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@matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 1 de 68 1. (Eear) Seja 𝐴𝐵𝐶 um triângulo tal que 𝐴(1, 1), 𝐵(3, −1) e 𝐶(5, 3). O ponto _____ é o baricentro desse triângulo. a) (2, 1). b) (3, 3). c) (1, 3). d) (3, 1). 2. (Eear) Considere os pontos 𝐴( 2, 8) e 𝐵( 8, 0) A distância entre eles é de a) √14 b) 3√2 c) 3√7 d) 10 3. (Eear) Considere os segmentos de retas 𝐴𝐵 e 𝐶𝐷, onde 𝐴(0, 10), 𝐵(2, 12), 𝐶( − 2, 3) e 𝐷( 4, 3). O segmento 𝑀𝑁 determinado pelos pontos médios dos segmentos 𝐴𝐵 e 𝐶𝐷 é dado pelos pontos 𝑀 e 𝑁, pertencentes respectivamente a 𝐴𝐵 e a 𝐶𝐷. Assinale a alternativa que corresponde corretamente a esses pontos. a) 𝑀( 1 2 , 1) e 𝑁(−1, 3) b) 𝑀( − 2, 10) e 𝑁( − 1, 3) c) 𝑀(1, −2) e 𝑁(1, 3) d) 𝑀(1, 11) e 𝑁( 1, 3) 4. (Eear) O triângulo 𝐴𝐵𝐶 formado pelos pontos 𝐴 (7, 3), 𝐵 (−4, 3) e 𝐶 (−4, −2) é a) escaleno b) isósceles c) equiângulo d) obtusângulo 5. (Eear) Sejam 𝐴(−3, 3), 𝐵(3, 1), 𝐶(5, −3) e 𝐷(−1, −2) vértices de um quadrilátero convexo. A medida de uma de suas diagonais é a) 15 b) 13 c) 12 d) 10 6. (Epcar (Afa)) A circunferência 𝜆 é tangente à reta 𝑟: 𝑦 = 3 4 𝑥 também é tangente ao eixo das abscissas no ponto de abscissa 6. Dentre as equações abaixo, a que representa uma parábola que contém a origem do plano cartesiano e o centro de 𝜆 é a) 12(𝑦 − 𝑥) + 𝑥2 = 0 b) 3𝑦2 − 12𝑦 + 2𝑥 = 0 c) 2𝑦2 − 3𝑥 = 0 d) 12𝑦 − 𝑥2 = 0 7. (Eear) A equação reduzida da reta que passa pelos pontos 𝐴(0, 1) e 𝐵( 6, 8) é dada por a) 𝑦 = 7𝑥 + 1 b) 𝑦 = 6𝑥 + 1 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 2 de 68 c) 𝑦 = 7 6 𝑥 + 1 d) 𝑦 = 6 7 𝑥 + 1 8. (Eear) Considere os pontos 𝐴(2, 3) e 𝐵(4, 1) e a reta 𝑟: 3𝑥 + 4𝑦 = 0. Se 𝑑𝐴, 𝑟 e 𝑑𝐵, 𝑟 são, respectivamente, as distâncias de 𝐴 e de 𝐵 até a reta 𝑟, é correto afirmar que a) 𝑑𝐴, 𝑟 > 𝑑𝐵, 𝑟 b) 𝑑𝐴, 𝑟 < 𝑑𝐵, 𝑟 c) 𝑑𝐴, 𝑟 = 𝑑𝐵, 𝑟 d) 𝑑𝐴, 𝑟 = 2𝑑𝐵, 𝑟 9. (Espcex (Aman)) Os pontos 𝑀 (0, 𝑦), com 𝑦 ≥ 0 e 𝑁 (√3, 4) pertencem a uma circunferência de centro 𝐶 (0, 2). Considere o ponto 𝑃, do gráfico de 𝑓(𝑥) = √𝑥 + 2, que possui ordenada 𝑦 igual à do ponto 𝑀. A abscissa 𝑥 do ponto 𝑃 é igual a a) √7. b) √7 + 2. c) 7. d) 9. e) 12. 10. (Epcar (Afa)) Considere os pontos 𝐴 (4 , −2), 𝐵 (2 , 0) e todos os pontos 𝑃 (𝑥 , 𝑦), sendo 𝑥 e 𝑦 números reais, tais que os segmentos 𝑃𝐴 e 𝑃𝐵 são catetos de um mesmo triângulo retângulo. É correto afirmar que, no plano cartesiano, os pontos 𝑃 (𝑥 , 𝑦) são tais que a) são equidistantes de 𝐶 (2 , −1) b) o maior valor de 𝑥 é 3 + √2 c) o menor valor de 𝑦 é −3 d) 𝑥 pode ser nulo. 11. (Epcar (Afa)) Em umas das extremidades de um loteamento há um terreno triangular que será aproveitado para preservar a área verde tendo em seu interior uma região quadrada que será pavimentada e destinada a lazer. Levando as medidas desse projeto, em metros, para o plano cartesiano, em uma escala de 1: 100, tem-se: @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 3 de 68 - 𝑂 é a origem do plano cartesiano; - 𝑂, 𝑃 e 𝑄 são os vértices do terreno triangular; - dois vértices do triângulo são os pontos 𝑃(−2, 0) e 𝑄(0, 6) e dois de seus lados estão contidos nos eixos cartesianos; - 𝑂, 𝑀, 𝑅 e 𝑁 são os vértices da região quadrada; - a área da região quadrada tem três vértices consecutivos 𝑀, 𝑂 e 𝑁 sobre os eixos cartesianos; e - R está alinhado com 𝑃 e 𝑄 Assim, pode-se afirmar que a) a abscissa do ponto 𝑅 é maior que −1 b) a região pavimentada supera 25.000 𝑚2 c) a ordenada de 𝑅 é maior que 7 5 d) sobram, para área verde, exatamente, 37.000 𝑚2 12. (Espcex (Aman)) Os pontos 𝐴(3, −2) e 𝐶(−1, 3) são vértices opostos de um quadrado 𝐴𝐵𝐶𝐷. A equação da reta que contem a diagonal 𝐵𝐷 é a) 5𝑥 + 4𝑦 − 7 = 0. b) 8𝑥 − 10𝑦 − 3 = 0. c) 8𝑥 + 10𝑦 − 13 = 0. d) 4𝑥 − 5𝑦 + 3 = 0. e) 4𝑥 + 5𝑦 − 7 = 0. 13. (Epcar (Afa)) Para construir um viaduto, a prefeitura de uma cidade precisará desapropriar alguns locais de uma determinada quadra da cidade. Para identificar o que precisará ser desapropriado, fez-se um esboço da planta dessa quadra no qual os locais foram representados em um plano cartesiano e nomeados de 𝐴1 até 𝐴10, conforme figura a seguir. O viaduto estará representado pela região compreendida entre as retas de equações 𝑟: − 1 2 𝑥 − 𝑦 + 8 = 0 e 𝑠: −𝑥 − 2𝑦 + 10 = 0. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 4 de 68 Um local será inteiramente desapropriado se o viaduto passar por qualquer trecho de seu território. Se cada unidade do plano no esboço da planta equivale a 10 𝑚 na situação real, então a área total dos locais dessa quadra que precisará ser desapropriada, em 𝑚2, é igual a a) 5.950 b) 6.450 c) 6.950 d) 7.450 14. (Eear) Para que os pontos 𝐴(𝑥, 3), 𝐵(−2𝑥, 0) e 𝐶(1, 1) sejam colineares, é necessário que 𝑥 seja a) −2 b) −1 c) 2 d) 3 15. (Eear) A reta 𝑠 que passa por 𝑃(1, 6) e é perpendicular a 𝑟: 𝑦 = 2 3 𝑥 + 3 é a) 𝑦 = 3 2 𝑥 b) 𝑦 = 𝑥 + 5 c) 𝑦 = − 2 3 𝑥 + 20 3 d) 𝑦 = − 3 2 𝑥 + 15 2 16. (Espcex (Aman)) O ponto simétrico do ponto (1,5) em relação à reta de equação 2𝑥 + 3𝑦 − 4 = 0 é o ponto a) (−3,−1). b) (−1,−2). c) (−4,4). d) (3,8). e) (3,2). 17. (Espcex (Aman)) Considere a circunferência (𝜆) 𝑥2 + 𝑦2 − 4x = 0 e o ponto 𝑃(1, √3). Se a reta t é tangente a 𝜆 no ponto P, então a abscissa do ponto de intersecção de t com o eixo horizontal do sistema de coordenadas cartesianas é a) –2 b) 2 + √3 c) 3 d) 3 + √3 e) 3 + 3√3 18. (Eear) O triângulo determinado pelos pontos 𝐴(−1, −3), 𝐵( 2, 1) e 𝐶( 4, 3) tem área igual a a) 1 b) 2 c) 3 d) 6 19. (Eear) Dada a reta 𝑟: 2𝑥 − 3𝑦 + 5 = 0 e o ponto 𝑃(5, 6), a distância de 𝑃 à reta 𝑟 é a) √91 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 5 de 68 b) 30√13 c) 3√91 91 d) 3√13 13 20. (Epcar (Afa)) Considere no plano cartesiano as retas 𝑟 e 𝑠 dadas pelas equações: 𝑟: 3𝑥 + 3𝑝𝑦 + 𝑝 = 0 𝑠: 𝑝𝑥 + 9𝑦 − 3 = 0 , onde 𝑝 ∈ ℝ. Baseado nessas informações, marque a alternativa INCORRETA. a) 𝑟 e 𝑠 são retas concorrentes se |𝑝| ≠ 3. b) Existe um valor de 𝑝 para o qual 𝑟 é equação do eixo das ordenadas e 𝑠 é perpendicular a 𝑟. c) 𝑟 e 𝑠 são paralelas distintas para dois valores reais de 𝑝. d) 𝑟 e 𝑠 são retas coincidentes para algum valor de 𝑝. 21. (Efomm) A projeção ortogonal de 𝐴 sobre a reta 𝐵𝐶, sabendo-se que 𝐴 = (3, 7), 𝐵 = (1, 1) e 𝐶 = (9, 6), terá as coordenadas da projeção a) 𝑥 = 468 85 ; 𝑦 = 321 89 . b) 𝑥 = 478 87 ; 𝑦 = 319 87 . c) 𝑥 = 487 84 ; 𝑦 = 321 87 . d) 𝑥 = 457 89 ; 𝑦 = 319 89 . e) 𝑥 = 472 89 ; 𝑦 = 295 89 . 22. (Epcar (Afa)) Considere no plano cartesiano os pontos 𝐴 (2, 0) e 𝐵 (6, −4) que são simétricos em relação à reta 𝑟. Se essa reta 𝑟 determina na circunferência 𝑥2 + 𝑦2 − 12𝑥 − 4𝑦 + 32 = 0 uma corda que mede 𝑛 unidades de comprimento, então 𝑛 pertence ao intervalo a) [4, 5[ b) [3, 4[ c) [2, 3[ d) [1, 2[ 23. (Espcex (Aman)) Uma reta tangente à curva de equação 𝑦 = 𝑥2 é paralela à reta 6𝑥 − 𝑦 + 5 = 0. As coordenadas do ponto de tangência são a) (3, 9). b) (6, 5). c) (5, 6). d) (5, 9). e)(9, 3). 24. (Epcar (Afa)) Considere no plano cartesiano as retas 𝑟: { 𝑥 = 2t 𝑦 = 3t + 1 2 e 𝑠: (𝑘 + 1)𝑥 – 𝑦 – 𝑘 2 = 0, onde 𝑘 ∈ ℝ. Sobre as retas r e s é correto afirmar que NUNCA serão a) concorrentes perpendiculares. b) concorrentes oblíquas. c) paralelas distintas. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 6 de 68 d) paralelas coincidentes. 25. (Epcar (Afa)) Sejam a e b dois números reais positivos. As retas r e s se interceptam no ponto (a, b) Se ( 𝑎 2 , 0) ∈ 𝑟 e (0, 𝑏 2 ) ∈ 𝑠, então uma equação para a reta t, que passa por (0, 0) e tem a tangente do ângulo agudo formado entre r e s como coeficiente angular, é a) 3abx + (2a2– 𝑏2)𝑦 = 0 b) 3bx– 𝑏(𝑎2 + 𝑏2)𝑦 = 0 c) 3ax– 𝑎(𝑎2 + 𝑏2)𝑦 = 0 d) 3abx– 2(𝑎2 + 𝑏2)𝑦 = 0 26. (G1 - cmrj) Com base na definição a seguir, responda. “A área de um triângulo é a metade do produto da medida de sua base pela medida de sua altura.” Considere o retângulo 𝐴𝐵𝐶𝐷, cuja base mede 40 𝑐𝑚 e altura mede 60 𝑐𝑚, e o triângulo 𝐵𝐸𝐹 construído com vértices sobre os lados do retângulo, conforme a figura abaixo. Sabendo que 𝐸𝐷 = 3𝐷𝐹 e a área do triângulo 𝐵𝐸𝐹 é a maior possível, qual a área deste triângulo? a) 750 𝑐𝑚2 b) 900 𝑐𝑚2 c) 1050 𝑐𝑚2 d) 1200 𝑐𝑚2 e) 1350 𝑐𝑚2 27. (G1 - cmrj) A imagem a seguir ilustra parte do gráfico da função real polinomial do primeiro grau 𝑦, de variável real 𝑥, além dos pontos 𝐻, 𝑃, 𝐴 e 𝐵, pertencentes a esse gráfico, no plano cartesiano 𝑥𝑂𝑦. