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AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 1 de 10 DISCIPLINA PRÉ-CÁLCULO 2022-1 Profa. Maria Lúcia Campos Profa. Marlene Dieguez Parte 1 da Primeira Avaliação a Distância (AD1-Parte 1) GABARITO IMPORTANTE!!! Em todas as questões não serão consideradas as respostas se não estiverem acompanhadas dos cálculos ou das justificativas para encontrar as respostas. Cálculos, justificativas e respostas devem ser MANUSCRITOS. Questões digitadas receberão ZERO. Os gráficos devem ser feitos à mão, não será aceito gráfico feito com aplicativo ou com programa computacional. Questão 1 [1,0 ponto] Considere 𝑥 ∈ ℝ e a expressão 𝐸(𝑥) = |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10. Q1(a) Usando a definição de módulo e simplificações podemos escrever 𝐸(𝑥) = |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 sem o uso do símbolo de módulo da seguinte forma: |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = { 𝐴(𝑥) 𝑠𝑒 𝑥 < 𝑎 𝐵(𝑥) 𝑠𝑒 𝑎 ≤ 𝑥 ≤ 𝑏 𝐶(𝑥) 𝑠𝑒 𝑥 > 𝑏 Encontre os valores de 𝑎 e de 𝑏 e encontre as expressões 𝐴(𝑥), 𝐵(𝑥) e 𝐶(𝑥), que são trinômios de segundo grau. Q1(b) Resolva a equação |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = 0. Observação: se necessário, pode usar valor aproximado para raiz quadrada para justificar a sua resolução. RESOLUÇÃO: Q1(a) Aplicando a definição de módulo em |𝑥2 − 16| devemos substituir o número real 𝑎 da definição de |𝑎| por 𝑥2 − 16, em todas as partes da definição de |𝑎|. Substituindo, obtemos |𝑥2 − 16| = { 𝑥2 − 16 𝑠𝑒 𝑥2 − 16 ≥ 0 −(𝑥2 − 16) 𝑠𝑒 𝑥2 − 16 < 0 Agora é preciso analisar o sinal de 𝑥2 − 16 para encontrar os intervalos em que 𝑥2 − 16 ≥ 0 e em que 𝑥2 − 16 < 0. O gráfico de 𝑦 = 𝑥2 − 16 é parábola com concavidade para cima e raízes 𝑥 = −4 ou 𝑥 = 4. Logo, 𝑥2 − 16 = 0 ⟺ 𝑥2 = 16 ⟺ 𝑥 = −4 𝑜𝑢 𝑥 = 4 AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 2 de 10 𝑥2 − 16 > 0 ⟺ 𝑥 < −4 𝑜𝑢 𝑥 > 4 𝑥2 − 16 < 0 ⟺ −4 < 𝑥 < 4 Logo |𝑥2 − 16| = { 𝑥2 − 16 𝑠𝑒 𝑥 < −4 −(𝑥2 − 16) = −𝑥2 + 16 𝑠𝑒 − 4 ≤ 𝑥 ≤ 4 𝑥2 − 16 𝑠𝑒 𝑥 > 4 E, |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = { 𝑥2 − 16 + 4𝑥 − 10 𝑠𝑒 𝑥 < −4 −𝑥2 + 16 + 4𝑥 − 10 𝑠𝑒 − 4 ≤ 𝑥 ≤ 4 𝑥2 − 16 + 4𝑥 − 10 𝑠𝑒 𝑥 > 4 |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = { 𝑥2 + 4𝑥 − 26 𝑠𝑒 𝑥 < −4 −𝑥2 + 4𝑥 + 6 𝑠𝑒 − 4 ≤ 𝑥 ≤ 4 𝑥2 + 4𝑥 − 26 𝑠𝑒 𝑥 > 4 Q1(b) |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = 0 ⟺ { 𝑥2 + 4𝑥 − 26 = 0 𝑠𝑒 𝑥 < −4 −𝑥2 + 4𝑥 + 6 = 0 𝑠𝑒 − 4 ≤ 𝑥 ≤ 4 𝑥2 + 4𝑥 − 26 = 0 𝑠𝑒 𝑥 > 4 Resolvendo as equações nos intervalos apropriados, ➢ 𝒙𝟐 + 𝟒𝒙 − 𝟐𝟔 = 𝟎 𝒔𝒆 𝒙 < −𝟒 𝒐𝒖 𝒙 > 𝟒. 