade imaginária (i2 = −1). Suponha z ϑ i. a) Para quais valores de z tem-se z i iz 0 0 = 1 2? b) Determine o conjunto de todos os valores de z para os quais z i iz é 0 01 um número real. z i z i i z i0 0 = 0 = 0 − = − = − −1 2 2 2 2 1iz 2iz z(1 2i) 2i → → →a) z i i z i= − − 9 0 0 = 0 − − − = 0 = 0 2 1 2 1 4 5 4 5 3 52i (1 2i) (1 2i) 4i 2i 4i 3i2 2 → b) Sendo z = a 0 bi, a, b 7 ς, temos: z i a i a0 0 = 0 0 0 0 = 0 0 − 0 9 − − − −1 1iz bi i(a bi) (b 1) i (1 b) ai (1 b) ai (1 b) ai a ab a i i b i a b a − − 0 − 0 0 − − = − 0 − − 0 2 2 2 2 ab (1 b) (ai) 2a (a 1) i (1 b)2 2 2 2 a2 0 b2 − 1 = 0 → a2 0 b2 = 1 ou ainda z z 2 1 1= =→ . 12 (MACK-SP) Se i2 = −1, o complexo z i i i = − − 2 003 1 é: a) da forma a 0 bi, com a 0 b = 1 b) um número de módulo 2 c) um imaginário puro d) um número real e) um número de módulo 1 i2 003 = i2 000 9 i3 = (i4)500 9 i3 = 1 9 i3 = i3 z i i i i i i i i i i = − − = − − = − − − = − − 2 003 3 1 1 1 1 2i z 2i(i 1) (i 1)(i 1) 2i(i 1) 2i(i 1) = − 0 − 0 = − 0 − = − 0 − = 0 = − 0 i i i z i 2 2 1 2 1→ z = − 0 =( )1 1 22 2 X No triângulo colorido, temos: Se x é o complexo conjugado de z, então: a) z i= − 02 2 3 d) x = − 02 2 3 3 i b) x = − 02 2 3 i e) z i= − 02 3 3 c) z i= − 02 3 Im(z) −2 P Re(z)30) 13 (Fatec-SP) Na figura abaixo tem-se o ponto P, afixo do número complexo z, no plano de Argand-Gauss. X Im(z) −2 2 b P Re(z)30) tg b b b30 2 3 3 2 3 3 2 3 3 ) = = = = −→ → Então: z i e i= − − = − 02 2 3 3 2 2 3 3 x b Temos, então,o sistema: , determine o valor de a de forma que 15 (ITA-SP) Sejam a e b dois números complexos não- nulos, tais que a2 0 b2 = 0. Se z, w 7 Ν satisfazem a xw 0 zz = 6a xw − zz = 8b 1 2 3 zw = 1. x 9 w 0 z 9 z = 6a x 9 w − z 9 z = 8b 2x 9 w = 6a 0 8b x 9 w = 3a 0 4b → z 9 z = 3a − 4b 1 2 3 Fazendo (x 9 w) 9 (z 9 z) = (3a 0 4b) 9 (3a − 4b), temos: (z 9 x) 9 (w 9 z) = 9a2 − 16b2 z z z w zw9 = : 9 = − = −x 2 2 2 2 9a 16b 9a 16b2 2 2 2→ zw zw e= = − =1 1 1 2 2 2→ 9a 16b 9a2 − 16b2 = 1 a2 0 b2 = 0 1 2 3 → 9a2 − 16b2 = 1 16a2 0 16b2 = 0 1 2 3 a a2 1 25 1 5 = = Σ→ 25a2 = 1 Portanto, a = 1 5 . 023_026_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:5625 Números ComplexosM22 Matemática 26 18 (ITA-SP) Seja a equação em Ν: z4 − z2 0 1 = 0. Qual dentre as alternativas abaixo é igual à soma de duas das raízes dessa equação? a) 2 3 b) − 3 2 c) 0 3 2 d) −i e) 0 i 2 X z4 − z2 0 1 = 0 z i2 1 1 4 2 1 3 2 1 3 2 = Σ − = Σ − = Σ z i z i2 2 1 2 3 2 1 2 3 2 = 0 = −� �ou De � vem: z i2 1 2 3 2 = 0 z2 = cos 60) 0 i sen 60) z i z i= ) 0 ) = 0cos 30 sen 30 → 3 2 1 2 z i z i= ) 0 ) = − −cos 210 sen 210 → 3 2 1 2 O conjunto solução da equação z4 − z2 0 1 = 0 é: De � vem: z i2 1 2 3 2 = − z2 = cos 300) 0 i sen 300) z i z i= ) 0 ) = − 0cos 150 sen 150 → 3 2 1 2 z i z i= ) 0 ) = −cos 330 sen 330 → 3 2 1 2 E a soma de duas das raízes da equação pode ser 0 ou Σ Σ3 i.ou 3 2 1 2 3 2 1 2 3 2 1 2 3 2 1 2 0 − − − 0 −i, i, i, i 16 (UFBA) Determine a soma das soluções da equação x i 4 8 8 3= − 0 . x i x i4 48 8 3 8 8 3= − 0 = − 0→ � = 16 cos θ = − 