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 7 de 68 A diferença entre as abscissas dos pontos 𝐴 e 𝐵 é 4, e a diferença entre as ordenadas desses mesmos pontos é 3. Se o segmento 𝑂𝐻 mede 3, então o gráfico intersecta o eixo 𝑂𝑦⃗⃗⃗⃗ ⃗ no ponto 𝑃, cuja ordenada é a) 3,00 b) 3,25 c) 3,75 d) 4,00 e) 5,00 28. (Epcar (Afa)) Um quadrado de 9 cm2de área tem vértices consecutivos sobre a bissetriz dos quadrantes pares do plano cartesiano. Se os demais vértices estão sobre a reta r, que não possui pontos do 3º quadrante, é incorreto afirmar que a reta r a) pode ser escrita na forma segmentária. b) possui o ponto 𝑃(−√2, 2√2) c) tem coeficiente linear igual a 3√2 d) é perpendicular à reta de equação 2𝑥 − 2𝑦 = 0 29. (Epcar (Afa)) Considere, no plano cartesiano, a circunferência 𝜆:𝑚𝑥2 + 4𝑦2 + 𝑛𝑥𝑦 − 16𝑥 + 3𝑘 − 1 = 0, em que 𝑚, 𝑛 e 𝑘 são números reais. Sabe-se que a circunferência 𝜆 tangencia a reta de equação 3𝑥 − 4𝑦 − 16 = 0. Analise cada proposição abaixo quanto a ser (V) VERDADEIRA ou (F) FALSA. ( ) O ponto 𝑃(3𝑘, 𝑛) é interior a 𝜆 ( ) 𝜆 tangencia o eixo das ordenadas. ( ) 𝜆 tem abscissa máxima igual à ordenada máxima. Tem-se a sequência correta em a) F – V – V b) F – F – V c) V – F – F d) V – V – F 30. (Efomm) A forma de uma montanha pode ser descrita pela equação 𝑦 = −𝑥2 + 17𝑥 − 66 (6 ≤ 𝑥 ≤ 11). Considere um atirador munido de um rifle de alta precisão, localizado no ponto (2, 0). A partir de que ponto, na montanha, um indefeso coelho estará 100% seguro? a) (8, 9). @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 8 de 68 b) (8, 6). c) (7, 9). d) (7, 5). e) (7, 4). 31. (Espcex (Aman)) Considere a reta 𝑡 mediatriz do segmento cujos extremos são os pontos em que a reta 𝑠: 2 𝑥 −3𝑦 + 12 = 0 intercepta os eixos coordenados. Então, a distância do ponto 𝑀(1, 1) à reta 𝑡 é a) 13√3 11 b) 10√13 13 c) 13√11 13 d) 3√11 13 e) 3√3 11 32. (Espcex (Aman)) A equação da reta tangente ao gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 6𝑥 + 1, no ponto (4, −7), é igual a a) 𝑦 = −2𝑥 + 1. b) 𝑦 = 3𝑥 − 19. c) 𝑦 = 𝑥 − 11. d) 𝑦 = −3𝑥 + 5. e) 𝑦 = 2𝑥 − 15. 33. (Eear) As posições dos pontos 𝐴 (1, 7) e 𝐵 (7, 1) em relação à circunferência de equação (𝑥 − 6)2 + (𝑦 − 2)2 = 16 são, respectivamente, a) interna e interna. b) interna e externa. c) externa e interna. d) externa e externa. 34. (Espcex (Aman)) O ponto da circunferência 𝑥2 + 𝑦2 + 2x + 6y + 1 = 0 que tem ordenada máxima é a) (0, −6) b) (−1,−3) c) (−1,0) d) (2,3) e) (2, −3) 35. (Esa) Qual é a posiçمo do ponto P(5, 3) em relaçمo à circunferência de centro C(3, 1) e raio igual a 5 unidades? a) Externo. b) Interno, não coincidente com o centro. c) Pertence à circunferência. d) Coincidente com o centro. e) Excêntrico. 36. (Espcex (Aman)) Sejam dados a circunferência 𝜆: 𝑥2 + 𝑦2 + 4𝑥 + 10𝑦 + 25 = 0 e o ponto P, que é simétrico de (–1, 1) em relação ao eixo das abscissas. Determine a equação da circunferência concêntrica à 𝜆 e que passa pelo ponto P. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 9 de 68 a) 𝜆: 𝑥2 + 𝑦2 + 4𝑥 + 10𝑦 + 16 = 0 b) 𝜆: 𝑥2 + 𝑦2 + 4𝑥 + 10𝑦 + 12 = 0 c) 𝜆: 𝑥2 − 𝑦2 + 4𝑥 − 5𝑦 + 16 = 0 d) 𝜆: 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 − 5𝑦 + 12 = 0 e) 𝜆: 𝑥2 − 𝑦2 − 4𝑥 − 10𝑦 − 17 = 0 37. (Espcex (Aman)) Uma circunferência tem centro no eixo das abscissas, passa pelo ponto (4, 4) e não intercepta o eixo das coordenadas. Se a área do círculo definido por essa circunferência é 17𝜋, a abscissa de seu centro é a) 3. b) 4. c) 5. d) 6. e) 7. 38. (Efomm) Quanto à posição relativa, podemos classificar as circunferências (𝑥 − 2)2 + (𝑦 − 3)2 = 9 e 𝑥2 + 𝑦2 − 8𝑥 + 15 = 0 a) secantes. b) tangentes internas. c) tangentes externas. d) externas. e) internas. 39. (Espcex (Aman)) As equações das retas paralelas à reta 𝑟: 3𝑥 + 4𝑦 − 1 = 0, que cortam a circunferência 𝜆: 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 − 2𝑦 − 20 = 0 e determinam cordas de comprimento igual a 8, são, respectivamente a) 3𝑥 + 4𝑦 + 5 = 0 e 3𝑥 + 4𝑦 + 25 = 0. b) 3𝑥 + 4𝑦 − 5 = 0 e 3𝑥 + 4𝑦 − 25 = 0. c) 3𝑥 − 4𝑦 + 5 = 0 e 3𝑥 − 4𝑦 + 25 = 0. d) 3𝑥 + 4𝑦 − 5 = 0 e 3𝑥 + 4𝑦 + 25 = 0. e) 3𝑥 + 4𝑦 + 5 = 0 e 3𝑥 + 4𝑦 − 25 = 0. 40. (Espcex (Aman)) Sabendo-se que a equação 2𝑥2 + 𝑎𝑦2 − 𝑏𝑥𝑦 − 4𝑥 + 8𝑦 + 𝑐 = 0 representa uma circunferência de raio 3, a soma 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 é igual a a) −10. b) −6. c) −2. d) 2. e) 6. 41. (Epcar (Afa)) Considerando a circunferência de equação 𝜆: 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 − 4𝑦 − 4 = 0, é correto afirmar que a) 𝜆 é concêntrica com 𝛼: (𝑥 − 1)2 + (𝑦 − 2)2 = 1 b) o ponto 𝑂(0,0) é exterior a 𝜆 c) a reta 𝑟: 𝑥 − 𝑦 + 3 = 0 é tangente a 𝜆 d) 𝜆 é simétrica da circunferência 𝛽: (𝑥 −1)2 + (𝑦 + 2)2 = 9, em relação ao ponto 𝑂(0,0). 42. (Epcar (Afa)) Considere no plano cartesiano a circunferência 𝜆 tangente à bissetriz dos quadrantes ímpares no ponto 𝐴(1, 1). Sabendo que a reta 𝑡: 𝑥 − 𝑦 + 4 = 0 tangencia 𝜆 no ponto 𝐵, marque a opção correta. a) A soma das coordenadas de 𝐵 é igual a 3. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 10 de 68 b) 𝑃(−1, 2) é exterior a 𝜆. c) O ponto de 𝜆 mais próximo da origem é 𝑄(0, 2 − √2). d) A bissetriz dos quadrantes pares é exterior a 𝜆. 43. (Espcex (Aman)) Seja 𝐶 a circunferência de equação 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 + 4𝑦 + 2 = 0. Considere em 𝐶 a corda 𝑀𝑁 cujo ponto médio é 𝑃( − 1, −1). O comprimento de 𝑀𝑁 (em unidade de comprimento) é igual a a) √2 b) √3 c) 2√2 d) 2√3 e) 2 44. (Espcex (Aman)) Considere a circunferência que passa pelos pontos (0, 0), (0, 6) e (4, 0) em um sistema de coordenadas cartesianas ortogonais. Sabendo que os pontos (0, 6) e (4, 0) pertencem a uma reta que passa pelo centro dessa circunferência, uma das retas tangentesa essa circunferência, que passa pelo ponto (3, −2), tem por equação a) 3𝑥 − 2𝑦 − 13 = 0 b) 2𝑥 − 3𝑦 − 12 = 0 c) 2𝑥 − 𝑦 − 8 = 0 d) 𝑥 − 5𝑦 − 13 = 0 e) 8𝑥 + 3𝑦 − 18 = 0 45. (Efomm) Sejam as circunferências 𝑐1: 𝑥 2 + 𝑦2 − 16 = 0 e 𝑐2: (𝑥 −2) 2 + (𝑦+2)2 = 4. Considere 𝐴 e 𝐵 os pontos de intersecção dessas circunferências. Determine a distância entre 𝐴 e 𝐵. a) 2√7 b) √14 c) 2√14 d) √7 e) √7 2 46. (Epcar (Afa)) No plano cartesiano, a circunferência 𝜆 de equação 𝑥2 + 𝑦2 − 6x + 10𝑦 + 𝑘 = 0, com 𝑘 ∈ ℝ, determina no eixo das ordenadas uma corda de comprimento ℓ = 8. Dessa forma, é correto afirmar que a) 𝜆 é tangente ao eixo Ox⃡⃗⃗⃗ b) o raio de 𝜆 é igual a √𝑘 c) 𝑃(k , −1) ∈ 𝜆 d) 𝜆 é secante à reta 𝑥 = 𝑘 47. (Epcar (Afa)) Seja 𝜆: 3𝑥2 + 3𝑦2 − 6𝑥 − 12𝑦 + 𝑘 = 0, uma circunferência que no plano cartesiano tem intersecção vazia com os eixos coordenados. Considerando 𝑘 ∈ ℝ, é correto afirmar que a) 𝑃 ( 𝑘 3 , 𝑘 3 ) é interior a 𝜆. b) existem apenas dois valores inteiros para 𝑘. c) a reta 𝑟: 𝑥 = 𝑘 intersecta 𝜆. d) se 𝑐 é o comprimento de 𝜆, então 𝑐 > 2𝜋 unidades de comprimento. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 11 de 68 48. (Epcar (Afa)) Considere no plano complexo, o conjunto dos números 𝑧 = 𝑥 + 𝑦𝑖 ; {𝑥, 𝑦} ⊂ ℝ e 𝑖2 = −1 que satisfazem a condição |𝑧| ≥ |2𝑧 + 1| É FALSO afirmar que a) este conjunto pode ser representado por um círculo de raio igual a 1 3 b) 𝑧 = −1 é o elemento de maior módulo, neste conjunto. c) 𝑧 = − 1 3 é o elemento de maior argumento, neste conjunto. d) não existe 𝑧, neste conjunto, que seja imaginário puro. 49. (Epcar (Afa)) No plano cartesiano, os focos 𝐹1 e 𝐹2 da elipse 𝛼: 𝑥2 36 + 𝑦2 32 = 1 são pontos diametralmente opostos da circunferência 𝜆 e coincidem com as extremidades do eixo real de uma hipérbole equilátera 𝛽. É INCORRETO afirmar que a) 𝛼 ∩ 𝛽 ∩ 𝜆 = ∅ b) 𝜆 ∩ 𝛽 = {𝐹1, 𝐹2} c) 𝛼 ∩ 𝛽 = {𝐴, 𝐵, 𝐶, 𝐷}, sendo 𝐴, 𝐵, 𝐶, 𝐷 pontos distintos d) 𝛼 ∩ 𝜆 ≠ ∅ 50. (Epcar (Afa)) Considere no plano cartesiano um triângulo equilátero 𝐴𝐵𝐶 em que: - os vértices 𝐵, de abscissa positiva, e 𝐶, de abscissa negativa, estão sobre o eixo 𝑂𝑋⃗⃗ ⃗⃗ ⃗; - possui baricentro no ponto 𝐺 (0, √3 3 ) Considere também, nesse mesmo plano cartesiano, a circunferência 𝜆1 inscrita e a circunferência 𝜆2 circunscrita ao triângulo 𝐴𝐵𝐶. Analise as proposições abaixo e escreva (V) para verdadeira e (F) para falsa. ( ) A reta 𝑟, suporte do lado 𝐴𝐵, passa pelo ponto (−1, 𝑏), em que 𝑏 é o dobro do oposto do coeficiente angular de 𝑟 ( ) O círculo delimitado por 𝜆2 contém o ponto (− 1 2 , √3) ( ) O ponto da bissetriz dos quadrantes ímpares de abscissa √3 3 pertence a 𝜆1 A sequência correta é a) V - F - V b) F - F - V c) V - F - F d) F - V - F 51. (Epcar (Afa)) O ponto da reta 𝑟: 𝑥 + 3𝑦 − 10 = 0 que está mais próximo da origem do sistema cartesiano é também exterior à circunferência 𝜆: 2𝑥2 + 2𝑦2 + 4𝑥 − 12𝑦 + 𝑘 − 4 = 0, com 𝑘 ∈ ℤ. É correto afirmar que dentre os possíveis valores de 𝑘 a) existem 8 elementos. b) três são números primos. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 12 de 68 c) há um elemento que é um quadrado perfeito. d) existem números negativos. 