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SUMÁRIO Aula 21 – Geometria Plana 3 – Áreas das Figuras Planas e Polígonos .................................................................... 01 Aula 22 – Geometria Espacial – Parte I – Pirâmides, Primas e Poliedros ................................................................. 19 Aula 23 – Geometria Espacial – Parte 2 – Corpos Redondos ................................................................................... 31 Aula 24 – Progressão Aritmética ................................................................................................................................ 42 Aula 25 – Progressão Geométrica ............................................................................................................................. 48 Aula 26 – Estatísticas (ENEM) Parte 1 de 2 .............................................................................................................. 56 Aula 27 – Geometria Analítica – Parte 1 – Pontos .................................................................................................... 76 Aula 28 – Geometria Analítica – Parte 2 – Retas ..................................................................................................... 90 Aula 29 – Geometria Analítica – Parte 3 – Circunferência ........................................................................................ 105 Aula 30 – Números Complexos ................................................................................................................................. 119 Aula 31 – Polinômios ................................................................................................................................................. 127 Aula 32 – Matrizes ..................................................................................................................................................... 137 Aula 33 – Determinantes 1 ......................................................................................................................................... 148 Aula 34 – Sistemas Lineares I ................................................................................................................................... 156 Resoluções de Exercícios de Fixação ....................................................................................................................... 166 CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA AULA 21 – Prof Raul Brito VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência GEOMETRIA PLANA 3 ÁREAS DAS FIGURAS PLANAS E POLÍGONOS Área dos Quadriláteros 1. Retângulo = ⋅A b h Diagonal: = +2 2d b h . 2. Quadrado = 2A L Diagonal: =d L 2 3. Paralelogramo A b h= ⋅ 4. Losango ⋅ = D dA 2 Relação Importante: ( ) ( )= + 222 dD2 2L 5. Trapézio + = B bA h 2 Propriedades !!! Base Média: += DC ABMN 2 Mediana de Euler: −= DC ABEF 2 6. Quadrilátero com diagonais perpendiculars ⋅ = D dA 2 7. Fórmula de Brahmagupta A área de um quadrilátero (inscritível numa circunferência) de lados a, b, c e d, inscritível numa circunferência, é dada por: = − − − −A (p a)(p b)(p c)(p d) onde + + += a b c dp 2 Área dos Triângulos 1. Triângulo Qualquer = ⋅ ⋅ 1A b h 2 2 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 2. Triângulo Equilátero = 2 3A L 4 3. Área de um Hexágono Regular = 2 3 3A L 2 4. Triângulo Retângulo ⋅ = a hA 2 ou ⋅ = b cA 2 Obs.: bc = ah 5. Em função dos 3 lados (Fórmula de Herão) = ⋅ − ⋅ − ⋅ −A p (p a) (p b) (p c) = 2Ah a Onde + += a b cp 2 (semi-perímetro) 6. Em função de 2 lados e do ângulo entre eles = ⋅ ⋅ ⋅ θ 1A a b sen 2 = ⋅ ⋅ ⋅ β1A a c sen 2 = ⋅ ⋅ ⋅ α 1A b c sen 2 7. Em função dos lados e do raio da circunferência circunscrita ⋅ ⋅ = ⋅ a b cA 4 R 8. Em função dos lados e do raio da circunferência inscrita = ⋅A p r Onde + += a b cp 2 (semi-perímetro) 9. Propriedade da Mediana “Toda mediana de um triângulo o divide em dois triângulos de áreas iguais.” = = ABC1 2 AA A 2 Área das Figuras Circulares 1. Polígono Regular