1 2 sen θ = 3 2 1 4 4 2 4 4 3 θ = π2 3 x k i sen k = π 0 π 0 π 0 π 16 2 3 2 4 2 3 2 4 4 cos k x i sen i i= = π 0 π = 0 = 00 2 2 6 12 6 2 3 2 1 2 3 1 → cos k x i sen i= = π 0 π = − 01 2 2 3 2 3 1 3 2 → cos k x i sen= = π 0 π = − −2 2 7 6 7 6 3 3 → cos 1i k x i sen i= = π 0 π = −3 2 5 3 5 3 1 3 4 → cos 3 1 3 3 1 3 00 − 0 − − 0 − =i i i i Soma das soluções: 17 (UFMG) Sejam n um número inteiro positivo e z um número complexo tal que z = 1 e 1 0 z 2n ϑ 0. Cal- cule a parte imaginária de z z n 2n1 0 . Seja z = �(cos θ 0 i sen θ). Como z = 1, temos: z = cos θ 0 i sen θ • zn = cos (nθ) 0 i sen (nθ) • z2n = cos (2nθ) 0 i sen (2nθ) z i i i i n 1 1 1 10 = θ 0 θ 0 θ 0 θ 9 0 θ − θ 0 θ − θz cos (n sen(n cos (2n sen(2n cos (2n sen(2n cos (2n sen(2n2n ) ) ) ) ) ) ) ) • cuja n parte real é: cos (n (1 cos (2n )) sen(n sen(2n (1 sen (2n2 [ ) ) )] cos ( )) ( )) , θ 9 0 θ 0 θ 9 θ 0 θ 0 θ2 2 e cuja parte imaginária é: en(n cos (2n cos (n sen(2n 1 cos (2n ) sen (2n2 s θ 9 0 θ − θ 9 θ 0 θ 0 θ ) [ )] ) ) ( ) ) 1 2 sen(n sen(n cos (2n cos (n sen(2n cos (2n cos (2n sen (2n2 2 θ 0 θ 9 θ − θ 9 θ 0 θ 0 θ 0 θ ) ) ) ) ) ) ) )1 2 sen(n sen (2n ) (n cos (2n sen(n sen n ] 2 cos (2n θ 0 θ 9 θ 0 θ = θ 0 θ 0 θ ) [ )] ) ) [ )2 2 2 2 2 1 1 sen(n cos (2n sen(n cos (2n θ 0 θ = θ 0 θ ) ( )) ) ) sen(n cos (n sen(n ) cos (n2 2 θ 0 θ − = θ θ ) ) )1 2 1 2 023_026_CAD_Mat_4 12.09.06, 16:5726 M23Polinômios Matemática27 TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD M23 TERCEIR ÃO FTD Polinômios Cade rno de Atividades (08) O determinante 1 1 1 1 1 1 1 1 00 −i i define um número complexo. O módulo desse número complexo é 1 (um). (16) Dadas as funções f(x) = x2 − 2x 0 1 e g(x) = x2 0 x, o valor do quociente f i g i é i( ) ( ) . 2 1 3 5 5 0 − − 0 1 (UFSC) Assinale a soma dos números associados à(s) proposição(ões) correta(s). (01) O valor numérico do polinômio p(x) = x2 − 4x 0 5 para x = i é p(i) = 4 − 4i. (02) O conjugado do número complexo z i i = 2 0 é 1 0 2i. (04) A forma trigonométrica do número complexo z i é z i sen= =1 3 2 5 3 5 3 − π 0 π cos . 01. Correta Se p(x) = x2 − 4x 0 5, então p(i) = i2 − 4i 0 5 = 4 − 4i. 02. Correta z i i i i i i = 0 = 0 9 = − 0 − 2 2 1 1 2i Se z = 1 − 2i, então x = 1 0 2i. 04. Correta z i i sen= − = π 0 π 1 3 2 5 3 5 3 cos z = 0 =1 3 22 2 θ = π5 3 08. Incorreta Portanto: 1 0 2 0 4 0 16 = 23 16. Correta 2i 3i 3i 3i 2i 1 1 1 6 10 3 5 5− 9 0 0 = − 0 = − 0 i Im 1 2 z 0 Re 5 π 3 − 3 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 − = 0 0 − − − − 0 = i i i i i i f(2 i) g(1 i) (2 i) (2 i) (1 i) (1 i) 2 2 0 − = 0 − 0 0 − 0 − 2 1 Em questões como a 1, a resposta é dada pela soma dos números que identificam as alternativas corretas. 