52. (Epcar (Afa)) Sejam as matrizes 𝑀 = [ 𝑥 − 2𝑦 1 3𝑥 + 𝑦 −1 ] e 𝑁 = [ 1 −1 3 0 1 2 −2 1 −4 ] A melhor representação, no plano cartesiano, dos pares ordenados (𝑥, 𝑦) que satisfazem à inequação 𝑑𝑒𝑡(𝑀) ≤ 𝑑𝑒𝑡(𝑁) é a) b) c) d) 53. (Espcex (Aman)) Num estádio de futebol em forma de elipse, o gramado é o retângulo MNPQ, inscrito na cônica, conforme mostra a figura. Escolhendo o sistema de coordenadas cartesianas indicado e tomando o metro como unidade, a elipse é descrita pela equação 𝑥2 362 + 𝑦2 602 = 1. Sabe-se também que os focos da elipse estão situados em lados do retângulo MNPQ. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 13 de 68 Assim, a distância entre as retas MN e PQ é a) 48 m b) 68 m c) 84 m d) 92 m e) 96 m 54. (Espcex (Aman)) A representação no sistema cartesiano ortogonal da equação 9𝑥2 − 𝑦2 = 36𝑥 + 8𝑦 − 11 é dada por a) duas retas concorrentes. b) uma circunferência. c) uma elipse. d) uma parábola. e) uma hipérbole. 55. (Espcex (Aman)) O ponto 𝑃 (𝑎, 1 3 ) pertence à parábola 𝑥 = 𝑦2+3 3 . A equação da reta perpendicular à bissetriz dos quadrantes ímpares que passa por P é: a) 27x + 27y– 37 = 0 b) 37x + 27y– 27 = 0 c) 27x + 37y– 27 = 0 d) 27x + 27y– 9 = 0 e) 27x + 37y– 9 = 0 56. (Espcex (Aman)) Sobre a curva 9x2 + 25y2 – 36x + 50y – 164 = 0, assinale a alternativa correta. a) Seu centro é (– 2,1). b) A medida do seu eixo maior é 25. c) A medida do seu eixo menor é 9. d) A distância focal é 4. e) Sua excentricidade é 0,8. 57. (Espcex (Aman)) Considere as afirmações: I. Uma elipse tem como focos os pontos 𝐹1(−3, 0), 𝐹2(3, 0) e a medida do eixo maior é 8. Sua equação é 𝑥2 16 + 𝑦2 7 = 1. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 14 de 68 II. Os focos de uma hipérbole são 𝐹1(−10, 0), 𝐹2(10, 0) e sua excentricidade é 5 3 . Sua equação é 16𝑥2 − 9𝑦2 = 576. III. A parábola 8𝑥 = −𝑦2 + 6𝑦 − 9 tem como vértice o ponto 𝑉(3, 0). Com base nessas afirmações, assinale a alternativa correta. a) Todas as afirmações são falsas. b) Apenas as afirmações I e III são falsas. c) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras. d) Todas as afirmações são verdadeiras. e) Apenas a afirmação III é verdadeira. 58. (Epcar (Afa)) Sobre a circunferência de menor raio possível que circunscreve a elipse de equação 𝑥2 + 9y2 − 8x − 54y + 88 = 0 é correto afirmar que a) tem raio igual a 1. b) tangencia o eixo das abscissas. c) é secante ao eixo das ordenadas. d) intercepta a reta de equação 4x– 𝑦 = 0. 59. (Efomm) A equação ( 𝑥2 144 ) + ( 𝑦2 225 ) = 1 representa uma a) elipse com focos em (0, 9) e (0, −9). b) circunferência de raio igual 9. c) parábola. d) hipérbole. e) elipse com centro em [12, 15]. 60. (Espcex (Aman)) Os valores reais de 𝑛 para os quais a reta (𝑡) 𝑦 =𝑥+𝑛 seja tangente à elipse de equação 2 𝑥2+3𝑦2 = 6 são iguais a a) −√5 e √5 b) −√3 e √3 c) −3 e 3 d) −2 e 2 e) −5 e 5 61. (Epcar (Afa)) No plano cartesiano, os pontos 𝑃(𝑥, 𝑦) satisfazem a equaзгo (𝑥 −1)2 25 + (𝑦 +2)2 9 = 1 da curva 𝜆. Se 𝐹1 e 𝐹2 sгo os focos de 𝜆, tais que a abscissa de 𝐹1 й menor que a abscissa de 𝐹2, й INCORRETO afirmar que a) a soma das distâncias de 𝑃 a 𝐹1 e de 𝑃 a 𝐹2 é igual a 10. b) 𝐹1 coincide com o centro da curva 𝑥 2+𝑦2 + 6𝑥 − 4𝑦 = 0. c) 𝐹2 é exterior a 𝑥 2+𝑦2 = 25. d) o ponto de abscissa máxima de 𝜆 pertence à reta 𝑦 =𝑥 −8. 62. (Espcex (Aman)) Uma elipse tem centro na origem e vértices em (2𝑎, 0) e (0, 𝑎), com 𝑎 > 0. A área do quadrado inscrito nessa elipse é a) 16𝑎2 5 . b) 4𝑎2 5 . c) 12𝑎2 5 . @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 15 de 68 d) 8𝑎2 5 . e) 20𝑎2 5 . 63. (Espcex (Aman)) Uma reta 𝑡 passa pelo ponto 𝐴(−3,0) e é tangente à parábola de equação 𝑥 = 3y2 no ponto 𝑃. Assinale a alternativa que apresenta uma solução correta de acordo com essas informações. a) 𝑡: 𝑥 − 10𝑦 + 3 = 0 e 𝑃(27,3)b) 𝑡: 2𝑥 − 15𝑦 + 6 = 0 e 𝑃(12,2) c) 𝑡: 2𝑥 − 15𝑦 + 6 = 0 e 𝑃(12, −2) d) 𝑡: 𝑦 = 0 e 𝑃(0,0) e) 𝑡: 𝑥 + 6𝑦 + 3 = 0 e 𝑃(3, −1) 64. (Epcar (Afa)) Analise as proporções abaixo e escreva V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) A distância entre o vértice e o foco da parábola 𝑦2 + 4𝑥 − 4 = 0 é igual a 1 unidade de comprimento. II. ( ) Numa hipérbole equilátera, as assíntotas são perpendiculares entre si. III. ( ) A equação 2𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 − 4𝑦 + 4 = 0 representa uma elipse que tem um dos focos no ponto 𝑃 (1 , 4) A sequência correta é a) F - F - V b) V - F - V c) F - V - F d) V - V - F 65. (Espcex (Aman)) Uma hipérbole tem focos 𝐹1(−5, 0) e 𝐹2(5, 0) e passa pelos pontos 𝑃(3, 0) e 𝑄(4, 𝑦), com 𝑦 > 0. O triângulo com vértices em 𝐹1, 𝑃 e 𝑄 tem área igual a a) 16√7 3 . b) 16√7 5 . c) 32√7 3 . d) 8√7 3 . e) 8√7 5 . 66. (Ime) No que diz respeito à posição relativa das circunferências representadas pelas equações 𝑥2 + 𝑦2 − 6𝑥 − 8𝑦 = 11 𝑥2 + 𝑦2 − 8𝑥 + 4𝑦 = −16 pode-se afirmar que elas são: a) exteriores. b) tangentes exteriores. c) tangentes interiores. d) concêntricas. e) secantes. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 16 de 68 67. (Ita) Considere a curva plana definida pela equação 9𝑥2 + 4𝑦2 + 36𝑥 + 24𝑦 + 36 = 0. O ponto 𝑃 = (0, 0) é vértice de um retângulo circunscrito à curva. Então a equação da circunferência circunscrita ao retângulo é: a) (𝑥 + 2)2 + (𝑦 + 3)2 = 9. b) (𝑥 + 3)2 + (𝑦 + 2)2 = 9. c) (𝑥 − 2)2 + (𝑦 − 3)2 = 13. d) (𝑥 + 2)2 + (𝑦 + 3)2 = 13. e) (𝑥 + 3)2 + (𝑦 + 2)2 = 13. 68. (Ita) Duas curvas planas 𝑐1 e 𝑐2 são definidas pelas equações 𝑐1: 16𝑥 2 + 9𝑦2 − 224𝑥 − 72𝑦 + 640 = 0, 𝑐2: 𝑥 2 + 𝑦2 + 4𝑥 − 10𝑦 + 13 = 0. Sejam 𝑃 e 𝑄 os pontos de interseção de 𝑐1 com o eixo 𝑥 e 𝑅 e 𝑆 os pontos de interseção de 𝑐2 com o eixo 𝑦. A área do quadrilátero convexo de vértices 𝑃, 𝑄, 𝑅 e 𝑆 é igual a a) 15 + 7√3. b) 15 − 7√3. c) 15 + 14√3. d) 15 − 14√3. e) 25 + 10√3. 69. (Ita) Os vértices da base de um triângulo isóceles PQR, inscrito numa circunferência de centro 𝑂 = (5, 0), são 𝑃 = (4, 2√2) e 𝑄 = (8, 0). Se o vértice R pertence ao primeiro quadrante, então a área do triângulo PQR é igual a: a) √2(3 − √3). b) √3(3 + √3). c) √3(3 − √3). d) √6(3 + √3). e) √6(3 − √3). 70. (Ime) O lugar geométrico definido pela equação 𝑥2 + 3𝑦2 + 5 = 2𝑥 − 𝑥𝑦 − 4𝑦 representa a) uma elipse. b) uma hipérbole. c) uma circunferência. d) um conjunto vazio. e) duas retas paralelas. 71. (Esc. Naval) Seja 𝑧 um número complexo e 𝑖 a unidade imaginária. O conjunto dos pontos 𝑧 do plano complexo que satisfaz a equação |𝑧 − 𝑖| = 2|𝑧 − 1| é uma circunferência. Sobre essa circunferência, assinale a opção correta. a) A maior coordenada do centro é menor que − 1 4 . b) O raio é número inteiro maior que 1. c) A soma das coordenadas do centro é 1. d) O produto das coordenadas do centro é maior que 2. e) O raio é um número racional menor que 1. 72. (Ime) Considere o conjunto de todas as retas que são secantes ao gráfico da função @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 17 de 68 𝑓(𝑥) = 𝑙𝑛 (|− 7 12 + 𝑥 − 𝑥2| 3𝑥−1 ) e que passam pelo ponto ( 1 3 , 𝑓 ( 1 3 )). O menor valor dentre os coeficientes angulares das retas desse conjunto é: a) −3 𝑙𝑛( 3) b) 1 2 𝑙𝑛 ( 1 3 ) c) 3 𝑙𝑛 ( 13 36 ) d) 0 e) 1 2 73. (Ime) Os valores para s e t são escolhidos no intervalo (0, 𝑟), tais que 𝑠 + 𝑡 < 𝑟. Considere três segmentos de reta com comprimentos s, t e 𝑟 − 𝑠 − 𝑡. Qual a probabilidade desses segmentos formarem um triângulo? a) 2/3 b) 1/2 c) 1/3 d) 1/4 e) 3/4 74. (Ime) Considere os triângulos Δ𝐴𝐵𝐶 em que 𝐵𝐶 = 32 e 𝐴𝐵 𝐴𝐶 = 3. O maior valor possível para a altura relativa ao lado 𝐵𝐶 é: a) 8 b) 9 c) 10 d) 11 e) 12 75. (Ime) Considere o ponto A(–4, 2) e B um ponto variável sobre o eixo das ordenadas. Traçam-se as retas AB e por B, a perpendicular a AB que intercepta o eixo das abscissas em C. Seja a equação do lugar geométrico do ponto de interseção da perpendicular ao eixo das abscissas traçada por C com a perpendicular ao eixo das ordenadas traçada por B. A equação desse lugar geométrico é: a) 𝑥2 = 4𝑦 + 1 b) 𝑦2 = 4𝑥 c) 𝑦 = −𝑥 + 2 d) 𝑥2 + (𝑦 − 2)2 = 4 e) (𝑦 − 1)2 = 4𝑥 + 1 76. (Ita) Seja 𝑏 ∈ ℝ tal que a equação 𝑥2 − 6𝑏𝑥 − (1 − 𝑏2)(𝑦2 − 2𝑏𝑦) + 𝑏4 + 8𝑏2 − 1 = 0 determina uma hipérbole. Com respeito ao centro C desta hipérbole podemos afirmar: a) 𝐶 ∈ {(𝑥, 𝑦) ∈ ℝ2/𝑥2/9 + 𝑦2/12 < 1}. b) 𝐶 ∈ {(𝑥, 𝑦) ∈ ℝ2/𝑥2/4 + 𝑦2/2 > 1}. c) 𝐶 ∈ {(𝑥, 𝑦) ∈ ℝ2/𝑥2/9 − 𝑦2/2 < 1}. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 18 de 68 d) 𝐶 ∈ {(𝑥, 𝑦) ∈ ℝ2/3𝑥2 − 2𝑦2 > 1}. e) Nenhuma das alternativas anteriores. 77. (Ime) Em um triângulo de vértices A(0, 0), B(2, 4) e C(6, 0), toma-se um ponto variável M sobre o lado AB. Desse ponto, traça-se a perpendicular ao lado AC que intercepta em Q. Identifique o lugar geométrico descrito pelo ponto de interseção das retas BQ e CM e escreva a sua equação. 