𝑥2 + 4𝑥 − 26 = 0 ⟺ 𝑥 = −4±√42−4∙1∙(−26) 2 = −4±√16+104 2 = −4±√120 2 = −4±√4∙30 2 = −4±2√30 2 = −2 ± √30 ⟺ 𝑥 = −2 − √30 𝑜𝑢 𝑥 = −2 + √30 . Como √30 ≅ 5,48, temos que 𝑥 = −2 − √30 ≅ −2 − 5,48 , logo 𝑥 ≅ −7,48 < −4, logo 𝑥 = −2 − √30 é solução da equação |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = 0. Como √30 ≅ 5,48, temos que 𝑥 = −2 + √30 ≅ −2 + 5,48 , logo 𝑥 ≅ 3,48 > −4 e 𝑥 ≅ 3,48 < 4, Logo, 𝑥 = −2 + √30 não é solução da equação |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = 0. ➢ −𝒙𝟐 + 𝟒𝒙 + 𝟔 = 𝟎 𝒔𝒆 − 𝟒 ≤ 𝒙 ≤ 𝟒 −𝑥2 + 4𝑥 + 6 = 0 ⟺ 𝑥2 − 4𝑥 − 6 = 0 ⟺ 𝑥 = 4±√(−4)2−4∙(1)∙(−6) 2 = 4±√16+24 2 = = 4±√40 2 = 4±√4∙10= 2 4±2√10 2 = 2 ± √10 ⟺ 𝑥 = 2 − √10 𝑜𝑢 𝑥 = 2 + √10 . Como √10 ≅ 3,16, temos que 𝑥 = 2 − √10 ≅ 2 − 3,16 , logo 𝑥 ≅ −1,16 > −4 𝑒 𝑥 ≅ −1,16 < 4, logo −4 < 2 − √10 < 4 Assim, 𝑥 = 2 − √10 é solução da equação |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = 0. Como √10 ≅ 3,16, temos que 𝑥 = 2 + √10 ≅ 2 + 3,16 , logo 𝑥 ≅ 5,16 > 4 e 2 + √10 > 4 , Logo, 𝑥 = 2 + √10 não é solução da equação |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = 0. AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 3 de 10 Portanto a solução 𝑆 da equação |𝑥2 − 16| + 4𝑥 − 10 = 0 é 𝑆 = {−2 − √30 , 2 − √10}. Questão 2 [1.5 ponto] Considere os trinômios do segundo grau 𝑠(𝑥) = −𝑥2 + 2𝑥 − 2 𝑒 𝑡(𝑥) = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4). Q2(a) Complete o quadrado de s(𝑥) e 𝑡(𝑥) e escreva-os na forma canônica. Lembre que um trinômio 𝐴(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 está escrito na forma canônica quando está escrito na forma 𝐴(𝑥) = 𝑎(𝑥 − ℎ)2 + 𝑘. Q2(b) Encontre as coordenadas dos pontos em que o gráfico de 𝑠(𝑥) e o gráfico de 𝑡(𝑥) se intersectam. Q2(c) Esboce o gráfico de s(𝑥) e de 𝑡(𝑥) em um único par de eixos coordenados. Indique nos gráficos as coordenadas dos pontos de interseção desses gráficos. Indique em cada gráfico as coordenadas das interseções com os eixos coordenados e o vértice de cada parábola que representa o gráfico do trinômio. Q2(d) Observando os gráficos do item(c) determine os intervalos da variável 𝑥 em que 𝑡(𝑥) > 𝑠(𝑥). RESOLUÇÃO: Q2(a) 𝑠(𝑥) = −𝑥2 + 2𝑥 − 2 = −(𝑥2 − 2𝑥) − 2 = −(𝑥2 − 2𝑥 + 1 − 1) − 2 = −(𝑥2 − 2𝑥 + 1) + 1 − 2 = −(𝑥2 − 2𝑥 + 1) − 1 = −(𝑥 − 1)2 − 1. Portanto, 