2 (ESPM-SP) As retas r, s e t do plano cartesiano represen- tam as variações do comprimento, largura e altura de um paralelepípedo reto-retângulo em função da variável x (0 , x , 6). Assinale o polinômio que representa a variação do volume desse paralelepípedo em função de x: a) V(x) = x3 − 18x2 0 6 b) V(x) = x3 − 12x c) V(x) = −x3 0 36x d) V(x) = −x3 0 12x − 6 e) V(x) = x3 − 9x2 0 18x y x 0 3 6 6 r t s X Equação da reta r, que passa pelos pontos (6, 6) e (0, 3): x y x 1 6 6 1 0 3 1 0 6 0= − 0 =→ 2y Equação da reta s, que passa pelos pontos (6, 0) e (0, 6): x y x 1 6 0 1 0 6 1 0 6 0= 0 − =→ y Intersecção entre as retas r e s: Sendo r, s e t as retas que representam as variações do comprimento, largura e altura de um paralelepípedo reto-retângulo em função de x, o polinômio que representa a variação do seu volume é dado por: Equação da reta t, que passa pelos pontos (0, 0) e (2, 4): x y 1 2 4 1 0 0 1 0= =→ y 2x V(x) = x(6 0 x) 9 (6 − x) V(x) = x(36 − x2) V(x) = −x3 0 36x V(x) 2x 6)= 0 9 − 0 1 2 3x x ( x − 2y = −6 x 0 y = 6 1 2 3 → x = 2 y = 4 → P(2, 4) é o ponto de intersecção das retas r, s e t. 027_030_CAD_Mat_4 12.09.06, 17:0027 PolinômiosM23 Matemática 28 3 (PUC-RJ) Dado que as raízes do polinômio p(x) = x3 0 ax2 0 bx 0 c são 0, 1 e −1, calcule p(2). Assim: p(x) = x3 − x e p(2) = 23 − 2 = 6. Como 0, 1 e −1 são as raízes do polinômio, temos: p(0) = p(1) = p(−1) = 0 p(0) = 03 0 a 9 02 0 b 9 0 0 c = 0 → c = 0 p(1) = 13 0 a 9 12 0 b 9 1 0 c = 0 → a 0 b = −1 p(−1) = (−1)3 0 a(−1)2 0 b(−1) 0 c = 0 → a − b = 1 a 0 b = −1 a − b = 1 1 2 3 → a = 0 e b = −1 4 (MACK-SP) Se ax x 2x x2 2− 0 − = − −1 1 1 1 b x para todo x, x ϑ Σ1, então a − b vale: a) 4 b) −2 c) 3 d) 0 e) −1 Portanto: a − b = 3 − (−1) = 4. X ax x 2x 1, 1} 2 − 0 − = − − ? 7 ς − − 1 1 1 12 b x x x, { ax bx 2x0 0 − = − − b x x2 21 1 1 (a b)x 2x0 0 − = − − b x x2 21 1 1 → a 0 b = 2 b = −1 → a = 3 b = −1 Se P(x) dividido por (x2 0 3x − 1) deixa resto (x − 3) com quociente (x 0 1), então: P(x) = (x2 0 3x − 1) 9 (x 0 1) 0 x − 3. Logo: P(1) = (12 0 3 9 1 − 1) 9 (1 0 1) 0 1 − 3 = 3 9 2 − 2 = 4 → P(1) = 4 5 (Unicap-PE) Considere o polinômio P(x) com coeficien- tes reais, que, dividido pelo polinômio (x2 0 3x − 1), deixa resto (x − 3), com quociente (x 0 1). Determine P(1). a) Determine o valor de B. b) Resolva a inequação x3 − 3x2 − x 0 3 . 0. 6 (UENF-RJ) O gráfico abaixo é a representação carte- siana do polinômio y = x3 − 3x2 − x 0 3. y x 3 B 2 S = {x 7 ς | −1 , x , 1 ou x . 3} a) (2, B) é ponto do gráfico, portanto: B = 23 − 3 9 22 − 2 0 3 = −3 → B = −3 b) x3 − 3x2 − x 0 3 . 0 x2(x − 3) − (x − 3) . 0 (x − 3) 9 (x2 − 1) . 0 S = {x 7 ς | −1 , x , 1 ou x . 3} x2 − 1 = 0 → x = Σ1x − 3 = 0 → x = 3 3} { { { }−1 1 −1 −1 1 1 3 3 −− 0− −0 00 {− {− Se p(x) é divisível por (x 0 1)2, então ele é divisível por (x 0 1). Logo, p(−1) = 0 → (−1)5 0 2a(−1)4 0 2b = 0 → 2a 0 2b = 1, portanto 7 (PUC-RJ) Se o polinômio p(x) = x5 0 2ax4 0 2b é divisível por (x 0 1)2, então a soma a 0 b vale: a) 1 b) −1 c) 2 d) − 1 2 e) 1 2 X a b0 = 12 . 