78. (Efomm) Calcule a área 𝑆 do triângulo de vértices 𝐴 (5, 7); 𝐵 (2, 3); 𝐶 (9, 2). Considerando o plano cartesiano, temos: a) 7,8 b) 15 c) 19 d) 30 e) 60,5 79. (Epcar (Afa)) Considere no plano de Argand Gauss os números complexos 𝑧 = 𝑥 + 𝑦𝑖, em que 𝑥 e 𝑦 são números reais e √−1 = 𝑖, tais que { |𝑧 + 𝑖| = 5 𝑙𝑚(𝑧) + 𝑧2 + |�̄�|2 − 𝑅𝑒( 𝑧) ⋅ [𝑅𝑒( 𝑧) + 2 ⋅ (𝑖1093) ⋅ 𝑙𝑚(𝑧)] = 12 É correto afirmar que os pontos 𝑃(𝑥, 𝑦), afixos de 𝑧, podem formar um a) trapézio isósceles. b) trapézio retângulo. c) pentágono regular. d) quadrado. 80. (G1 - epcar (Cpcar)) As ideias de rotação e de simetria de seres/objetos não são um privilégio da Matemática, muito embora a noção de beleza, estreitamente ligada à Arte e à Natureza, também não esteja isenta de uma noção matemática. O “Homem Vitruviano” guarda em si essas noções. Para a Matemática, as ideias de rotação e de simetria de polígonos podem auxiliar nos cálculos de distâncias. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 19 de 68 Considere o triângulo equilátero 𝐴𝐵𝐶 representado no plano cartesiano a seguir. O triângulo 𝐴'𝐵'𝐶' será o triângulo 𝐴𝐵𝐶 rotacionado nesse mesmo plano de um ângulo de 45° em torno da intersecção de 𝐴𝐵 com o eixo das abscissas, no sentido horário. As coordenadas cartesianas do vértice 𝐶' do triângulo 𝐴'𝐵'𝐶' serão a) (0, −2√6) b) (0, 2√6) c) (1, 4√6) d) (1, 2√6) 81. (Epcar (Afa)) Considere, no plano cartesiano, a figura abaixo, em que os segmentos horizontais são paralelos ao eixo 𝑂𝑥⃡⃗ ⃗⃗ e os segmentos verticais são paralelos ao eixo 𝑂𝑦⃡⃗⃗⃗ ⃗. Sabe-se que: - os comprimentos de segmentos consecutivos da poligonal, que começa na origem 𝑂 (0, 0) e termina em 𝑄, formam uma progressão aritmética decrescente de razão 𝑟 e primeiro termo 𝑎1, em que (− 1 15 < 𝑟 < 0) ; @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 20 de 68 - dois comprimentos consecutivos da poligonal são sempre perpendiculares; - 𝑂𝐴 = 𝑎1, 𝐴𝐵 = 𝑎2, 𝐵𝐶 = 𝑎3, e, assim sucessivamente, até 𝑃𝑄 = 𝑎16. Suponha que uma formiga parta da origem 𝑂 (0, 0), e percorra a trajetória descrita pela poligonal até chegar ao ponto 𝑄.Com base nas informações acima, analise as proposições abaixo. I. Se 𝑎1 = 1 e 𝑟 = − 1 16 , então a distância 𝑑 percorrida pela formiga até chegar ao ponto 𝑄 é tal que 𝑑 = 17 2 𝑎1. II. Quando a formiga estiver na posição do ponto 𝐿 (𝑥, 𝑦), então 𝑥 = −6𝑟. III. Se 𝑎1 = 1, então de 𝐴 até 𝐶, a formiga percorrerá a distância 𝑑 = 2 + 3𝑟. Quanto a veracidade das proposições, tem-se a) apenas uma delas é verdadeira. b) apenas duas são verdadeiras. c) todas são verdadeiras. d) nenhuma delas é verdadeira. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 21 de 68 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Sabendo que as coordenadas do baricentro correspondem à média aritmética simples das coordenadas dos vértices do triângulo, vem ( 1+3+5 3 , 1−1+3 3 ) = (3, 1). Resposta da questão 2: [D] A distância 𝑑 entre os pontos 𝐴 e 𝐵 será dada por: 𝑑 = √(2 − 8)2 + (8 − 0)2 = √36 + 64 = √100 = 10 Resposta da questão 3: [D] Determinando o ponto 𝑀 (ponto médio do segmento 𝐴𝐵), temos: 𝑥𝑀 = 0 + 2 2 = 1 𝑦𝑀 = 10 + 12 2 = 11 Determinando, agora, o ponto 𝑁 (ponto médio do segmento 𝐶𝐷), temos: 𝑥𝑁 = −2 + 4 2 = 1 𝑦𝑁 = 3 + 3 2 = 3 Os pontos pedidos săo 𝑀(1, 11) e 𝑁( 1, 3). Resposta da questão 4: [A] Calculando os quadrados das medidas dos lados do triângulo 𝐴𝐵𝐶, encontramos 𝑑2(𝐴, 𝐵) = (−4 − 7)2 + (3 − 3)2 = 121, 𝑑2(𝐴, 𝐶) = (−4 − 7)2 + (−2 − 3)2 = 146 e 𝑑2(𝐵, 𝐶) = (−4 + 4)2 + (−2 − 3)2 = 25 Portanto, sendo 𝑑2(𝐴, 𝐶) = 𝑑2(𝐴, 𝐵) + 𝑑2(𝐵, 𝐶), podemos concluir que o triângulo 𝐴𝐵𝐶 é retângulo escaleno. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 22 de 68 Resposta da questão 5: [D] Supondo que o quadrilátero convexo seja o quadrilátero 𝐴𝐵𝐶𝐷, as diagonais são 𝐴𝐶 e 𝐵𝐷. 𝐴𝐶 = √(−5 − (−3)) 2 + (−3 − 3)2 𝐴𝐶 = 10 𝐵𝐷 = √(−1 − 3)2 + (−2 − 1)2 𝐵𝐷 = 5 Assim, uma das medidas de suas diagonais é 10. Resposta da questão 6: [B] Com as informações do enunciado, pode-se desenhar: Percebe-se que: 𝑃𝐶 = 𝐶𝑇 = 𝑏 = 𝑅𝑎𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝜆 (𝑅) 𝑃𝑂 2 = (𝑥 − 0)2 + (𝑦 − 0)2 → 𝑃𝑂 2 = 𝑥2 + 𝑦2 Por semelhança de triângulos, sabe-se que: Δ𝑂𝑃𝐶 ∼ Δ𝑂𝐶𝑇 → 𝑃𝑂 = 𝑂𝑇 = 6 Portanto, 𝑃𝑂 2 = 𝑥2 + 𝑦2 → 𝑥2 + 𝑦2 = 36 Mas 𝑃 pertence à reta 𝑟, logo 𝑦 = 3 4 𝑥, ou seja: 𝑥2 + 𝑦2 = 36 ⇒ 𝑥2 + ( 3 4 𝑥) 2 = 36 ⇒ 𝑥2 + 9 16 𝑥2 = 36 ⇒ 𝑥 = 24 5 𝑦 = 3 4 𝑥 ⇒ 𝑦 = 3 4 ⋅ 24 5 = 72 20 ⇒ 𝑦 = 18 5 Portanto, as coordenadas do ponto 𝑃 são ( 24 5 , 18 5 ). A distância entre o ponto 𝑃 e o centro 𝐶 é igual ao raio 𝑅 da circunferência. Assim, pode-se escrever: 𝑅2 = ( 24 5 − 6) 2 + ( 18 5 − 𝑏) 2 ⇒ 𝑚𝑎𝑠 𝑏 = 𝑅 𝑅2 = ( 24 5 − 6) 2 + ( 18 5 − 𝑅) 2 ⇒ 𝑅2 = ( −6 5 ) 2 + ( 18 5 ) 2 − 36𝑅 5 + 𝑅2 ⇒ 0 = 36 25 + 324 25 − 36𝑅 5 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 23 de 68 36𝑅 5 = 360 25 ⇒ 𝑅 5 = 10 25 ⇒ 25𝑅 = 50 ⇒ 𝑅 = 2 ⇒ 𝑏 = 2 Portanto, as coordenadas do centro 𝐶 são (6, 2). Assim, o que se pretende descobrir é uma parábola que contenha os pontos 𝐶(6, 2) e a origem 𝑂(0, 0). Pelas alternativas percebe-se que a única parábola descrita que passa por ambos os pontos 𝐶 e 𝑂 é a 3𝑦2 − 12𝑦 + 2𝑥 = 0, pois: 𝑃𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑂 → 3 ⋅ 02 − 12 ⋅ 0 + 2 ⋅ 0 = 0 𝑃𝑜𝑛𝑡𝑜 𝐶 → 3 ⋅ 22 − 12 ⋅ 2 + 2 ⋅ 6 = 0 → 12 − 24 + 12 = 0 Resposta da questão 7: [C] O coeficiente linear da reta é 𝑏 = 1, pois ela passa pelo ponto 𝐴(0, 1) e o coeficiente angular a será dado por: 𝑎 = 8−1 6−0 = 7 6 Portanto, a equação da reta será dada por: 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 ⇒ 𝑦 = 7 6 ⋅ 𝑥 + 1 Resposta da questão 8: [A] Do enunciado, temos: 𝑑𝐴, 𝑟 = |3 ⋅ 2 + 4 ⋅ 3 + 0| √32 + 42 𝑑𝐴, 𝑟 = 18 5 𝑑𝐵, 𝑟 = |3 ⋅ 4 + 4 ⋅ 1 + 0| √32 + 42 𝑑𝐵, 𝑟 = 16 5 Portanto, 𝑑𝐴, 𝑟 > 𝑑𝐵, 𝑟 Resposta da questão 9: [C] O primeiro passo é determinar o raio da circunferência, calculando a distância entre os pontos 𝑁 e 𝐶. 𝑟 = √(√3 − 0) 2 + (4 − 2)2 = √7 Portanto, a ordenada do ponto 𝑀 será 𝑦𝑀 = 2 + √7 Como o ponto 𝑃 tem a mesma ordenada do ponto 𝑀, podemos escrever que: 2 + √7 = √𝑥 + 2 ⇒ √𝑥 = √7 ⇒ 𝑥 = 7. Portanto, a abscissa do ponto 𝑃 é 7. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 24 de 68 Resposta da questão 10: [B] Se 𝑃𝐴 e 𝑃𝐵 são catetos de um mesmo triângulo retângulo, então 𝐴𝐵 será a hipotenusa do mesmo. Se 𝐴𝐵 é a hipotenusa, então sabemos que oposto a ela encontra-se um ângulo reto. Se imaginarmos um arco oposto a este ângulo reto, concluímos que tal arco deve ter um ângulo deve ter 180°, pois sabe-se que a medida de um ângulo inscrito em uma circunferência é igual à metade da respectiva medida do ângulo central (ou arco correspondente). Daí, pode-se perceber que o conjunto de pontos 𝑃(𝑥, 𝑦) tais que os segmentos 𝑃𝐴 e 𝑃𝐵 formem catetos de um mesmo triângulo retângulo é uma circunferência cujo diâmetro é igual à hipotenusa dos triângulos retângulos possíveis. A figura a seguir dá exemplo de dois triângulos retângulos possíveis (catetos identificados em vermelho). Sabendo-se disso tudo, pode-se calcular o raio da circunferência, que será igual a metade da hipotenusa 𝐴𝐵. A hipotenusa pode ser calculada pela fórmula de distância entre dois pontos (A e B). Assim: 𝑑𝑖𝑠𝑡 𝐴𝐵 = √(4 − 2)2 + (−2 − 0)2 = √(2)2 + (−2)2 = √8 = 2√2 Assim, o raio da circunferência será: 𝑅 = 2√2 2 = √2 Do gráfico percebe-se facilmente que as coordenadas do centro da circunferência serão 𝐷(3,−1). Outra maneira de se encontrar tais coordenadas seria deduzir a equação da reta e utilizar a fórmula da distância entre dois pontos, uma vez que tal distância é conhecida (no caso B e D ou A e D, que distam de 𝑅 = √2entre si). Analisando então as afirmativas da questão, temos os pontos 𝑃 (𝑥, 𝑦) são tais que: [A] Incorreto. O ponto C sugerido é um ponto qualquer dentro da circunferência e não corresponde ao centro da mesma, e portanto não é equidistante dos pontos 𝑃 (𝑥, 𝑦). @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 25 de 68 [B] Correto. O maior valor de 𝑥 corresponde a coordenada do centro da circunferência, ou seja 𝐷(3,−1), somado ao raio da mesma, 𝑅 = √2, indicado em azul na figura apresentada. Assim, o valor máximo de 𝑥 é 3 + √2. [C] Incorreto. O maior valor de 𝑦 corresponde a coordenada do centro da circunferência, ou seja𝐷(3,−1), somado ao raio da mesma, 𝑅 = √2. Assim, o valor máximo de 𝑦 é −1 − √2 ≃ −2,41. [D] Incorreto, pois a circunferência não toca o eixo das coordenadas. Resposta da questão 11: [C] De acordo com as informações do problema e considerando 𝑂𝑀𝑅𝑁 um quadrado de lado 𝑘, temos a seguinte figura: Δ𝑄𝑅𝑀~Δ𝑄𝑃𝑂 ⇒ 6 − 𝑘 6 = 𝑘 2 ⇒ 6𝑘 = 12 − 2𝑘 ⇒ 8𝑘 = 12 ⇒ 𝑘 = 1,5 Portanto, o lado do quadrado é 1,5 ⋅ 100 = 150 𝑚. [A] Falsa, pois a abscissa do ponto 𝑅 é −1,5 [B] Falsa, a área da região pavimentada é 150 × 150 = 22.500 𝑚2. [C] Verdadeira, pois 1,5 > 7 5 (1,4). [D] Falsa, a área verde será dada por 200⋅600 2 − 22.500 = 37.500 𝑚2. Resposta: [C], a ordenada de 𝑅 é maior que 7 5 . Resposta da questão 12: [B] Coeficiente angular de 𝐴𝐶: 𝑚𝐴𝐶 = 3 − (−2) −1 − 3 = − 5 4 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 26 de 68 Como a reta que passa por 𝐵𝐷 é perpendicular a 𝐴𝐶, o seu coeficiente angular é: 𝑚𝐵𝐷 = − 1 𝑚𝐴𝐶 = 4 5 Ponto de encontro das diagonais: (𝑥, 𝑦) = ( 3 + (−1) 2 , −2 + 3 2 ) = (1, 1 2 ) Portanto, aequação da reta que contem a diagonal 𝐵𝐷 é: 𝑦 − 1 2 = 4 5 (𝑥 − 1) 10𝑦 − 5 = 8𝑥 − 8 8𝑥 − 10𝑦 − 3 = 0 Resposta da questão 13: [C] A figura abaixo ilustra as áreas que serão desapropriadas: Calculando a sua área: 𝐴 = 10 ⋅ 8 − 3 ⋅ 3 2⏟ 𝐴1 − 2 ⋅ 3⏟ 𝐴6 = 69,5 Adequando ao comprimento real, temos: 1 102 𝑚2 69,5 𝐴𝑇 ∴ 𝐴𝑇 = 6950 𝑚 2 Resposta da questão 14: [B] Para que os pontos 𝐴, 𝐵 e 𝐶 sejam colineares, basta que: @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 27 de 68 0 − 3 −2𝑥 − 𝑥 = 1 − 0 1 − (−2𝑥) −3 −3𝑥 = 1 1 + 2𝑥 1 𝑥 = 1 1 + 2𝑥 1 + 2𝑥 = 𝑥 𝑥 = −1 Resposta da questão 15: [D] Sabendo que o coeficiente angular da reta 𝑟 é 2 3 e que o produto dos coeficientes angulares de duas retas perpendiculares é −1, podemos escrever: 𝑚𝑠 ⋅ 2 3 = −1 ⇒ 𝑚𝑠 = − 3 2 Logo, a equação da reta 𝑟 será dada por: 𝑦 − 6 = − 3 2 ⋅ (𝑥 − 1) ⇒ 𝑦 = − 3 2 ⋅ 𝑥 + 3 2 + 6 ⇒ 𝑦 = − 3 2 ⋅ 𝑥 + 15 2 Resposta da questão 16: [A] Considerando, (𝑟) 2𝑥 + 3𝑦 − 4 = 0 𝑒 𝑃(1, 5) Determinando a equação da reta (𝑠) perpendicular a reta (𝑟) e que passa pelo ponto (1, 5) (𝑠) 3 𝑥 −2𝑦+𝑘 =0 3 − 10 + 𝑘 = 0 𝑘 = 7 Logo, a equação da reta (𝑠) será dada por 3 𝑥− 2𝑦+7 = 0. Determinando, o ponto M de intersecção das retas 𝑟 e 𝑠. { 2𝑥 + 3𝑦 − 4 = 0 3𝑥 − 2𝑦 + 7 = 0 Resolvendo o sistema, temos 𝑀(−1, 2). Determinando agora o ponto A simétrico do ponto p em relação à reta r, M é ponto médio de PA. 1 + 𝑥𝐴 2 = −1 ⇒ 𝑥𝐴 = −3 5+𝑥𝐴 2 = 2 ⇒ 𝑥𝐴 = −1 Logo, 𝐴( − 3, −1). Resposta da questão 17: [A] @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 28 de 68 Completando os quadrados, obtemos 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 = 0 ⇔ (𝑥 − 2)2 + 𝑦2 = 4. Assim, o centro da circunferência é o ponto 𝐶(2, 0). O coeficiente angular da reta 𝑡 é dado por − 𝑥𝐶−𝑥𝑃 𝑦𝐶−𝑦𝑃 = − 2−1 0−√3 = − 1 −√3 = 1 √3 ⋅ √3 √3 = √3 3 . Desse modo, a equação de 𝑡 é 𝑦 − √3 = √3 3 ⋅ (𝑥 − 1) e, portanto, a abscissa do ponto de interseção de 𝑡 com o eixo 𝑥 é tal que 0 − √3 = √3 3 ⋅ (𝑥 − 1) ⇔ −3 = 𝑥 − 1 ⇔ 𝑥 = −2. Resposta da questão 18: [A] Utilizando a regra de Sarrus para o cálculo do determinante, temos: 𝐷 = | −1 −3 1 2 1 1 4 3 1 | −1 −3 2 1 4 3 𝐷 = −1 − 12 + 6 − 4 + 3 + 6 = −2 ⇒ 𝐷 = −2 Logo, a área do triângulo será dada por: 𝐴 = 1 2 ⋅ | − 2| = 1 Resposta da questão 19: [D] Calculando a distância do ponto 𝑃(5, 6) a reta 𝑟, temos: 𝑑 = |2⋅5−3⋅6+5| √22+(−3)2 = |−3| √13 ⋅ √13 √13 = 3⋅√13 13 Resposta da questão 20: [D] [A] Verdadeira. De fato, pois se 3 𝑝 ≠ 3𝑝 9 ⇔ 𝑝2 ≠ 9 ⇔ |𝑝| ≠ 3, entгo as retas sгo concorrentes. [B] Verdadeira. Com efeito, pois se 𝑝 = 0, entгo 𝑟: 𝑥 = 0 e 𝑠: 𝑦 = 1 3 . [C] Verdadeira. De fato, pois se 3 𝑝 = 3𝑝 9 ≠ 𝑝 −3 ⇔ 𝑝 = ±3, entгo 𝑟 e 𝑠 sгo paralelas distintas. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 29 de 68 [D] Falsa. As retas 𝑟 e 𝑠 serгo coincidentes se existir algum valor real de 𝑝 para o qual se tenha 3 𝑝 = 3𝑝 9 = 𝑝 −3 . Porйm, tal sistema й impossнvel e, assim, nгo existe 𝑝 real de tal sorte que 𝑟 e 𝑠 sejam coincidentes. Resposta da questão 21: [D] Do enunciado, temos: Equação da reta 𝑟: 𝑚𝑟 = 6 − 1 9 − 1 = 5 8 𝑦 − 1 = 5 8 ⋅ (𝑥 − 1) 𝑦 = 5 8 𝑥 + 3 8 Equação da reta 𝑠: 𝑚𝑟 ⋅ 𝑚𝑠 = −1 5 8 ⋅ 𝑚𝑠 = −1 𝑚𝑠 = − 8 5 𝑦 − 7 = − 8 5 ⋅ (𝑥 − 3) 𝑦 = − 8 5 𝑥 + 59 5 O ponto 𝑃 é obtido resolvendo-se o sistema linear abaixo: { 𝑦 = 5 8 𝑥 + 3 8 (𝑖) 𝑦 = − 8 5 𝑥 + 59 5 (𝑖𝑖) Das equações (𝑖) e (𝑖𝑖), @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 30 de 68 5 8 𝑥 + 3 8 = − 8 5 𝑥 + 59 5 5 8 𝑥 + 8 5 𝑥 = 59 5 − 3 8 25𝑥 + 64𝑥 40 = 472 − 15 40 89𝑥 = 457 𝑥 = 457 89 Substituindo 𝑥 = 457 89 na equação (𝑖), 𝑦 = 5 8 ⋅ 457 89 + 3 8 𝑦 = 1 8 ⋅ (5 ⋅ 457 89 + 3) 𝑦 = 1 8 ⋅ 5 ⋅ 457 + 89 ⋅ 3 89 𝑦 = 1 8 ⋅ 2552 89 𝑦 = 319 89 Assim, as coordenas da projeção são: 𝑥 = 457 89 e 𝑦 = 319 89 Resposta da questão 22: [A] Como os pontos 𝐴(2, 0) e 𝐵(6, −4) são simétricos em relação à reta 𝑟, o ponto 𝑀, médio do segmento 𝐴𝐵, dado por 𝑀( 2+6 2 , 0+(−4) 2 ), pertence à reta 𝑟. 𝑀(4, −2) 𝑚𝐴𝐵⃡⃗⃗⃗ ⃗ = −4 − 0 6 − 2 𝑚𝐴𝐵⃡⃗⃗⃗ ⃗ = −4 4 𝑚𝐴𝐵⃡⃗⃗⃗ ⃗ = −1 Logo, o ponto 𝑀(4, −2) é um ponto da reta 𝑟, que possui coeficiente angular igual a 1, pois é perpendicular à reta 𝐴𝐵⃡⃗⃗⃗ ⃗. Portanto, a equação da reta 𝑟 é: 𝑦 − (−2) = 1 ⋅ (𝑥 − 4) 𝑦 + 2 = 𝑥 − 4 𝑦 = 𝑥 − 6 Os pontos que definem a corda que a reta 𝑟 determina na circunferência cuja equação é 𝑥2 + 𝑦2 − 12𝑥 − 4𝑦 + 32 = 0 são dados pela solução do sistema não linear abaixo: { 𝑥2 + 𝑦2 − 12𝑥 − 4𝑦 + 32 = 0 (𝑖) 𝑦 = 𝑥 − 6 (𝑖𝑖) Das equações (i) e (ii), 𝑥2 + (𝑥 − 6)2 − 12𝑥 − 4 ⋅ (𝑥 − 6) + 32 = 0 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 31 de 68 𝑥2 + 𝑥2 − 12𝑥 + 36 − 12𝑥 − 4𝑥 + 24 + 32 = 0 2𝑥2 − 28𝑥 + 92 = 0 𝑥2 − 14𝑥 + 46 = 0 𝑥 = −(−14) ± √(−14)2 − 4 ⋅ 1 ⋅ 46 2 ⋅ 1 𝑥 = 14 ± 2√3 2 𝑥 = 7 ± √3 Assim, os pontos que definem a corda são: 𝐶(7 + √3, 1 + √3) e 𝐷(7 − √3, 1 − √3). Logo, 𝑛 = √(7 − √3 − 7 − √3) 2 + (1 − √3 − 1 − √3) 2 𝑛 = √12 + 12 𝑛 = √24 𝑛 = 2√6 𝑛 ≅ 4,89 𝑛 ∈ 4, 5[ Resposta da questão 23: [A] Coeficiente angular da reta: 6𝑥 − 𝑦 + 5 = 0 ⇒ 𝑦 = 6𝑥 + 5 ∴ 𝑚 = 6 A reta tangente pode ser escrita da forma: 𝑦 = 6𝑥 + 𝑘 Como essa intercepta a parábola em apenas um ponto, devemos ter: 𝑥2 = 6𝑥 + 𝑘 ⇒ 𝑥2 − 6𝑥 − 𝑘 = 0 Δ = 36 + 4𝑘 = 0 ∴ 𝑘 = −9 Logo, o ponto de tangência é dado por: 𝑥2 − 6𝑥 + 9 = 0 ⇒ (𝑥 − 3)2 = 0 ∴ 𝑥 = 3 𝑦 = 6 ⋅ 3 − 9 ∴ 𝑦 = 9 𝑃(3, 9) Resposta da questão 24: [D] Escrevendo a reta 𝑟: { 𝑥 = 2t 𝑦 = 3t + 1 2 na forma geral, temos: Escrevendo as duas retas na forma reduzida, temos: (𝑟)𝑦 = 3 2 ⋅ 𝑥 + 1 2 𝑒 (𝑠) 𝑦 = (𝑘 + 1) ⋅ 𝑥 + 𝑘 Para que as retas sejam paralelas iguais, devemos ter: @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 32 de 68 𝐾 + 1 = 3 2 ⇒ 𝑘 = − 1 2 𝐾 = 1 2 Como não se pode ter dois valores distintos para k, concluímos que as retas nunca serão paralelas iguais. Resposta da questão 25: [D] Calculando os coeficientes angulares das retas r e s 𝑚𝑟 = 𝑏 − 0 𝑎 − 𝑎 2 = 𝑏 𝑎 2 = 2𝑏 𝑎 𝑚𝑠 = 𝑏 − 𝑏 2 𝑎 − 0 = 𝑏 2 𝑎 = 𝑏 2𝑎 Calculando a tangente do ângulo agudo formado pelas reatas r e s. 𝑡𝑔𝜃 = | 2𝑏 𝑎 − 𝑏 2𝑎 | 1+ 2𝑏 𝑎 ⋅ 𝑏 2𝑎 𝑡𝑔𝜃 = 3𝑎𝑏 2 ⋅ (𝑎2 + 𝑏2) Portanto, a reta t passa pelo ponto (0, 0) e tem coeficiente angular 𝑚𝑡 = 3𝑎𝑏 2⋅(𝑎2+𝑏2) Logo, sua equação será dada por 𝑦 − 0 = 3𝑎𝑏 2⋅(𝑎2+𝑏2) (𝑥 − 0) ⇒ 3𝑎𝑏𝑥 − 2 ⋅ (𝑎2 + 𝑏2) ⋅ 𝑦 = 0. Resposta da questão 26: [D] @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 33 de 68 Adotemos, convenientemente, o sistema de eixos cartesianos usual, com a origem no ponto Logo, se é a distância de até temos e Ademais, segue que e implicam em Portanto, a área do triângulo é dada por Se a área é a maior possível, então e a resposta é Resposta da questão 27: [C] 𝐴𝐵2 = 32 + 42 ⇒ 𝐴𝐵 = 5 Δ𝑀𝐴𝐵~Δ𝐻𝑂𝑃 ⇒ 𝑃𝑂 5 = 3 4 ⇒ 4 ⋅ 𝑃𝑂 = 15 ⇔ 𝑃𝑂 = 3,75 Portanto, a ordenada do ponto 𝑃 é 3,75. Respostada questão 28: [B] D. x D F, F (x, 0),= B (40, 60)= E (0, 3x).= 0 x 40 0 3x 60 0 x 20. BEF 2 2 x 40 0 x1 1 | 60x 120x 3x | 2 0 60 3x 0 2 3 | 900 (x 30) | . 2 = + − = − − =x 20 = 2 3 800 1200cm . 2 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 34 de 68 O lado do quadrado é 3. Portanto, a distância da origem à reta também é 3. O coeficiente angular da reta r é -1, pois é paralela à bissetriz dos quadrantes pares. Portanto sua equação é y = - x + 3√2 Falso o ponto (-√2,2.