𝑠(𝑥) = −𝑥2 + 2𝑥 − 2 = −(𝑥 − 1)2 − 1 𝑡(𝑥) = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4) = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥) + 1 2 (−4) = 1 2 (𝑥2 − 2 ∙ 3 2 𝑥) − 2 = = 1 2 (𝑥2 − 2 ∙ 3 2 𝑥 + ( 3 2 ) 2 − ( 3 2 ) 2 ) − 2 = 1 2 (𝑥2 − 2 ∙ 3 2 𝑥 + 9 4 − 9 4 ) − 2 = 1 2 (𝑥 − 3 2 ) 2 − 9 8 − 2 = 1 2 (𝑥 − 3 2 ) 2 − 25 8 . Portanto, 𝑡(𝑥) = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4) = 1 2 (𝑥 − 3 2 ) 2 − 25 8 . Q2(b) Nos pontos de interseção dos gráficos temos que 𝑠(𝑥) = 𝑡(𝑥). 𝑠(𝑥) = 𝑡(𝑥) ⟺ −𝑥2 + 2𝑥 − 2 = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4) . Resolvendo essa equação: −𝑥2 + 2𝑥 − 2 = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4) ⟺ −2𝑥2 + 4𝑥 − 4 = 𝑥2 − 3𝑥 − 4 ⟺ 0 = 𝑥2 − 3𝑥 − 4 + 2𝑥2 − 4𝑥 + 4 ⟺ 3𝑥2 − 7𝑥 = 0 𝑥(3𝑥 − 7) = 0 ⟺ 𝑥 = 0 𝑜𝑢 3𝑥 − 7 = 0 ⟺ 𝑥 = 0 𝑜𝑢 3𝑥 = 7 ⟺ 𝑥 = 0 𝑜𝑢 𝑥 = 7 3 . Se 𝑥 = 0 então 𝑦 = 𝑠(0) = 𝑡(0) = −02 + 2 ∙ 0 − 2 = −2. AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 4 de 10 Se 𝑥 = 7 3 então 𝑦 = 𝑠 ( 7 3 ) = 𝑡 ( 7 3 ) = − ( 7 3 ) 2 + 2 ∙ 7 3 − 2 = − 49 9 + 14 3 − 2 = −49+42−18 9 = − 25 9 Portanto os gráficos se intersectam nos pontos 𝐴(0, −2) e 𝐵 ( 7 3 , − 25 9 ). Q2(c) • 𝑠(𝑥) = −𝑥2 + 2𝑥 − 2 = −(𝑥 − 1)2 − 1. Vértice e interseções com eixos coordenados: Pela forma canônica, vértice 𝑉1(1, −1). Coeficiente 𝑎 = −1 < 0, a parábola tem concavidade para baixo. Como o vértice está abaixo do eixo 𝑦 e a parábola tem concavidade voltada para baixo, a parábola não corta o eixo 𝑥. Portanto não há interseção do gráfico de 𝑠(𝑥) com o eixo 𝑥. Interseção com eixo 𝑦: 𝑥 = 0 e 𝑦 = 𝑠(0) = −02 + 2 ∙ 0 − 2 = −2. • 𝑡(𝑥) = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4) = 1 2 (𝑥 − 3 2 ) 2 − 25 8 . Vértice e interseções com eixos coordenados: Pela forma canônica, vértice 𝑉2 ( 3 2 , − 25 8 ). Coeficiente 𝑎 = 1 2 > 0, a parábola tem concavidade para cima. Como o vértice está abaixo do eixo 𝑦 e a parábola tem concavidade voltada para cima, a parábola corta o eixo 𝑥. No eixo 𝑥, temos que 𝑦 = 0 e 𝑦 = 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4). Temos que resolver 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4) = 0. 