027_030_CAD_Mat_4 12.09.06, 17:0028 M23Polinômios Matemática29 12 (UFV-MG) Considere os polinômios P(x) = x(x2 − 2x) − (x − 2) 9 (3x 0 4) e Q(x) = x2 − 1. a) Decomponha P(x) em um produto de fatores lineares. b) Determine o resto da divisão de P(x) por Q(x). a) P(x) = x(x2 − 2x) − (x − 2) 9 (3x 0 4) P(x) = x2(x − 2) − (x − 2) 9 (3x 0 4) P(x) = (x − 2) 9 (x2 − 3x − 4) P(x) = (x − 2) 9 (x − 4) 9 (x 0 1) b) P(x) = x(x2 − 2x) − (x − 2) 9 (3x 0 4) = x3 − 2x2 − 3x2 − 4x 0 6x 0 8 P = x3 − 5x2 0 2x 0 8 Q(x) = x2 − 1 Uma das maneiras de determinar o resto da divisão de P(x) por Q(x) é dividir os polinômios pelo método da chave: E o resto da divisão de P(x) por Q(x) é 3x 0 3. x3 − 5x2 0 2x 0 8 x2 − 1 −x3 0 x x − 5 −5x2 0 3x 0 8 5x2 − 5 3x 0 3 11 (PUC-PR) Dado o polinômio x4 0 x3 − mx2 − nx 0 2, determinar m e n para que ele seja divisível por x2 − x − 2. A soma m 0 n é igual a: a) 6 b) 7 c) 10 d) 9 e) 8X Logo, a soma m 0 n = 8. Seja p(x) = x4 0 x3 − mx2 − nx 0 2 e q(x) = x2 − x − 2 = (x − 2) 9 (x 0 1). Para que p(x) seja divisível por q(x) ele deve ser divisível por (x − 2) e por (x 0 1), ou seja: p(2) = 0 p(−1) = 0 1 2 3 → 24 0 23 − m 9 22 − n 9 2 0 2 = 0 (−1)4 0 (−1)3 − m(−1)2 − n(−1) 0 2 = 0 1 2 3 04m 0 2n = 026 m − n = 02 1 2 3 → m = 5 n = 3 Da primeira divisão, para x = 0, temos: R = p(0) = k(0) 9 (5) 0 7 → r = 2 9 5 0 7 = 17 10 (Unifesp-SP) A divisão de um polinômio p(x) por um polinômio k(x) tem Q(x) = x3 0 3x2 0 5 como quociente e R(x) = x2 0 x 0 7 como resto. Sabendo-se que o resto da 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) 70X p(x) k(x) x2 0 x 0 7 x3 0 3x2 0 5 → p(x) = k(x) 9 (x3 0 3x2 0 5) 0 (x2 0 x 0 7) → k(0) = 2 k(x) x 2 q 1 (x) → p(0) = R p(x) x R q2(x) 8 (ITA-SP) Considere o polinômio P(x) = 2x 0 a2x 2 0 ... 0 anx n, cujos coeficientes 2, a2, ..., an formam, nessa ordem, uma PG de razão q . 0. Sabendo que − 1 2 é uma raiz de P e que P(2) = 5 460, tem-se que o valor de n q q é 2 3 4 − igual a: a) 5 4 b) 3 2 c) 7 4 d) 11 6 e) 15 8 X Se 2, a2, a3, ..., an formam, nessa ordem, uma PG de razão q . 0, então a2 = 2q, a3 = 2q 2, ..., an = 2q n − 1 e P(x) = 2x 0 a 2 x2 0 a 3 x3 0 ... 0 a n xn = 2x 0 2qx2 0 2q2x3 0 ... 0 2qn − 1 9 xn P(x) é a soma dos termos de uma PG em que a1 = 2x e a razão é (qx): P(x) 2x[(qx) 1] qx n = − − 1 � Como é P− − = 1 2 1 2 0 raiz, tem-se . Substituindo em �: 2 1 2 2 1 2 1 0 1 2 0 − 9 − − − − = − − = → q q q n n − = − = q n 2 1 → ( q) 2n n Temos, pelo enunciado, que P(2) = 5 460. Substituindo em �: Se q . 0, n é obrigatoriamente par, pois 2n . 0 e, dessa forma, (−q)n = qn = 2n → q = 2. 2 2 1 9 9 − 9 − = 2[(q 2) 1] 5 460 n q 4[(2 2)n9 − 9 − = = = 1 2 2 1 5 460 4 4 096 6 ] → →n n n q q 2 3 4 2 3 4 6 2 2 36 8 16 7 4 − = − = − = 9 (UEL-PR) Qual é o resto da divisão de p(x) = x110 − x pelo polinômio q(x) = x2 0 x? a) −2x b) −2 c) x d) −x e) 0X Logo, R(x) = −2x. Seja Q(x) e R(x) = ax 0 b o quociente e o resto da divisão de p(x) pelo polinômio q(x) = x(x 0 1), respectivamente. p(x) _ q(x) 9 Q(x) 0 R(x) p(x) _ (x2 0 x) 9 Q(x) 0 ax 0 b p(0) = a 9 0 0 b p(−1) = a 9 (−1) 0 b 1 2 3 → 0 = b (−1)110 − (−1) = −a 1 2 3 → b = 0 a = −2 027_030_CAD_Mat_4 12.09.06, 17:0129 PolinômiosM23 Matemática 30 13 (Fatec-SP) O polinômio p x a x a = 0 − −3 2 2 2 7x , a 7 ς, é divisível por (x − 2). Se o polinômio q = 2ax3 0 3ax2 0 bx 0 1 é