√2) não pertence à reta dada, pois para x = - √2, temos y = 4. √2. Resposta da questão 29: [D] Para que a equação represente uma circunferência, devemos ter n = 0. Logo, a sua equação reduzida é dada por: 𝑚𝑥2 + 4𝑦2 − 16𝑥 + 3𝑘 − 1 = 0 𝑚 4 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 + 3 4 𝑘 − 1 4 = 0 𝑚 = 4: 𝑥2 − 4𝑥 + 4 + 𝑦2 = 1 4 − 3 4 𝑘 + 4 (𝑥 − 2)2 + 𝑦2 = ( √17 − 3𝑘 2 ) 2 Dada a condição de tangência, a distância do centro da circunferência à reta deve ser igual ao raio: |3 ⋅ 2 − 4 ⋅ 0 − 16| √32 + (−4)2 = √17 − 3𝑘 2 10 5 = √17 − 3𝑘 2 √17 − 3𝑘 = 4 17 − 3𝑘 = 16 𝑘 = 1 3 Logo, a circunferência possui centro (2, 0) e o seu raio vale: 𝑅 = √17 − 3 ⋅ 1 3 2 = √16 2 = 2 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 35 de 68 Analisando as afirmativas: [I] Verdadeira. Ponto P: 𝑃 (3 ⋅ 1 3 , 0) = 𝑃(1, 0) Distância do ponto P ao centro da circunferência: 𝑑 = √(1 − 2)2 + (0 − 0)2 = 1 Como d < R, o ponto P é interior a 𝜆. [II] Verdadeira. Como a abscissa do centro é igual ao raio, concluímos que a circunferência tangencia o eixo das ordenadas. [III] Falsa. Abscissa máxima: 2 + 2 = 4 Ordenada máxima: 0 + 2 = 2 Portanto, a sequência correta é V – V – F. Resposta da questão 30: [B] Teremos: A equação da reta t é dada por: 𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑛 O ponto (2, 0) é um ponto da reta t, logo, 0 = 2𝑚 + 𝑛 𝑛 = −2𝑚 Então, (𝑡) 𝑦 = 𝑚𝑥 − 2𝑚 O ponto de tangência entre a reta t e a parábola é dado por: @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 36 de 68 𝑚𝑥 − 2𝑚 = −𝑥2 + 17𝑥 − 66 𝑥2 + 𝑥(𝑚 − 17) + 66 − 2𝑚 = 0 Δ = 0, (𝑚 − 17)2 − 4 ⋅ 1 ⋅ (66 − 2𝑚) = 0 𝑚2 − 34𝑚 + 289 − 264 + 8𝑚 = 0 𝑚2 − 26𝑚 + 25 = 0 𝑚 = 25 𝑜𝑢 𝑚 = 1 Se 𝑚 = 1, { 𝑦 = 𝑥 − 2 𝑦 = −𝑥2 + 17𝑥 − 66 𝑥 − 2 = −𝑥2 + 17𝑥 − 66 𝑥2 − 16𝑥 + 64 = 0 (𝑥 − 8)2 = 0 𝑥 = 8 Substituindo 𝑥 = 8 na equação 𝑦 = 𝑥 − 2, 𝑦 = 6 Se 𝑚 = 25, { 𝑦 = 25𝑥 − 50 𝑦 = −𝑥2 + 17𝑥 − 66 25𝑥 − 50 = −𝑥2 + 17𝑥 − 66 𝑥2 + 8𝑥 + 16 = 0 (𝑥 + 4)2 = 0 𝑥 = −4 Como o ponto que garante a segurança do coelho está no primeiro quadrante, tal ponto é: (8, 6). Resposta da questão 31: [B] @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 37 de 68 Intersecção da reta 𝑠 com o eixo 𝑥. (𝑦 = 0) 2𝑥 + 12 = 0 ⇒ 𝑥 = −6 ⇒ 𝑃(−6, 0) Intersecção da reta 𝑠 com o eixo 𝑦. (𝑥 = 0) −3𝑦 + 12 = 0 ⇒ 𝑦 = 4 ⇒ 𝑄(0, 4) Considerando que 𝑁 é o ponto médio de 𝑃𝑄, temos: 𝑥𝑁 = −6 + 0 2 = −3 𝑦𝑁 = 0 + 4 2 = 2 Portanto, 𝑁 = (−3, 2). A reta 𝑠 tem coeficiente angular 2 3 , portanto a reta 𝑡 terá coeficiente angular −3 2 , pois são perpendiculares. Determinando agora a equação da reta 𝑡, que passa pelo ponto 𝑁 e é perpendicular à reta 𝑠, temos: 𝑦 − 2 = − 3 2 ⋅ (𝑥 − (−3)) ⇒ 3𝑥 + 2𝑦 + 5 = 0 Calculando a distância do ponto 𝑀(1, 1) à reta (𝑡) 3𝑥 + 2𝑦 + 5 = 0, temos: 𝑑 = |3⋅1+2⋅1+5| √32+22 = 10 √13 = 10⋅√13 √13 Resposta da questão 32: [E] Equação da reta tangente à parábola no ponto (4, −7). 𝑦 − (−7) = 𝑚 ⋅ (𝑥 − 4) ⇒ 𝑦 = 𝑚𝑥 − 4𝑚 − 7 Resolvendo um sistema com as equações da parábola e da reta, temos: 𝑥2 − 6𝑥 + 1 = 𝑚𝑥 − 4𝑚 − 7 ⇒ 𝑥2 − (𝑚 + 6)𝑥 + 4𝑚 + 8 = 0 Como existe apenas um ponto de intersecção do discriminante deverá ser zero, ou seja: Δ = 0 (−(𝑚 + 6))2 − 4 ⋅ (4𝑚 + 8) = 0 (𝑚 − 2)2 = 0 ⇒ 𝑚 = 2 Considerando 𝑚 = 2, a equação da reta será: 𝑦 = 2𝑥 − 4 ⋅ 2 − 7 ⇒ 𝑦 = 2𝑥 − 15 Resposta da questão 33: [C] Seja 𝑓(𝑥, 𝑦) = (𝑥 − 6)2 + (𝑦 − 2)2 − 16. Logo, temos 𝑓(1, 7) = (1 − 6)2 + (7 − 2)2 − 16 = 25 + 25 − 16 > 0, implicando em (1, 7) exterior à circunferência, e @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 38 de 68 𝑓(7, 1) = (7 − 6)2 + (1 − 2)2 − 16 = 1 + 1 − 16 < 0, implicando em (7, 1) interior à circunferência. Resposta da questão 34: [C] Completando os quadrados, obtemos 𝑥2 + 2𝑥 + 𝑦2 + 6𝑦 + 1 = 0 ⇔ (𝑥 + 1)2 − 1 + (𝑦 + 3)2 − 9 + 1 = 0 ⇔ (𝑥 + 1)2 + (𝑦 + 3)2 = 9. Logo, segue que o centro da circunferência é o ponto 𝐶(−1, −3) e o seu raio é 𝑟 = √9 = 3. O ponto de ordenada máxima é o ponto sobre a reta 𝑥𝐶 = −1, cuja ordenada é dada por 𝑦𝐶 + 𝑟 = −3 + 3 = 0, ou seja, (−1, 0). Resposta da questão 35: [B] A distância do ponto 𝑃 ao centro 𝐶 da circunferência é igual a 2 2d(P, C) (5 3) (3 1) 8. = − + − = Portanto, como 𝑑(𝑃, 𝐶) = √8 < √9 = 3 < 5 = 𝑟, segue que 𝑃 é interno, não coincidente com o centro. Resposta da questão 36: [B] Determinando o centro C da circunferência dada: x2 + 4x + 4 + y2 + 10y + 25 = 25 + 4 + 25 (x + 2)2 + (y + 5)2 = 4 Logo, o centro é C(–2,–5). O ponto P simétrico do ponto (–1,1) em relação ao eixo x é P (–1, –1). Portanto, o raio R da circunferência pedida será a distância entre os pontos P e C. Temos, R2 = (–1 – (–2))2 + (–1 – (–5))2 = 17 Logo, a equação da circunferência pedida será dada por : (x + 2)2 + (y + 5)2 = 17 x2 + y2 + 4x + 10y + 29 – 17 = 0 x2 + y2 + 4x + 10y + 12 = 0 Resposta da questão 37: [C] @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 39 de 68 Como a área do círculo é 17𝜋, temos: 𝜋 𝑟2 =17𝜋, onde r é a medida do raio do círculo. 𝑟2 =17 Sendo 𝐶(𝑥𝐶 , 0) o centro da circunferência, temos: (𝑥 − 𝑥𝐶) 2 + 𝑦2 = 17 Como o ponto (4, 4) pertence à circunferência, temos: (4 − 𝑥𝐶) 2 + 42 = 17 (4 − 𝑥𝐶) 2 = 1 4 − 𝑥𝐶 = 1 𝑜𝑢 4 − 𝑥𝐶 = −1 De 4 − 𝑥𝐶 = 1, 𝑥𝐶 = 3 De 4 − 𝑥𝐶 = −1, 𝑥𝐶 = 5 Assim, a circunferência têm equação (𝑥 − 3)2 + 𝑦2 = 17 ou (𝑥 − 5)2 + 𝑦2 = 17. Observe que a circunferência (𝑥 − 3)2 + 𝑦2 = 17 intercepta o eixo das ordenadas, pois a equação (0 − 3)2 + 𝑦2 = 17 admite solução real, já a circunferência (𝑥 − 5)2 + 𝑦2 = 17 não intercepta o eixo das ordenadas, pois equação (0 − 5)2 + 𝑦2 = 17 não admite solução real. Portanto, a abscissa do centro da circunferência é 5. Resposta da questão 38: [A] Sejam 𝜆1: (𝑥 − 2) 2 + (𝑦 − 3)2 = 9 e 𝜆2: 𝑥 2 + 𝑦2 − 8𝑥 + 15 = 0. É imediato que 𝐶1 = (2, 3) e 𝑟1 = 3. Ademais, completando os quadrados na equação de 𝜆2, encontramos 𝜆2: (𝑥 − 4) 2 + (𝑦 − 0)2 = 1. Daí, vem 𝐶2 = (4, 0) e 𝑟2 = 1. A distância entre os centros de 𝜆1 e 𝜆2 é dada por 𝑑(𝐶1, 𝐶2) = √(4 − 2) 2 + (0 − 3)2 = √13. Logo, como 𝑟1 + 𝑟2 = 4 e 𝑟1 − 𝑟2 = 2, temos |𝑟1 − 𝑟2| < 𝑑(𝐶1, 𝐶2) < 𝑟1 + 𝑟2. Portanto, podemos concluir que 𝜆1 e 𝜆2 são secantes. Resposta da questão 39: [E] Completando os quadrados, temos 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 − 2𝑦 − 20 = 0 ⇔ (𝑥 − 2)2 + (𝑦 − 1)2 = 52. Logo, o centro de 𝜆 é 𝐶 = (2, 1) e seu raio mede 5. Agora, é fácil ver que a distância de 𝐶 às cordas de comprimento 8 é igual a 3. Daí, como as retas paralelas à reta 𝑟 têm equação 3𝑥 + 4𝑦 + 𝑐 = 0, vem |3 ⋅ 2 + 4 ⋅ 1 + 𝑐| √32 + 42 = 3 ⇔ |10 + 𝑐| = 15 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 40 de 68 ⇔ 𝑐 = −25 ou 𝑐 = 5. Portanto, as equações pedidassão 3𝑥 + 4𝑦 + 5 = 0 e 3𝑥 + 4𝑦 − 25 = 0. Resposta da questão 40: [B] Para que a equação represente uma circunferência, o termo 𝑥𝑦 deve ser nulo. Logo: 𝑏 = 0 Também temos que: 2𝑥2 + 𝑎𝑦2 − 4𝑥 + 8𝑦 + 𝑐 = 0 2(𝑥2 − 2𝑥 + 1) + 𝑎 (𝑦2 + 8 𝑎 𝑦 + 16 𝑎2 ) = 2 + 16 𝑎 − 𝑐 2(𝑥 − 1)2 + 𝑎 (𝑦 + 4 𝑎 ) 2 = 2 + 16 𝑎 − 𝑐 (𝑥 − 1)2 + 𝑎 2 (𝑦 + 4 𝑎 ) 2 = (√1 + 8 𝑎 − 𝑐 2 ) 2 Outra condição para que a equação represente uma circunferência é que: 𝑎 = 2 Dessa forma: (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 2)2 = (√5 − 𝑐 2 ) 2 Como o raio vale 3, devemos ter: √5 − 𝑐 2 = 3 ⇒ − 𝑐 2 = 9 − 5 ⇒ 𝑐 = −8 Portanto: 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 = 2 + 0 − 8 = −6 Resposta da questão 41: [D] Completando os quadrados, segue que 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 − 4𝑦 − 4 = 0 ⇔ (𝑥 + 1)2 − 1 + (𝑦 − 2)2 − 4 − 4 = 0 ⇔ (𝑥 + 1)2 + (𝑦 − 2)2 = 9. Logo, o centro de 𝜆 é o ponto (−1, 2), distinto de (1, 2), que é o centro de Seja 𝑓 a função dada por 𝑓(𝑥, 𝑦) = (𝑥 + 1)2 + (𝑦 − 2)2 − 9. Como 𝑓(0, 0) = −4 < 0, tem-se que 𝑂 é interior a 𝜆. Tomando a equação explícita da reta 𝑟 e a equação reduzida da circunferência 𝜆, temos (𝑥 + 1)2 + (𝑥 + 3 − 2)2 = 9 ⇔ 2(𝑥 + 1)2 = 9. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 41 de 68 Donde podemos concluir que a reta 𝑟 é secante à circunferência 𝜆. O centro da circunferência 𝛽 é o ponto (1, −2), e seu raio é 3. Logo, como as circunferências 𝜆 e 𝛽 têm o mesmo raio e seus centros distam √5 do ponto 𝑂, segue-se que 𝜆 é simétrica de 𝛽 em relação ao ponto 𝑂. Resposta da questão 42: [C] Sendo 𝑦 = 𝑥 + 4 a forma explícita da equação de 𝑡, podemos concluir que 𝑡 e 𝑦 = 𝑥 são paralelas, uma vez que seus coeficientes angulares são iguais. Em consequência, se 𝐴 e 𝐵 são pontos de tangência a 𝜆, então 𝐴𝐵 é um diâmetro de 𝜆. Considere a figura. A reta 𝐴𝐵⃡⃗⃗⃗ ⃗, perpendicular à reta 𝑦 = 𝑥, tem por equação 𝑦 − 1 = (−1) ⋅ (𝑥 − 1) ⇔ 𝑦 = −𝑥 + 2. Logo, a abscissa do ponto 𝐵 é tal que −𝑥 + 2 = 𝑥 + 4 ⇔ 2𝑥 = −2 ⇔ 𝑥 = −1. Portanto, vem 𝐵 = (−1, 3). O centro, 𝐶, de 𝜆 corresponde ao ponto médio do segmento 𝐴𝐵, ou seja, 𝐶 = ( 1 − 1 2 , 1 + 3 2 ) = (0, 2). Daí, segue que o raio de 𝜆 mede 𝑑(𝐶, 𝐴) = √(1 − 0)2 + (1 − 2)2 = √2. A equação de 𝜆, assim, é dada por (𝑥 − 0)2 + (𝑦 − 2)2 = (√2)2 ⇔ 𝑥2 + (𝑦 − 2)2 = 2. [A] Falsa. Na verdade, temos −1 + 3 = 2. [B] Falsa. Seja 𝑓(𝑥, 𝑦) = 𝑥2 + (𝑦 − 2)2 − 2. Tem-se que @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 42 de 68 𝑓(−1, 2) = (−1)2 + (2 − 2)2 − 2 < 0. Por conseguinte, 𝑃(−1, 2) é interior a 𝜆. [C] Verdadeira. Com efeito, pois como 𝐶 pertence ao eixo das ordenadas, e sendo 𝑟 = √2 o raio de 𝜆, temos 𝑄 = (𝑥𝐶 , 𝑦𝐶 − 𝑟) = (0, 2 − √2). [D] Falsa. A distância de 𝐶 à reta 𝑥 + 𝑦 = 0 é dada por |0 + 2| √12 + 12 = 2 √2 = √2. Portanto, 𝜆 e a bissetriz dos quadrantes pares são tangentes. Resposta da questão 43: [C] Determinando o centro 𝐴 e o raio 𝑟 da circunferência: 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 + 4𝑦 + 2 = 0 ⇒ 𝑥2 + 2𝑥 + 1 + 𝑦2 + 4𝑦 + 4 = −2 + 4 + 1 ⇒ (𝑥 + 1)2 + (𝑦 + 2)2 = 3 Portanto, 𝐴(−1, −2) e 𝑟 = √3 Sabemos que 𝐴𝑃 = 1, pois são pontos que estão na mesma reta vertical. Utilizando o Teorema de Pitágoras podemos determinar o valor de 𝑃𝑁: 𝑃𝑁2 + 12 = √3 2 ⇒ 𝑃𝑁 = √2 Logo, 𝑀𝑁 = 2 ⋅ √2. Resposta da questão 44: [A] @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 43 de 68 Centro da circunferência (ponto médio do diâmetro). 