1 2 (𝑥2 − 3𝑥 − 4) = 0 ⟺ 𝑥2 − 3𝑥 − 4 = 0 ⟺ 𝑥 = 3±√(−3)2−4∙1∙(−4) 2 = 3±√25 2 = 3±5 2 ⟺ 𝑥 = 8 2 = 4 𝑜𝑢 𝑥 = − 2 2 = −1 . Interseção com eixo 𝑦: 𝑥 = 0 e 𝑦 = 𝑡(0) = 1 2 (02 − 3 ∙ 0 − 4) = − 4 2 = −2. Q2(d) Observando os gráficos do item(c) concluímos que 𝑡(𝑥) > 𝑠(𝑥) ⟺ 𝑥 < 0 𝑜𝑢 𝑥 > 7 3 . Questão 3 [1,2 ponto] Considere 𝑥 ∈ ℝ e o polinômio 𝑝(𝑥) = −12𝑥4 + 4𝑥3 + 9𝑥2 − 6𝑥 + 1 Q3(a) Quais são as possíveis raízes racionais não inteiras de 𝑝(𝑥)? Justifique sua resposta. Q3(b) Sabendoque o polinômio 𝑝(𝑥) possui apenas uma raiz inteira, determine essa raiz inteira. Se 𝑥 = 𝑥1 é a raiz inteira, obtenha o polinômio 𝑞(𝑥) que satisfaz AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 5 de 10 𝑝(𝑥) = −12𝑥4 + 4𝑥3 + 9𝑥2 − 6𝑥 + 1 = (𝑥 − 𝑥1) 𝑞(𝑥). Q3(c) Determine as raízes racionais não inteiras do polinômio 𝑞(𝑥) encontrado no item Q3(b) e fatore 𝑝(𝑥). RESOLUÇÃO: Q3(a) As possíveis raízes racionais não inteiras de 𝑝(𝑥) são os divisores de 1 (coeficiente do termo independente) divididos pelos divisores de −12 (coeficiente do termo de maior grau). Os divisores de 1 (coeficiente do termo independente) são ±1. Os divisores de −12 (coeficiente do termo de maior grau) são: ± 1; ±2; ±3; ±4; ±6; ±12. Logo, as possíveis raízes racionais não inteiras de 𝑝(𝑥) são: ± 1 2 ; ± 1 3 ; ± 1 4 ; ± 1 6 ; ± 1 12 . Q3(b) Determinação da raiz inteira As possíveis raízes inteiras de 𝑝(𝑥) são os divisores de 1 (coeficiente do termo independente), que são ±1. 𝑝(1) = −12 ∙ 14 + 4 ∙ 13 + 9 ∙ 12 − 6 ∙ 1 + 1 = −12 + 4 + 9 − 6 + 1 = −18 + 14 = −4 ≠ 0. 𝑝(−1) = −12(−1)4 + 4(−1)3 + 9(−1)2 − 6(−1) + 1 = −12 − 4 + 9 + 6 + 1 = −16 + 16 = 0. Logo a única raiz inteira é 𝑥1 = −1. Determinação de 𝒒(𝒙) Como a única raiz inteira é 𝑥1 = −1, 𝑝(𝑥) = −12𝑥4 + 4𝑥3 + 9𝑥2 − 6𝑥 + 1 = (𝑥 − (−1)) 𝑞(𝑥) = (𝑥 + 1)𝑞(𝑥). Vamos usar o algoritmo de Briot-Ruffini para determinar 𝑞(𝑥). Assim 𝑞(𝑥) = −12𝑥3 + 16𝑥2 − 7𝑥 + 1 Q3(c) Determinação das raízes racionais não inteiras do polinômio 𝒒(𝒙) As possíveis raízes de 𝑞(𝑥) são iguais as possíveis raízes de 𝑝(𝑥): ± 1 2 ; ± 1 3 ; ± 1 4 ; ± 1 6 ; ± 1 12 . Verificando quais de fato são raízes, começando por 𝑥 = 1 2 . 𝑞(𝑥) = −12𝑥3 + 16𝑥2 − 7𝑥 + 1 𝑞 ( 1 2 ) = −12 ( 1 2 ) 3 + 16 ( 1 2 ) 2 − 7 ∙ 1 2 + 1 = − 12 8 + 16 4 − 7 2 + 1 = − 3 2 + 4 − 7 2 + 1 = − 10 2 + 5 = 0. −12 4 9 −6 1 −1 −12 (−12)(−1) + 4 = 16 (16)(−1) + 9 = −7 (−7)(−1) − 6 = 1 (1)(−1) + 1 = 0 AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 6 de 10 Logo uma raiz racional de 𝑞(𝑥) é 𝑥 = 1 2 e podemos dividir 𝑞(𝑥) por (𝑥 − 1 2 ), para obter 𝑞1(𝑥), tal que 𝑞(𝑥) = (𝑥 + 1 2 ) 𝑞1(𝑥). Vamos usar o algoritmo de Briot-Ruffini para determinar 𝑞1(𝑥).. Logo, 𝑞(𝑥) = −12𝑥3 + 16𝑥2 − 7𝑥 + 1 = (𝑥 + 1 2 ) (−12𝑥2 + 10𝑥 − 2). Vamos determinar as raízes de 𝑞1(𝑥) = −12𝑥 2 + 