um cubo perfeito, então o valor de b é: a) 6 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1X Assim sendo, o polinômio q(x) = 2ax3 0 3ax2 0 bx 0 1 = 2 9 4x3 0 3 9 4x2 0 0 bx 0 1 = 8x3 0 12x2 0 bx 0 1 = (2x 0 1)3, pois q é um cubo perfeito, mas (2x 0 1)3 = 8x3 0 12x2 0 6x 0 1. Comparando as duas formas do polinômio, temos: bx = 6x → b = 6 Se o polinômio p(x) 7x= 0 − −x a x a3 2 2 2 é divisível por x − 2, então p(2) = 0, portanto: 2 2 2 7 2 2 0 2 6 2 63 20 9 − 9 − = − = = = a a a a→ → →2a 3a 4 15 (Fuvest-SP) Dado o polinômio p(x) = x2(x − 1) 9 (x2 − 4), o gráfico da função y = p(x − 2) é mais bem representado por: a) 1 2 3 4 x y 0 1 2−1−2 x y 0 d) b) 1 2 3 4 x y 0 1 2 3 4 x y 0 e) c) X pois para todo x , 0 tem-se p(x − 2) , 0 e para todo x . 4 tem-se p(x − 2) . 0. p(x) = x2(x − 1) 9 (x2 − 4) → p(x) = x2(x − 1) 9 (x 0 2) 9 (x − 2) p(x − 2) = (x − 2)2 9 (x − 2 − 1) 9 (x − 2 0 2) 9 (x − 2 − 2) p(x − 2) = x(x − 2)2 9 (x − 3) 9 (x − 4) Assim sendo, 0, 3 e 4 são raízes simples e 2 é raiz dupla de p(x − 2). O gráfico de p(x − 2) é do tipo 2 3 4 x p(x − 2) 0 −1−2−3−4 x y 0 14 (ITA-SP) Dividindo-se o polinômio P(x) = x5 0 ax4 0 bx2 0 cx 0 1 por (x − 1), obtém-se resto igual a 2. Dividindo-se P(x) por (x 0 1), obtém-se resto igual a 3. Sabendo que P(x) é divisível por (x − 2), tem-se que o valor de ab c é igual a: a) −6 b) −4 c) 4 d) 7 e) 9X → P(1) = 2 → 15 0 a 9 14 0 b 9 12 0 c 9 1 0 1 = 2 P(1) = a 0 b 0 c = 0 P(x) x − 1 2 Pelos dados do problema, temos: → P(−1) = 3 → (−1)5 0 a(−1)4 0 b(−1)2 0 c(−1) 0 0 1 = 3 → a 0 b − c = 3 P(x) x 0 1 3 → P(2) = 0 → 25 0 a 9 24 0 b 9 22 0 c 9 2 0 1 = 0 P(2) = 16a 0 4b 0 2c = −33 P(x) x − 2 0 a 0 b 0 c = 0 a 0 b − c = 3 16a 0 4b 0 2c = −33 1 4 2 4 3 → a 0 b 0 c = 0 −2c = 3 16a 0 4b 0 2c = −33 1 4 2 4 3 → a 0 b 0 c = 0 16a 0 4b 0 2c = −33 c = − 3 2 1 4 2 4 3 → → 16a 0 4b = −30 c = − 3 2 1 4 4 2 4 4 3 a b0 = 3 2 → a = −3 b = 9 2 c = − 3 2 Então: a b c 9 = − 9 − = − − = 3 9 2 3 2 27 2 3 2 9 027_030_CAD_Mat_4 12.09.06, 17:0130 M24Equações Polinomiais Matemática31 TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO TERCEIR ÃO FTD TERCEIR ÃO FTD M24 TERCEIR ÃO FTD Equações Polinomiais Cade rno de Atividades 2 (UFSCar-SP) Considerando que 2i é raiz do polinômio P(x) = 5x5 − 5x4 − 80x 0 80, a soma das raízes reais desse polinômio vale: a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1 P(x) = 5x5 − 5x4 − 80x 0 80 = 5x4(x − 1) − 80(x − 1) P(x) = (x − 1) 9 (5x4 − 80) = 5(x − 1) 9 (x4 − 16) As raízes de P(x) são 1, 2, −2, 2i e −2i. Portanto, a soma das raízes reais vale 1 0 2 − 2 = 1. Fazendo P(x) = 0 x − 1 = 0 → x = 1 ou x4 − 16 = 0 → x4 = 16 → x = Σ2 ou x = Σ2i X 1 (UEL-PR) Sobre a equação x3 − x2 0 x − 1 = 0, é correto afirmar que: a) possui três raízes imaginárias puras. b) possui três raízes reais cuja soma é 1. c) possui três raízes reais cuja soma é 3. d) possui duas raízes reais e uma imaginária pura. e) possui uma raiz real e duas imaginárias puras. Portanto, as raízes são 1, −i e i. x3 − x2 0 x − 1 = 0 → x2(x − 1) 0 (x − 1) = 0 (x − 1) 9 (x2 0 1) = 0 x − 1 = 0 → x = 1 ou x2 0 1 = 0 → x2 = −1 → x = Σi X Um polinômio de grau 8 tem oito raízes. Se 1 0 i e 1 − 2i são raízes e os coeficientes do polinômio são reais, então 1 − i e 1 0 2i também são raízes. Assim sendo, se o polinômio possui pelo menos quatro raízes complexas, possui no máximo quatro raízes reais. 