𝐶 = ( 0 + 4 2 , 6 + 0 2 ) ⇒ 𝐶 = (2,3) Cálculo do raio da circunferência. 𝑟 = √(4 − 0)2 + (6 − 0)2 2 = 2√13 2 = √13 Equação da reta tangente à circunferência. 𝑦 + 2 = 𝑚(𝑥 − 3) ⇒ 𝑚𝑥 − 𝑦 − 3𝑚 − 2 = 0 Sabendo que a distância do centro à reta tangente é o raio, podemos escrever: |2𝑚 − 3 − 3𝑚 − 2| √𝑚2 + 1 = √13 ⇒ (−𝑚 − 5)2 = 13(𝑚2 + 1) ⇒ 12𝑚2 − 10𝑚 − 12 = 0 ⇒ 6𝑚2 − 5𝑚 + 6 = 0 Resolvendo a equação do segundo grau, obtemos: 𝑚 = 5 ± √169 2 ⋅ 6 ⇒ 𝑚 = 3 2 𝑜𝑢 𝑚 = − 2 3 Se 𝑚 = 3 2 a equação da reta será dada por 𝑦 + 2 = 3 2 ⋅ (𝑥 − 3) ⇒ 3𝑥 − 2𝑦 − 13 = 0 Se 𝑚 = − 2 3 a equação da reta será dada por 𝑦 + 2 = − 2 3 ⋅ (𝑥 − 3) ⇒ 2𝑥 + 3𝑦 = 0 Portanto, a alternativa [A] é a correta. Resposta da questão 45: [B] Resolvendo um sistema com as equações das circunferências. { 𝑥2 + 𝑦2 = 16 𝑥2 − 4𝑥 + 4 + 𝑦2 + 4𝑦 + 4 = 4 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 44 de 68 Fazendo a diferença entre a primeira e a segunda equações, temos: 𝑦 = 𝑥 − 5 Substituindo o resultado acima na primeira equação, temos: 2𝑥2 − 10𝑥 + 9 = 0 𝑥 = 5 + √7 2 ou x = 5 − √7 2 𝑥 = 5 + √7 2 ⇒ 𝑦 = −5 + √7 2 ⇒ 𝐵 = ( 5 + √7 2 , −5 + √7 2 ) 𝑥 = 5 − √7 2 ⇒ 𝑦 = −5 − √7 2 ⇒ 𝐴 = ( 5 − √7 2 , −5 − √7 2 ) Logo, a distância entre os pontos 𝐴 e 𝐵 será dada por: 𝐴𝐵 = √( 5+√7 2 − 5−√7 2 ) 2 + ( −5+√7 2 − −5−√7 2 ) 2 = √√7 2 + √7 2 = √14 Resposta da questão 46: [A] Determinando o centro (a,b) da circunferência, temos que: –2a = –6, então a = 3 –2b = 10, então b = –5; logo, o centro da circunferência é o ponto C(3, –5). Esboçando a circunferência, temos: @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 45 de 68 Calculando o raio, tem-se: R2 = 32 + 42 R = 5, como o raio mede 5 unidades, a reta é tangente ao eixo x. Resposta da questão 47: [B] Colocando na equação geral da circunferência: 3𝑥2 + 3𝑦2 − 6𝑥 − 12𝑦 + 𝑘 = 0 3 ⋅ (𝑥2 − 2𝑥) + 3 ⋅ (𝑦2 − 4𝑦) + 𝑘 = 0 → 3 ⋅ (𝑥2 − 2𝑥 + 1) + 3 ⋅ (𝑦2 − 4𝑦 + 4) = 15 − 𝑘 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 − 2)2 = 15 − 𝑘 3 = 𝑅2 Assim, conclui-se que o centro da circunferência será em (1, 2) e que para que a mesma possua intersecção vazia com os eixos coordenados é necessário que: 0 < 𝑅 < 1 → 0 < 𝑅2 < 1 0 < 15−𝑘 3 < 1 → 0 < 15 − 𝑘 < 3 → 12 < 𝑘 < 15 𝑐𝑜𝑚 𝑘 ∈ ℝ Analisando as alternativas conclui-se que apenas a alternativa [B] é a correta, pois entre o intervalo 12 e 15 há apenas dois números inteiros: 13 e 14. Resposta da questão 48: [C] Considerando 𝑧 = 𝑥 + 𝑦𝑖 , pode-se escrever: |𝑧| ≥ |2𝑧 + 1| → |𝑥 + 𝑦𝑖| ≥ |2(𝑥 + 𝑦𝑖) + 1| → 𝑥2 + 𝑦2 ≥ (2𝑥 + 1)2 + 4𝑦2 → (𝑥 + 2 3 ) 2 + 𝑦2 ≤ 1 9 Assim, a equação representa um círculo com centro em 𝐶 (− 2 3 , 0) e raio 1 3 . Analisando cada uma das alternativas: [A] Verdadeira. Vide cálculos acima. [B] Verdadeira. A distância entre o centro do círculo e o ponto 𝑧(−1, 0) é igual ao raio. [C] Falsa. Para todo y maior que zero, z será maior que − 1 3 . @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 46 de 68 [D] Verdadeira. A alternativa é verdadeira porque o círculo não corta o eixo y. Resposta da questão 49: [D] Da equação 𝑥2 36 + 𝑦2 32 = 1, 𝑎 = 6, 𝑏 = 4√2, 𝑎2 = 𝑏2 + 𝑐2 e 𝑐 > 0, 62 = (4√2) 2 + 𝑐2 36 = 32 + 𝑐2 𝑐2 = 4 𝑐 = 2 Logo, 𝐹1 = (−2, 0) e 𝐹2 = (2, 0). Sendo 𝐶 = (𝑥𝐶 , 𝑦𝐶) o centro da circunferência 𝜆, 𝑥𝐶 = −2 + 2 2 𝑥𝐶 = 0 𝑦𝐶 = 0 + 0 2 𝑦𝐶 = 0 𝐶 = (0, 0) Sendo 𝑟 a medida do raio da circunferência 𝜆, 𝑟2 = (2 − 0)2 + (0 − 0)2 𝑟2 = 4 Portanto, 𝜆: 𝑥2 + 𝑦2 = 4 Como 𝐹1 e 𝐹2 coincidem com as extremidades do eixo real de uma hipérbole equilátera, 𝑎 = 𝑏 = 2 Logo, 𝛽: 𝑥2 4 − 𝑦2 4 = 1 Vamos examinar 𝛼 ∩ 𝜆 { 𝑥2 36 + 𝑦2 32 = 1 (𝑖) 𝑥2 + 𝑦2 = 4 (𝑖𝑖) Das equações (i) e (ii), 𝑥2 36 + 4 − 𝑥2 32 = 1 8𝑥2 + 9 ⋅ (4 − 𝑥2) 288 = 1 8𝑥2 + 36 − 9𝑥2 = 288 𝑥2 = −252 @matematicacomaruaLISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 47 de 68 Como 𝑥2 = −252, 𝛼 ∩ 𝜆 = ∅ Assim, é INCORRETO dizer que 𝛼 ∩ 𝜆 ≠ ∅. Resposta da questão 50: [A] Sabendo que 𝐺 pertence à mediana relativa ao lado 𝐵𝐶, segue que a origem, 𝑂, dos eixos cartesianos é o ponto médio do lado 𝐵𝐶, e 𝐴 pertence ao semieixo positivo das ordenadas. Além disso, temos 𝐺𝑂 = 1 3 ⋅ 𝐴𝑂, o que implica em 𝐴𝑂 = √3 e, portanto, 𝐴 = (0, √3). Daí, 𝐵𝐶 = 2 √3 ⋅ 𝐴𝑂 implica em 𝐵𝐶 = 2, resultando em 𝐵 = (1, 0) e 𝐶 = (−1, 0). A equação da reta 𝑟 é dada por 𝑦 = 𝑡𝑔 1 20° ⋅ 𝑥 + √3 = −√3𝑥 + √3. Logo, segue que (−1, 𝑏) = (−1, 2√3). Daí, temos −√3 ⋅ (−1) + √3 = 2√3, ou seja, 𝑟 passa pelo ponto (−1, 𝑏). A medida do raio de 𝜆2 corresponde à medida do segmento 𝐶𝐺. Logo, como 𝐶𝐺 = 𝐺𝑂 𝑠𝑒𝑛 30° = 2√3 3 e o centro de 𝜆2 é o ponto 𝐺, temos 𝜆2: 𝑥 2 + (𝑦 − √3 3 ) 2 = 4 3 . Assim podemos concluir que (− 1 2 , √3) é exterior a 𝜆2, pois (− 1 2 ) 2 + (√3 − √3 3 ) 2 > 4 3 . Desde que 𝐺 é o centro de 𝜆1 e seu raio é 𝐺𝑂, vem 𝜆1: 𝑥 2 + (𝑦 − √3 3 ) 2 = 1 3 . Seja 𝑃 o ponto da bissetriz dos quadrantes ímpares, tal que a abscissa de 𝑃 é √3 3 . É imediato que 𝑃 = ( √3 3 , √3 3 ). Desse modo, temos ( √3 3 ) 2 + ( √3 3 − √3 3 ) 2 = 1 3 , ou seja, 𝑃 pertence a 𝜆1. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 48 de 68 Resposta da questão 51: [B] Coeficiente angular da reta 𝑟. 𝑟: 𝑥 + 3𝑦 − 10 = 0 3𝑦 = −𝑥 + 10 𝑦 = − 1 3 𝑥 + 10 3 𝑚𝑟 = − 1 3 Coeficiente angular da reta 𝑠. 𝑚𝑟 ⋅ 𝑚𝑠 = −1 ⇒ (− 1 3 ) ⋅ 𝑚𝑠 = −1 ⇒ 𝑚𝑠 = 3 Equação da reta 𝑠. 𝑦 − 0 = 3 ⋅ (𝑥 − 0) 𝑦 = 3𝑥 Coordenadas do ponto 𝑃. { (𝑟) 𝑥 + 3𝑦 = 10 (𝑠) 𝑦 = 3𝑥 Resolvendo o sistema, encontramos 𝑥 = 1 e 𝑦 = 3. Logo, 𝑃(1, 3). Condição para a existência da circunferência. 𝜆: 2𝑥2 + 2𝑦2 + 4𝑥 − 12𝑦 + 𝑘 − 4 = 0 ⇒ 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 − 6𝑦 + 𝑘 − 4 2 = 0 ⇒ 𝑥2 + 2𝑥 + 1 + 𝑦2 − 6𝑦 + 9+= −𝑘 + 4 2 + 10 −𝑘 + 4 2 + 10 > 0 ⇒ 𝑘 < 24 Como 𝑃 é exterior à circunferência, temos: 2 ⋅ 12 + 2 ⋅ 32 + 4 ⋅ 1 − 12 ⋅ 3 + 𝑘 − 4 > 0 ⇒ 𝑘 > 16 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 49 de 68 Portanto o possíveis valores de 𝑘 são: 17, 18, 19, 20, 21, 22 e 23. Resposta: Opção correta é a [B], três são números primos (17, 19 e 23). Resposta da questão 52: [A] Cálculo dos determinantes: 𝑑𝑒𝑡 𝑀 = | 𝑥 − 2𝑦 1 3𝑥 + 𝑦 −1 | = −𝑥 + 2𝑦 − (3𝑥 + 𝑦) = −4𝑥 + 𝑦 𝑑𝑒𝑡 𝑁 = | 1 −1 3 0 1 2 −2 1 −4 | = −4 + 4 + 0 − (−6 + 2 + 0) = 4 Inequação gerada: −4𝑥 + 𝑦 ≤ 4 ⇒ 𝑦 ≤ 4𝑥 + 4 Logo, a melhor representação gráfica está indicada pela alternativa [A]. Resposta da questão 53: [E] Considere a figura. Sejam 𝐹1 e 𝐹2 os focos da elipse. Queremos calcular 𝐹1𝐹2 = 2 ⋅ 𝑂𝐹1. Sabendo que 𝐹1𝐵1 2 = 602 e 𝑂𝐵1 2 = 362, da relação fundamental, vem 𝐹1𝐵1 2 = 𝑂𝐵1 2 + 𝑂𝐹1 2 ⇔ 𝑂𝐹1 2 = 602 − 362 ⇒ 𝑂𝐹1 = √2304 ⇔ 𝑂𝐹1 = 48 𝑚. Portanto, 2 ⋅ 𝑂𝐹1 = 2 ⋅ 48 = 96 𝑚. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 50 de 68 Resposta da questão 54: [E] Completando os quadrados, obtemos 9𝑥2 − 𝑦2 = 36𝑥 + 8𝑦 − 11 ⇔ 9(𝑥2 − 4𝑥) − (𝑦2 + 8𝑦) = −11 ⇔ 9[(𝑥 − 2)2 − 4] − [(𝑦 + 4)2 − 16] = −11 ⇔ 9(𝑥 − 2)2 − (𝑦 + 4)2 = 9 ⇔ (𝑥 − 2)2 12 − (𝑥 − 2)2 32 = 1, que é a equação de uma hipérbole com eixo real paralelo ao eixo 𝑂𝑥. Resposta da questão 55: [A] Como 𝑃 pertence à parábola, segue que 𝑎 = ( 1 3 ) 2 + 3 3 = 1 27 + 1 = 28 27 . Sabendo que a bissetriz dos quadrantes ímpares é a reta 𝑦 = 𝑥, temos que o coeficiente angular da reta procurada é −1 e, portanto, sua equação é dada por 𝑦 − 1 3 = (−1) ⋅ (𝑥 − 28 27 ) ⇔ 𝑥 + 𝑦 − 1 3 − 28 27 = 0 ⇔ 27𝑥 + 27𝑦 − 37 = 0. Resposta da questão 56: [E] 9x2 + 25y2 – 36x + 50y – 164 = 0 9(x2 – 4x + 4) + 25(y2+ 2y + 1) = 164 + 36 + 25 9(x – 2)2 + 25(y + 1)2 = 225 (𝑥 − 2)2 25 + (𝑦 + 1)2 9 = 1 Equação de uma elipse com centro no ponto (2, –1), eixo maior igual a 10, eixo menor igual a 6, distância focal igual a 8 e excentricidade e = 4/5 = 0,8. Portanto, a afirmação [E] é a verdadeira. Resposta da questão 57: [C] [I] Verdadeira. 𝑥2 𝑎2 + 𝑦2 𝑏2 = 1 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 51 de 68 Admitindo os focos (𝑐, 0) e (−𝑐, 0), temos: 𝑎 = 4 e 𝑐 = 3 𝑏2 + 32 = 42 ⇒ 𝑏 = √7 Portanto, a equação da elipse será: 𝑥2 16 + 𝑦2 7 = 1. [II] Verdadeira. 𝑐 = 10 5 3 = 10 𝑎 ⇒ 𝑎 = 6 102 = 62 + 𝑏2 ⇒ 𝑏 = 8 Portanto, a equação da hipérbole será dada por: 𝑥2 62 − 𝑦2 82 = 1 ⇒ 16𝑥2 − 9𝑦2 = 576 [III] Falsa. 