10𝑥 − 2. −12𝑥2 + 10𝑥 − 2 = 0 ⟺ 𝑥 = −10±√(10)2−4∙(−12)∙(−2) 2∙(−12) = −10±√100−96 −24 = −10±√4 12 = −10±2 −24 ⟺ 𝑥 = −10−2 −24 = −12 −24 = 12 24 = 1 2 ou 𝑥 = −10+2 −24 = −8 −24 = 8 24 = 1 3 . Logo as raízes de 𝑞1(𝑥) são 𝑥 = 1 3 ou 𝑥 = 1 2 . Assim, −12𝑥2 + 10𝑥 − 2 = (−12) (𝑥 − 1 3 ) (𝑥 − 1 2 ). As raízes de 𝑞(𝑥) são 𝑥 = 1 3 ou 𝑥 = 1 2 , observando que 𝑥 = 1 2 é uma raiz dupla de 𝑞(𝑥). Fatoração de 𝒑(𝒙) = −𝟏𝟐𝒙𝟒 + 𝟒𝒙𝟑 + 𝟗𝒙𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟏 Pelo que fizemos acima, 𝑝(𝑥) = −12𝑥4 + 4𝑥3 + 9𝑥2 − 6𝑥 + 1 = (𝑥 + 1)𝑞(𝑥) = (𝑥 + 1) (𝑥 − 1 2 ) 𝑞1(𝑥) = (𝑥 + 1) (𝑥 − 1 2 ) (−12) (𝑥 − 1 3 ) (𝑥 − 1 2 ) = −12(𝑥 + 1) (𝑥 − 1 2 ) (𝑥 − 1 3 ) (𝑥 − 1 2 ). Portando a fatoração é 𝑝(𝑥) = −12(𝑥 + 1) (𝑥 − 1 2 ) (𝑥 − 1 3 ) (𝑥 − 1 2 ) Podemos simplificar e apresentar outras formas de fatoração de 𝑝(𝑥): 𝑝(𝑥) = −2 ∙ 2 ∙ 3(𝑥 + 1) (𝑥 − 1 2 ) (𝑥 − 1 3 ) (𝑥 − 1 2 ) = −(𝑥 + 1)2 (𝑥 − 1 2 ) 3 (𝑥 − 1 3 ) 2 (𝑥 − 1 2 ) = = −(𝑥 + 1)2 (𝑥 − 1 2 ) 3 (𝑥 − 1 3 ) 2 (𝑥 − 1 2 ) = −(𝑥 + 1)(2𝑥 − 1)(3𝑥 − 1)(2𝑥 − 1) = = −(𝑥 + 1)(3𝑥 − 1)(2𝑥 − 1)2. Questão 4 [1,3 ponto] Considere 𝑥 ∈ ℝ e considere as expressões: 𝑃(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)2(3 − 𝑥) e 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1. −12 16 −7 1 1 2 −12 (−12) ( 1 2 ) + 16 = 10 (10) ( 1 2 ) − 7 = −2 (−2) ( 1 2 ) + 1 = 0 AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 7 de 10 Q4(a) Analise o sinal de 𝑃(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)2(3 − 𝑥). Q4(b) Determine o domínio da expressão 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 . Q4(c) Resolva a equação √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 = 0. Resolva a inequação √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 > 0. Analise o sinal de 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1. Q4(d) Utilizando os resultados dos itens anteriores determine o domínio e analise o sinal da expressão 𝐹(𝑥) = √4−𝑥−√2𝑥−1 (𝑥+1)(𝑥−2)2(3−𝑥) . RESOLUÇÃO: Q4(a) 𝑃(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)2(𝑥 − 3) Vamos analisar o sinal de cada fator e depois aplicar na tabela de sinais. • Sinal de 𝑥 + 1 𝑥 + 1 = 0 ⟺ 𝑥 = −1 ; 𝑥 + 1 > 0 ⟺ 𝑥 > −1; 𝑥 + 1 < 0 ⟺ 𝑥 < −1 • Sinal de (𝑥 − 2)2 (𝑥 − 2)2 = 0 ⟺ 𝑥 − 2 = 0 ⟺ 𝑥 = 2 (𝑥 − 2)2 > 0 ⟺ 𝑥 − 2 ≠ 0 ⟺ 𝑥 ≠ 2 Não existe 𝑥 ∈ ℝ tal que (𝑥 − 2)2 < 0. • Sinal de 3 − 𝑥 3 − 𝑥 = 0 ⟺ 𝑥 = 3 ; 3 − 𝑥 > 0 ⟺ 3 > 𝑥 ⟺ 𝑥 < 3; 3 − 𝑥 < 0 ⟺ 3 < 𝑥 ⟺ 𝑥 > 3 Observamos que na primeira linha