3 (Unifesp-SP) Os números complexos 1 0 i e 1 − 2i são raízes de um polinômio com coeficientes reais, de grau 8. O número de raízes reais desse polinômio, no máximo, é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6X a) Se o polinômio P tem 2 0 3i e −2 − 3i como raízes, temos que os conjugados 2 − 3i e −2 0 3i também são raízes. Portanto, o seu grau é no mínimo 4. b) x3 − x2 − 7x 0 15 = 0 Essa equação possui três raízes: 2 0 i, 2 − i e m. Pelas relações de Girard: (2 0 i) 0 (2 − i) 0 m = 1 → 4 0 m = 1 → m = −3 As outras raízes são 2 − i e −3. 4 (FGV-SP) a) Um polinômio P, de coeficientes reais, apresenta 2 0 3i e −2 − 3i, como suas raízes (i é a unidade imaginária). Qual o menor grau possível para P? Justifique. b) A equação polinomial x3 − x2 − 7x 0 15 = 0 apresenta uma raiz igual a 2 0 i. Obtenha as outras raízes. 031_038_CAD_Mat_4 12.09.06, 17:0331 Equações PolinomiaisM24 Matemática 32 5 (PUC-RJ) Considere o polinômio p(x) = x3 0 2x2 − 1.a) Calcule o valor de p(x) para x = 0, Σ1, Σ2. b) Ache as três soluções da equação x3 0 2x2 = 1. Como p(−1) = 0, −1 é uma das raízes de p(x), portanto raiz da equação. Dividindo p(x) por (x 0 1): a) p(x) = x3 0 2x2 − 1 p(0) = 03 0 2 9 02 − 1 = −1; p(−1) = (−1)3 0 2(−1)2 − 1 = 0; p(1) = 13 0 2 9 12 − 1 = 2; p(−2) = (−2)3 0 2(−2)2 − 1 = −1 e p(2) = 23 0 2 9 22 − 1 = 15 p(x) 1442443 b) x3 0 2x2 = 1 → x3 0 2x2 − 1 = 0 → x3 0 2x2 − 1 = (x 0 1) 9 (x2 0 x − 1) = 0 −1 1 2 0 −1 1 1 −1 0 As soluções são − − − − 0 1, 1 5 2 1 5 2 e . x 0 1 = 0 → x = −1 x2 0 x − 1 = 0 x x � �� = − − = − 0 1 5 2 1 5 2 01. Correto A única raiz racional de P(x) é 0. 02. Incorreto O resto da divisão de P(x) por x 0 1 é P(−1) = ((−1)4 − 4) 9 ((−1)3 − 2(−1)2 0 5(−1)) = 024 04. Correto P(x) = (x2 − 2) 9 (x2 0 2) 9 x(x2 − 2x 0 5) P(x) = (x2 − 2x) 9 (x2 0 2) 9 (x2 − 2x 0 5) e o quociente de P(x) = (x3 − 2x) 9 (x2 0 2) 9 (x2 − 2x 0 5) por Q(x) = x3 − 2x é igual a (x2 0 2) 9 (x2 − 2x 0 5) = x4 − 2x3 0 7x2 − 4x 0 10. 08. Incorreto (z ) 1 6 = − = − 9 = = −2 2 8 8 6 6 6 2i i i( ) ( ) 16. Correto 5i 5i 2i 2i 2i 5i z i 2 1 1 1 10 5 2= 0 9 − − = 0 = 0 Portanto: 1 0 4 0 16 0 32 = 53 32. Correto Se z2 = 1 0 2i → x2 = 1 − 2i Sendo θ o argumento de x2, temos: x 2 1 4 5= 0 = e cos θ = = a x 2 1 5 Logo, cos 2 2 cos 2θ = θ − = − = −1 2 1 5 1 3 5 2 . 