8𝑥 = −𝑦2 + 6𝑦 − 9 𝑥 = − (𝑦 − 3)2 8 Portanto, o vértice é o ponto (0, 3). Resposta da questão 58: [B] 𝑥2 + 9y2 − 8x − 54y + 88 = 0 ⇒ x2 – 8x + 16 + 9⋅ (y2 – 6y + 9) = –88 + 16 + 81 (x – 4)2 + 9⋅ (y – 3)2 = 9 (𝑥 − 4) 32 + (𝑦 − 3)2 12 = 1 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 52 de 68 Como o eixo maior da elipse mede 6 (3 + 3), concluímos que a circunferência de menor raio possível que circunscreve a elipse possui centro no (4, 3) e raio 3; portanto, tangente ao eixo x. Resposta da questão 59: [A] Uma equação de elipse com centro na origem é da forma: 𝑥2 𝑏2 + 𝑦2 𝑎2 = 1 Logo, 𝑏2 = 144 ⇒ 𝑏 = 12 𝑎2 = 225 ⇒ 𝑎 = 15 Portanto: 𝑐2 = 𝑎2 − 𝑏2 ⇒ 𝑐 = 152 − 122 ⇒ 𝑐 = 9 Portanto, os focos são: (0, 9) e (0, −9). Temos então uma elipse com focos em (0, 9) e (0, −9). Resposta da questão 60: [A] Resolvendo, inicialmente, um sistema com as equações da reta e da elipse: { 2𝑥2 + 3𝑦2 = 6 𝑦 = 𝑥 + 𝑛 Substituindo a segunda equação na primeira, temos: 2𝑥2 + 3 ⋅ (𝑥 + 𝑛)2 = 6 5𝑥2 + 6𝑛𝑥 + 3𝑛2 − 6 = 0 Para a equação tenha duas raízes reais e iguais, ou seja a reta deve ser tangente a elipse, deveremos ter o valor do discriminante (delta) igual a zero. (6𝑛)2 − 4 ⋅ 5 ⋅ (3𝑛2 − 6) = 0 −24𝑛2 + 120 = 0 24𝑛2 = 120 𝑛2 = 5 𝑛 = ±√5 Resposta da questão 61: [B] A curva 𝜆 é uma elipse com eixo maior paralelo ao eixo das abscissas, com centro em 𝑂(1, −2) e semieixos medindo 𝑎 = 5 e 𝑏 = 3. Logo, tem-se que a distância do centro aos focos é 𝑐 = √𝑎2 − 𝑏2 = √25 − 9 = 4. Em consequência, vem 𝐹1 = (1 − 4, −2) = (−3, −2) e 𝐹2 = (1 + 4, −2) = (5, −2). [A] Verdadeira. Com efeito, pois @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 53 de 68 𝑑(𝑃, 𝐹1) + 𝑑(𝑃, 𝐹2) = 2𝑎 = 2 ⋅ 5 = 10. [B] Falsa. Completando os quadrados, vem 𝑥2+𝑦2 + 6𝑥 − 4𝑦 = 0 ⇔ (𝑥 + 3)2 + (𝑦 − 2)2 = 13. Logo, como essa curva é uma circunferência centrada em (−3, 2), podemos concluir que a afirmação é falsa. [C] Verdadeira. De fato, pois a distância de 𝐹2 ao centro de 𝑥 2+𝑦2 = 25 é √52 + (−2)2 = √29. Tal distância é maior do que o raio da circunferência. [D] Verdadeira. Com efeito, pois o ponto de abscissa máxima de 𝜆 é 𝐴2 = (1 + 5, −2) = (6, −2) e −2 = 6 − 8. Resposta da questão 62: [A] Do enunciado, temos: A equação da elipse é dada por: 𝑥2 (2𝑎)2 + 𝑦2 𝑎2 = 1 𝑥2 4𝑎2 + 𝑦2 𝑎2 = 1 𝐴 e 𝐵 são vértices do quadrado 𝐴𝐵𝐶𝐷 inscrito na elipse. Assim, pela figura, o lado 𝐴𝐵 do quadrado tem medida 2𝑦, ou seja, sua área 𝑆 é tal que 𝑆 = 4𝑦2. Note, na figura, que 𝑥 = 𝑦, logo, 𝑦2 4𝑎2 + 𝑦2 𝑎2 = 1 𝑦2 + 4𝑦2 = 4𝑎2 5𝑦2 = 4𝑎2@matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 54 de 68 4 5 ⋅ 5𝑦2 = 4 5 ⋅ 4𝑎2 4𝑦2 = 16 5 𝑎2 𝑆 = 16𝑎2 5 Resposta da questão 63: [E] Seja (𝑡) a reta tangente à parábola de equação 𝑥 = 3y2. (𝑡)𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑛, como o ponto A( -3,0) pertence a (𝑡) concluímos que 𝑛 = 3𝑚 e a equação da reta 𝑡 passa a ser escrita por 𝑦 = 𝑚𝑥 + 3𝑚. Substituindo 𝑦 = 𝑚𝑥 + 3𝑚 na equação da parábola, temos: 𝑥 = 3 ⋅ (𝑚𝑥 + 3𝑚)2 𝑥 = 3 ⋅ (𝑚2𝑥2 + 6𝑚2𝑥 + 9𝑚2) 𝑥 = 3𝑚2𝑥2 + 18𝑚2𝑥 + 27𝑚2 3𝑚2𝑥2 + (18𝑚2 − 1)𝑥 + 27𝑚2 = 0 Para que a reta seja tangente à parábola o discriminante deverá ser igual à zero. Δ = 0 (18𝑚2 − 1)2 − 324𝑚4 = 0 −36𝑚2 + 1 = 0 ⇒ 𝑚 = 1 6 𝑜𝑢 𝑚 = −1 6 Se 𝑚 = 1 6 , temos 𝑥 − 6𝑦 + 3 = 0. Se 𝑚 = −1 6 , temos 𝑥 + 6𝑦 + 3 = 0. Fazendo 𝑚 = −1 6 , temos: 𝑥2 − 6𝑥 − 9 = 0 ⇒ 𝑥 = 3 𝑜𝑢 𝑦 = −1. Resposta da questão 64: [D] Analisando as proposições: [I] VERDADEIRA. Podemos reescrever a equação da parábola dada: 𝑦2 + 4𝑥 − 4 = 0 → 𝑥 = − 1 4 𝑦2 + 1 Assim, temos que quando 𝑥 = 0, 𝑦 = ±2, e quando 𝑦 = 0, 𝑥 = 1. Com isso pode-se construir um gráfico e identificar que trata-se de uma parábola com concavidade voltada para a esquerda, que corta o eixo y nos pontos +2 e −2, cujo vértice tem coordenadas (0, 1). Conclui-se também que eixo de simetria da parábola é o próprio eixo x (𝑥 = 0). O foco de uma parábola fica sempre sobre o eixo de simetria (portanto, nesse caso, 𝑥 = 0), com 𝑦 = 𝑘 + 𝑝 onde k será a coordenada y do vértice e 𝑝 = 1 4𝑎 . Assim, a coordenada y do foco será: @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 55 de 68 𝑘 = 1 𝑝 = 1 4 ⋅ −1 4 = −1 𝑦 = 𝑘 + 1 → 𝑦 = 1 − 1 → 𝑦 = 0 Logo, as coordenadas do foco serão (0, 0) e sua distância até o vértice é igual a 1. A alternativa é verdadeira. [II] VERDADEIRA. A proposição é verdadeira pois esta é justamente a definição de hipérbole equilátera: ter as assíntotas perpendiculares entre si. [III] FALSA. Podemos reescrever a equação dada de modo a facilitar as conclusões: (2𝑥2 − 4𝑥) + (𝑦2 − 4𝑦 + 4) = 0 → (𝑥 − 1)2 1 + (𝑦 − 2)2 2 = 1 Comparando esta equação com a equação geral de uma elipse, pode-se concluir que a equação dada trata-se de uma elipse de centro (1 , 2), semi-eixo menor 𝑏 = 1 e semi-eixo maior 𝑎 = √2. A elipse pode ser representada graficamente como na figura a seguir: Sabendo que 𝑎2 = 𝑏2 + 𝑐2, então 𝑐 = 1. Daí pode-se deduzir que os focos da elipse serão (1, 3) e (1, 1). A proposição é falsa. Resposta da questão 65: [A] De acordo com as informações do problema, concluímos que a representação da hipérbole no plano cartesiano será dada pelo seguinte gráfico. @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 56 de 68 𝑏2 + 3 = 52 ⇒ 𝑏 = 4 Portanto a equação da hipérbole será dada por; 𝑥2 32 − 𝑦2 42 = 1 Logo, o ponto 𝑄 de abscissa 4 será dada por: 42 32 − 𝑦2 42 = 1 ⇒ 𝑦2 16 = 16 9 − 1 ⇒ 𝑦2 16 = 7 9 ⇒ 𝑦 = ± 4⋅√7 3 . Como 𝑦 > 0 o ponto 𝑄 será dado por: 𝑄 (4, 4√7 3 ) Portanto, a área do triângulo pedida será dada por: 𝑆 = 1 2 ⋅ 8 ⋅ 4 ⋅ √7 3 𝑆 = 16√7 3 . Resposta da questão 66: [E] Obtendo as equações reduzidas das circunferências, chegamos ao centro e o raio de ambas: 𝑥2 + 𝑦2 − 6𝑥 − 8𝑦 = 11 𝑥2 − 6𝑥 + 9 + 𝑦2 − 8𝑦 + 16 = 11 + 9 + 16 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 57 de 68 (𝑥 − 3)2 + (𝑦 − 4)2 = 62 𝐶1(3, 4) 𝑒 𝑅1 = 6 𝑥2 + 𝑦2 − 8𝑥 + 4𝑦 = −16 𝑥2 − 8𝑥 + 16 + 𝑦2 + 4𝑦 + 4 = −16 + 16 + 4 (𝑥 − 4)2 + (𝑦 + 2)2 = 22 𝐶2(4, −2) 𝑒 𝑅2 = 2 Distância entre os centros das circunferências: 𝑑 = √(3 − 4)2 + (4 + 2)2 = √37 Como |𝑅1 − 𝑅2| = 4 e |𝑅1 + 𝑅2| = 8, com 4 < 𝑑 < 8, temos que as circunferências são secantes. Resposta da questão 67: [D] Manipulando a equação, obtemos: 9𝑥2 + 4𝑦2 + 36𝑥 + 24𝑦 + 36 = 0 9𝑥2 + 36𝑥 + 36 + 4𝑦2 + 24𝑦 + 36 = 36 9(𝑥2 + 4𝑥 + 4) + 4(𝑦2 + 6𝑦 + 9) = 36 9(𝑥 + 2)2 36 + 4(𝑦 + 3)2 36 = 36 36 (𝑥 + 2)2 4 + (𝑦 + 3)2 9 = 1 Sendo assim, trata-se de uma elipse de centro 𝐶(−2, −3), eixo maior igual a 6 e eixo menor igual a 4. E a circunferência descrita pode ser observada abaixo: Cálculo do raio da circunferência: 𝑅 = √(−2 − 0)2 + (−3 − 0)2 = √13 Portanto, a equação pedida é: (𝑥 + 2)2 + (𝑦 + 3)2 = 13 Resposta da questão 68: [C] @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 58 de 68 De 𝑐1: 16𝑥 2 + 9𝑦2 − 224𝑥 − 72𝑦 + 640 = 0, 16𝑥2 − 224𝑥 + 640 = 0 𝑥2 − 14𝑥 + 40 = 0 𝑥 = 10 ou 𝑥 = 4 Logo, 𝑃(10, 0) e 𝑄(4, 0) De 𝑐2: 𝑥 2 + 𝑦2 + 4𝑥 − 10𝑦 + 13 = 0, 𝑦2 − 10𝑦 + 13 = 0 𝑦 = −(−10) ± √(−10)2 − 4 ⋅ 1 ⋅ 13 2 ⋅ 1 𝑦 = 10 ± 4√3 2 𝑦 = 5 − 2√3 ou 𝑦 = 5 + 2√3 Logo, 𝑅(0, 5 − 2√3) e 𝑆(0, 5 + 2√3) Dessa forma, temos: 𝑆𝑃𝑄𝑅𝑆 = 1 2 ⋅ 10 ⋅ (5 + 2√3) − 1 2 ⋅ 4 ⋅ (5 − 2√3) 𝑆𝑃𝑄𝑅𝑆 = 5 ⋅ (5 + 2√3) − 2 ⋅ (5 − 2√3) 𝑆𝑃𝑄𝑅𝑆 = 25 + 10√3 − 10 + 4√3 𝑆𝑃𝑄𝑅𝑆 = 15 + 14√3 Resposta da questão 69: [E] Raio da circunferência: 𝑟 = 𝑂𝑄 = 3 Seja 𝑀 o ponto médio do segmento 𝑃𝑄, temos que: 𝑂𝑀 2 = 32 − √6 2 ⇒ 𝑂𝑀 = √3 @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 59 de 68 Temos a figura: 𝑅𝑀 = 3 − √3 Logo, a área do triângulo vale: 𝐴 = 𝑃𝑄 ⋅ 𝑅𝑀 2 = 2√6 ⋅ (3 − √3) 2 ∴ 𝐴 = √6(3 − √3) Resposta da questão 70: [D] De 𝑥2 + 3𝑦2 + 5 = 2𝑥 − 𝑥𝑦 − 4𝑦, 𝑥2 − 2𝑥 + 𝑥𝑦 + 3𝑦2 + 4𝑦 + 5 = 0 𝑥2 + 𝑥(𝑦 − 2) + (3𝑦2 + 4𝑦 + 5) = 0 O discriminante da equação acima é dado por: Δ = (𝑦 − 2)2 − 4 ⋅ 1 ⋅ (3𝑦2 + 4𝑦 + 5) Δ = 𝑦2 − 4𝑦 + 4 − 12𝑦2 − 16𝑦 − 20 Δ = −11𝑦2 − 20𝑦 − 16 Note que Δ < 0 para todo valor real de y, logo, o lugar geométrico definido pela equação 𝑥2 + 3𝑦2 + 5 = 2𝑥 − 𝑥𝑦 − 4𝑦 é um conjunto vazio. Resposta da questão 71: [C] Fazendo 𝑧 = 𝑎 + 𝑏𝑖, vem: |𝑎 + 𝑏𝑖 − 𝑖| = 2|𝑎 + 𝑏𝑖 − 1| |𝑎 + (𝑏 − 1)𝑖| = 2|𝑎 − 1 + 𝑏𝑖| √𝑎2 + (𝑏 − 1)2 = 2√(𝑎 − 1)2 + 𝑏2 𝑎2 + 𝑏2 − 2𝑏 + 1 = 4(𝑎2 − 2𝑎 + 1 + 𝑏2) @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 60 de 68 3𝑎2 + 3𝑏2 − 8𝑎 + 2𝑏 = −3 𝑎2 − 8𝑎 3 + 16 9 + 𝑏2 + 2𝑏 3 + 1 9 = −1 + 16 9 + 1 9 (𝑎 − 4 3 ) 2 + (𝑏 + 1 3 ) 2 = ( 2√2 3 ) 2 Sendo assim, trata-se de uma circunferência de centro ( 4 3 , − 1 3 ) e raio 2√2 3 . Analisando as alternativas, podemos concluir que a afirmativa correta é a que dá a soma das coordenadas do centro, que vale: 4 3 + (− 1 3 ) = 1 Resposta da questão 72: [A] Temos que: 𝑓 ( 1 3 ) = 𝑙𝑛 (|− 7 12 + 1 3 − ( 1 3 ) 2 | 0 ) = 𝑙𝑛(1) = 0 E: − 7 12 + 𝑥 − 𝑥2 < 0, ∀𝑥 ∈ ℝ Logo: 𝑓(𝑥) = 𝑙𝑛 (|− 7 12 + 𝑥 − 𝑥2| 3𝑥−1 ) = (3𝑥 − 1) 𝑙𝑛 (𝑥2 − 𝑥 + 7 12 ) Sendo assim, para a reta y = mx + n passar pelo ponto dado, devemos ter: 𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑛 ⇒ 0 = 1 3 𝑚 + 𝑛 ⇒ 𝑛 = − 𝑚 3 𝑦 = 𝑚𝑥 − 𝑚 3 Fazendo a interseção da reta com a função dada, sabendo que 𝑥 ≠ 1 3 , obtemos: 𝑚𝑥 − 𝑚 3 = (3𝑥 − 1) 𝑙𝑛 (𝑥2 − 𝑥 + 7 12 ) 𝑚 (𝑥 − 1 3 ) = 3 (𝑥 − 1 3 ) 𝑙𝑛 (𝑥2 − 𝑥 + 7 12 ) 𝑚 = 3 𝑙𝑛 (𝑥2 − 𝑥 + 7 12 ) Para que possamos obter o menor valor de m, basta determinar o valor mínimo de 𝑥2 − 𝑥 + 7 12 , que equivale a: − Δ 4𝑎 = − [(−1)2 − 4 ⋅ 1 ⋅ 7 12 ] 4 ⋅ 1 = − (− 4 3 ) 4 = 1 3 Portanto: ∴ 𝑚𝑚í𝑛 = 3 𝑙𝑛 ( 1 3 ) = −3 𝑙𝑛( 3) @matematicacomarua LISTA DE EXERCÍCIOS – GEOMETRIA ANALÍTICA – PROFESSOR ARUÃ DIAS Página 61 de 68 Resposta
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