da tabela deve ser respeitada a ordem dos números reais. (−∞, −1) −1 (−1, 2) 2 (2, 3) 3 (3, ∞) (𝑥 + 1) − 0 + + + + + (𝑥 − 2)2 + + + 0 + + + (3 − 𝑥) + + + + + 0 − 𝑃(𝑥) − 0 + 0 + 0 − Observando a primeira e a última linha da tabela, concluímos o sinal de 𝑃(𝑥): 𝑃(𝑥) = 0 ⟺ 𝑥 = −1 𝑜𝑢 𝑥 = 2 𝑜𝑢 𝑥 = 3 𝑃(𝑥) > 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−1, 2) ∪ (2, 3) 𝑃(𝑥) < 0 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞, −1) ∪ (3, ∞) AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 8 de 10 Q4(b) 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 Cada radicando deve ser positivo ou nulo, logo as restrições do domínio são: 4 − 𝑥 ≥ 0 e 2𝑥 − 1 ≥ 0. Resolvendo cada inequação: • 4 − 𝑥 ≥ 0 ⟺ 4 ≥ 𝑥 ⟺ 𝑥 ≤ 4 e • 2𝑥 − 1 ≥ 0 ⟺ 2𝑥 ≥ 1 ⟺ 𝑥 ≥ 1 2 Portanto, 𝐷𝑜𝑚(𝐴) = {𝑥 ∈ ℝ; 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4} = [ 1 2 , 4]. Q4(c) Resolução da equação √𝟒 − 𝒙 − √𝟐𝒙 − 𝟏 = 𝟎. √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 = 0 ⟺ √4 − 𝑥 = √2𝑥 − 1 ⟺ 4 − 𝑥 = 2𝑥 − 1 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4. ⟺ 4 + 1 = 2𝑥 + 𝑥 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 3𝑥 = 5 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 𝑥 = 5 3 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 𝑥 = 5 3 . Portanto a solução de √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 = 0 é 𝑥 = 5 3 . Resolução da inequação √𝟒 − 𝒙 − √𝟐𝒙 − 𝟏 > 𝟎. √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 > 0 ⟺ √4 − 𝑥 > √2𝑥 − 1 ⟺ 4 − 𝑥 > 2𝑥 − 1 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4. ⟺ 4 + 1 > 2𝑥 + 𝑥 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 3𝑥 < 5 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 𝑥 < 5 3 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 1 2 ≤ 𝑥 < 5 3 . Portanto a solução de √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 > 0 é 1 2 ≤ 𝑥 < 5 3 . Análise de sinal de 𝑨(𝒙) = √𝟒 − 𝒙 − √𝟐𝒙 − 𝟏. Para concluir a análise de sinal só falta resolver a inequação √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 < 0. √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 < 0 ⟺ √4 − 𝑥 < √2𝑥 − 1 ⟺ 4 − 𝑥 < 2𝑥 − 1 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4. ⟺ 4 + 1 < 2𝑥 + 𝑥 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 3𝑥 > 5 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 𝑥 > 5 3 𝑒 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 ⟺ 5 3 < 𝑥 ≤ 4. Portanto a solução de √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 < 0 é 5 3 < 𝑥 ≤ 4 . Concluindo a análise de sinal, 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 = 0 ⟺ 𝑥 = 5 3 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 > 0 ⟺ 1 2 ≤ 𝑥 < 5 3 AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 9 de 10 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 < 0 ⟺ 5 3 < 𝑥 ≤ 4 Q4(d) Determinação do domínio da expressão 𝑭(𝒙) = √𝟒−𝒙−√𝟐𝒙−𝟏 (𝒙+𝟏)(𝒙−𝟐)𝟐(𝟑−𝒙) . Restrições: (i) 𝑥 deve pertencer ao domínio de 𝐴(𝑥) = √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1. (ii) 𝑥 deve pertencer ao domínio de 𝑃(𝑥) = (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)2(3 − 𝑥). (iii) Denominador 𝑃(𝑥) não deve ser nulo. Resolvendo cadarestrição (i) Pelo item Q4(b), 𝐷𝑜𝑚(𝐴) = {𝑥 ∈ ℝ; 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4} = [ 1 2 , 4]. Logo, 𝑥 ∈ [ 1 2 , 4]. (ii) 𝑃(𝑥) é um polinômio e o domínio de qualquer polinômio são todos os reais. Logo 𝑥 ∈ ℝ (iii) (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)2(3 − 𝑥) = 0 ⟺ 𝑥 + 1 = 0 ou (𝑥 − 2)2 = 0 ou 3 − 𝑥 = 0 ⟺ 𝑥 = −1 ou 𝑥 − 2 = 0 ou 3 = 𝑥 ⟺ 𝑥 = −1 ou 𝑥 = 2 ou 𝑥 = 3. Logo, (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)2(3 − 𝑥) ≠ 0 ⟺ 𝑥 ≠ −1 e 𝑥 ≠ 2 e 𝑥 ≠ 3. Assim, 𝐷𝑜𝑚(𝐹) = {𝑥 ∈ ℝ; 1 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 𝑒 𝑥 ≠ −1 𝑒 𝑥 ≠ 2 𝑒 𝑥 ≠ 3}. Como −1 < 1 2 , 1 2 < 2 < 4 e 1 2 < 3 < 4 concluímos que 𝐷𝑜𝑚(𝐹) = {𝑥 ∈ ℝ; 1 2 ≤ 𝑥 < 2 𝑜𝑢 2 < 𝑥 < 3 𝑜𝑢 3 < 𝑥 ≤ 4} = [ 1 2 , 2) ∪ (2, 3) ∪ (3,4] . Análise de sinal da expressão 𝑭(𝒙) = √𝟒−𝒙−√𝟐𝒙−𝟏 (𝒙+𝟏)(𝒙−𝟐)𝟐(𝟑−𝒙) . Como já analisamos o sinal do numerador e do denominador, vamos construir a tabela de sinais de 𝐹(𝑥) utilizando os sinais do numerador e do denominador. Observamos que na primeira linha da tabela deve ser respeitada a ordem dos números reais. (−∞, −1) −1 (−1, 1 2 ) 1 2 ( 1 2 , 5 3 ) 5 3 ( 5 3 , 2) 2 (2, 3) 3 (3, 4) 4 (4, ∞) √4 − 𝑥 − √2𝑥 − 1 𝑛𝑑 𝑛𝑑 𝑛𝑑 + + 0 − − − − − − 𝑛𝑑 (𝑥 + 1)(𝑥 − 2)2(3 − 𝑥) − 0 + + + + + 0 + 0 − − − √4−𝑥−√2𝑥−1 (𝑥+1)(𝑥−2)2(3−𝑥) 𝑛𝑑 𝑛𝑑 𝑛𝑑 + + 0 − 𝑛𝑑 − 𝑛𝑑 + + 𝑛𝑑 Concluindo a análise de sinal, 𝐹(𝑥) = √4−𝑥−√2𝑥−1 (𝑥+1)(𝑥−2)2(3−𝑥) = 0 ⟺ 𝑥 = 5 3 . 𝐹(𝑥) = √4−𝑥−√2𝑥−1 (𝑥+1)(𝑥−2)2(3−𝑥) > 0 ⟺ 1 2 ≤ 𝑥 < 5 3 ou 3 < 𝑥 ≤ 4 ⟺ 𝑥 ∈ [ 1 2 , 5 3 ) ∪ (3, 4]. 𝐹(𝑥) = √4−𝑥−√2𝑥−1 (𝑥+1)(𝑥−2)2(3−𝑥) < 0 ⟺ 5 3 < 𝑥 < 2 ou 2 < 𝑥 < 3 ⟺ 𝑥 ∈ ( 5 3 , 2) ∪ (2, 3). AD1-Parte 1 – 2022-1 GABARITO Pré-Cálculo Página 10 de 10
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