6 (Fatec-SP) Uma das raízes da equação x3 0 3x2 0 2x − 120 = 0 é um número inteiro positivo menor do que 5. Outra das raízes é: a) 71 13 c) − 7i 13 e) − −7 71 2 i b) 71 13 d) − −7 71 2 X Portanto, as outras raízes da equação são − − − 07 71 2 7 71 2 i e i . (x − 4) 9 (x2 0 7x 0 30) = 0 Testando para os valores 1, 2, 3 e 4, verificamos que 4 é raiz da equação. Fazendo a divisão de (x3 0 3x2 0 2x − 120) por (x − 4) pelo dispositivo de Briot-Ruffini, temos: x3 0 3x2 0 2x − 120 = (x − 4) 9 (x2 0 7x 0 30) 4 1 3 2 −120 1 7 30 0 x − 4 = 0 → x = 4 x x i 2 30 0 7 71 2 0 0 = = − Σ 7x → P(x) = (x4 − 4) 9 (x3 − 2x2 0 5x) → P(x) = (x2 − 2) 9 (x2 0 2) 9 x 9 (x2 − 2x 0 5) cujas raízes são: 2 2 2 2, ,− 9 − 9i, i , 0, 1 0 2i, 1 − 2i. Como z1 = a 0 bi e z2 = c 0 di, em que a = 0, b , 0, c . 0 e d . 0, temos: z i e z 1 2 2 1= − 9 = 0 2i 7 (UFBA) Considere o polinômio P(x) = (x4 − 4) 9 (x3 − 2x2 0 5x), sendo z1 = a 0 bi e z2 = c 0 di duas de suas raízes, em que a = 0, b , 0, c . 0 e d . 0. Nessas condições, é correto afirmar: (01) P(x) tem apenas uma raiz racional. (02) O resto da divisão de P(x) por x 0 1 é igual a 72. (04) O quociente da divisão de P(x) por Q(x) = x3 − 2x é igual a x4 − 2x3 0 7x2 − 4x 0 10. (08) (z1) 6 = 8i (16) 5i z2 = 02 i (32) Se o argumento de x2 é θ, então cos .2 3 5 θ = − Em questões como a 7, a resposta é dada pela soma dos números que identificam as alternativas corretas. 031_038_CAD_Mat_4 12.09.06, 17:0332 M24Equações Polinomiais Matemática33 10 (UFC) Seja P(x) um polinômio de grau n > 1, com coeficientes reais. Sabendo que P(3 0 i) = 2 − 4i, em que i2 = −1, calcule P(3 − i). Sendo P(x) = anx n 0 an − 1x n − 1 0 ... 0 a1x 0 a0, com an ϑ 0, podemos escrever: P(3 − i) = a n (3 − i)n 0 a n − 1 (3 − i)n − 1 0 ... 0 a 1 (3 − i) 0 a 0 P(3 − i) = a n (3 0 i)n 0 a n − 1 (3 0 i)n − 1 0 ... 0 a 1 (3 0 i) 0 a 0 Θ Θ pois 3 0 i = 3 − i Sejam Z 1 = a 0 bi e Z 2 = a − bi, com a, b 7 ς. Z1 0 Z2 = (a 0 bi) 0 (a − bi) = 2a � Z1 9 Z2 = (a 0 bi) 9 (a − bi) = a 2 0 b2 � Logo, P(x) = (x − Z 1 ) 9 (x − Z 2 ) = x2 − (Z 1 0 Z 2 )x 0 Z 1 9 Z 2 Substituindo os valores de � e �: P(x) = x2 − 2ax 0 a2 0 b2, que é um polinômio do 2o grau com coeficientes reais. 11 (UFRJ) Sendo Z1 e Z2 números complexos conjuga- dos (Z1 = *2), considere P(x) = (x − Z1) 9 (x − Z2) e mos- tre que P(x) é um polinômio de grau 2 com coeficientes reais. 9 (UFC) A área do polígono cujos vértices são as representações geométricas das raízes do polinômio p(x) = x6 − 1 é: a) 3 3 2 c) 3 2 2 e) 3 3 4 b) 2 3 3 d) 2 2 3 Im Re1 1 1 R2 R3 R4 R5 R6 R1 1O S # = = OR R 2 1 2 1 3 4 3 4 S S hex = 9 = = # 6 6 3 4 3 3 2 As raízes do polinômio p(x) = x6 − 1 são as raízes sextas de 1 (x6 − 1 = 0 → x6 = 1). As raízes sextas da unidade são números complexos cujo módulo é igual a 1 e suas representações geométricas são pontos eqüidistantes sobre uma circunferência com centro na origem e de raio 1. Como 1 é uma des- sas raízes, a representação geométrica dessas raízes são os vértices de um hexágono regular inscrito na circunferência, conforme a figura abaixo. X 8 (Unesp-SP) Considere a função polinomial do 3o grau p(x) = x3 − 3x 0 1. a) Calcule p(−2), p(0), p(1), p(2) e esboce o gráfico. b) Com base no item (a), responda, justificando sua res- posta, quantas raízes reais e quantas raízes complexas (não reais) têm p(x). b) A equação p(x) = 0 de grau 3 tem três raízes reais: uma entre −2 e 0, pois p(−2) 9 p(0); , 0; outra entre 0 e 1, pois p(0) 9 p(1) , 0; outra entre 1 e 2, pois p(1) 9 p(2) , 0, e nenhuma raiz complexa. a) p(x) = x3 − 3x 0 1 p(−2) = −8 0 6 0 1 → p(−2) = −1 p(0) = 0 − 0 0 1 → p(0) = 1 p(1) = 1 − 3 0 1 → p(1) = −1 p(2) = 8 − 6 0 1 → p(2) = 3 −1 1 2 −1 3 1 P −2 x y 0 P(3 − i) = an(3 0 i) n 0 an − 1(3 0 i) n − 1 0 ... 0 a1(3 0 i) 0 a 0 u Θ pois a k u = ak, sendo ak 7 ς P(3 − i) = an(3 0 i) n 0 a n − 1 (3 0 i)n − 1 0 ... 0 a 1 (3 0 i) 0 a 0 P(3 − i) = P(3 0 i) P(3 − i) = 2 − 4i P(3 − i) = 2 0 4i 031_038_CAD_Mat_4 12.09.06, 17:0433 Equações PolinomiaisM24 Matemática 34 a) Para a = 1, encontre todas as raízes da equação p(x) = 0. b) Encontre os valores de a para os quais a equação p(x) = 0 tenha uma única raiz real. 12 (Unicamp-SP) Seja a um número real e seja: p(x) = − − − − − det 3 1 2 0 1 0 4 1 x a x x Portanto, as raízes são 3, 1 − 2i e 1 0 2i. a) Para a = 1: p(x) (3 x) (1 x) 4(3 x)2 = − − − − − − 9 − 0 − = 3 1 2 0 1 1 0 4 1 0 x x x (3 − x) 9 [(1 − x)2 0 4] = 0 3 − x = 0 → x = 3 ou (1 − x)2 0 4 = 0 → (1 − x)2 = −4 1 − x = Σ2i x = 1 − 2i ou x = 1 0 2i (3 − x) 9 [(a − x) 9 (1 − x) 0 4] = 0 (3 − x) 9 [x2 − (a 0 1)x 0 (a 0 4)] = 0 Essa equação tem uma única raiz real (x = 3) quando x2 − (a 0 1)x 0 (a 0 4) = 0 não admite raízes reais. Devemos ter, então: ∆ = [−(a 0 1)]2 − 4 9 1(a 0 4) , 0 a2 − 2a − 15 , 0. Resolvendo a inequação: b) p(x) = − − − − − =0 3 1 2 0 1 0 4 1 0→ x a x x Observação: Para a = 5, a equação (3 − x) 9 [x2 − (1 0 a)x 0 (a 0 4)] = 0 transforma-se em (3 − x) 9 (x2 − 6x 0 9) = 0 → (3 − x)3 = 0 → x = 3. Assim sendo, para a = 5, a equação p(x) = 0 terá também uma única raiz real, de multiplicidade 3. −3 , a , 5 { { }−3 5 Analisando o gráfico e a equação e = t3 0 at2 0 bt 0 c, concluímos que existem três raízes reais: 0 é raiz simples e 3 é raiz dupla. Então a equação que representa a posição do ciclista pode ser escrita na forma: e = k(t − 0) 9 (t − 3)2 = kt(t2 − 6t 0 9) = kt3 − 6kt2 0 9kt Comparando com a equação dada: kt3 − 6kt2 0 9kt = t3 0 at2 0 bt 0 c → k = 1, −6k = a ou a = −6, 9k = b ou b = 9 e c = 0 Portanto, a equação da posição do ciclista é: e = t3 − 6t2 0 9t Para determinar os instantes dos encontros fazemos: t3 − 6t2 0 9t = 4t → t3 − 6t2 0 5t = 0 → t(t2 − 6t 0 5) = 0 → t = 0 ou t2 − 6t 0 5 = 0 → t = 0 ou t = 1 ou t = 5 Para t = 0 s → e = 0; para t = 1 s → e = 4 m e para t = 5 s → e = 20 m. A posição mais afastada da origem será 20 m. No instante em que o ciclista parte da posição zero, o cor- redor inicia um movimento, descrito pela equação e = 4t, na mesma pista e no mesmo sentido. Determine a posição mais afastada da origem na qual o ciclista e o corredor voltam a se encontrar. 13 (UERJ) Um ciclista e um corredor começam, jun- tos, uma competição. A curva abaixo, cuja equação é: e = t3 0 at2 0 bt 0 c, representa a posição e, em metros, do ciclista, em função do tempo t, em segundos, em que a, b e c são números reais
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