Inscrito = ⋅A p a ou = ⋅ ⋅ ⋅ θ2 1A n R sen 2 CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 3 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Onde: ° θ = 360 n → ângulo central do polígono p = ½⋅n⋅L → semi-perímetro do polígono θ = ⋅ a R cos 2 → apótema do polígono θ = ⋅ L 2R sen 2 → lado do polígono 2. Polígono Regular Circunscrito = ⋅A p r ou = ⋅ ⋅ + ⋅ θ 2 21 LA n r sen 2 4 Onde: ° θ = 360 n → ângulo central do polígono p = ½⋅n⋅L → semi-perímetro do polígono a = r → apótema do polígono θ = ⋅ L 2r tg 2 → lado do polígono TÓPICO EXTRA Área de um polígono regular em função do lado − ⋅ θ = 2 n lados n LA cot g 4 2 onde °θ = 360 n 3. Círculo = π⋅ 2A R ou π⋅ = 2DA 4 Onde: D = 2R diâmetro da circunferência Comprimento da Circunferência C = 2πR ou C = Dπ π = 3,14159... 4. Coroa Circular = π⋅ −2 2A (R r ) ou π⋅= 2LA 4 5. Setor Circular α em graus: α= π⋅ ° 2A R 360 α em radianos: ⋅α= 2RA 2 em função do comprimento do arco: ⋅= L RA 2 Lembrete !!! α em rad 6. Segmento Circular ∆= −seg setor ABOA A A α = L R 4 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 7. Polígono Semelhantes = = = = = = a b c d e f k a ' b ' c ' d' e ' f ' = 21 2 A k A k = razão de semelhança CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 5 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM Questão 01 Uma fábrica de fórmicas produz placas quadradas de lados de medida igual a y centímetros. Essas placas são vendidas em caixas com N unidades e, na caixa, é especificada a área máxima S que pode ser coberta pelas N placas. Devido a uma demanda do mercado por placas maiores, a fábrica triplicou a medida dos lados de suas placas e conseguiu reuni-las em uma nova caixa, de tal forma que a área coberta S não fosse alterada. A quantidade X, de placas do novo modelo, em cada nova caixa será igual a: a) N 9 b) N 6 c) N 3 d) 3N e) 9N Questão 02 A cerâmica constitui-se em um artefato bastante presente na história da humanidade. Uma de suas várias propriedades é a retração (contração), que consiste na evaporação da água existente em um conjunto ou bloco cerâmico quando submetido a uma determinada temperatura elevada. Essa elevação de temperatura, que ocorre durante o processo de cozimento, causa uma redução de até 20% nas dimensões lineares de uma peça. Disponível em: www.arq.ufsc.br. Acesso em: 3 mar. 2012. Suponha que uma peça, quando moldada em argila, possuía uma base retangular cujos lados mediam 30 cm e 15 cm. Após o cozimento, esses lados foram reduzidos em 20%. Em relação à área original, a área da base dessa peça, após o cozimento, ficou reduzida em a) 4%. b) 20%. c) 36%. d) 64%. e) 96%. Questão 03 Em um sistema de dutos, três canos iguais, de raio externo 30 cm, são soldados entre si e colocados dentro de um cano de raio maior, de medidaR. Para posteriormente ter fácil manutenção, é necessário haver uma distância de 10cm entre os canos soldados e o cano de raio maior. Essa distância é garantida por um espaçador de metal, conforme a figura: Utilize 1,7 como aproximação para 3. O valor de R, em centímetros, é igual a a) 64,0. b) 65,5. c) 74,0. d) 81,0. e) 91,0. Anotações 6 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) Questão 04 Para decorar a fachada de um edifício, um arquiteto projetou a colocação de vitrais compostos de quadrados de lado medindo 1 m, conforme a figura a seguir. Nesta figura, os pontos A, B, C e D são pontos médios dos lados do quadrado e os segmentos AP e QC medem 1/4 da medida do lado do quadrado. Para confeccionar um vitral, são usados dois tipos de materiais: um para a parte sombreada da figura, que custa R$ 30,00 o m2, e outro para a parte mais clara (regiões ABPDA e BCDQB), que custa R$ 50,00 o m2. De acordo com esses dados, qual é o custo dos materiais usados na fabricação de um vitral? a) R$ 22,50 b) R$ 35,00 c) R$ 40,00 d) R$ 42,50 e) R$ 45,00 Questão 05 Jorge quer instalar aquecedores no seu salão de beleza para melhorar o conforto dos seus clientes no inverno. Ele estuda a compra de unidades de dois tipos de aquecedores: modelo A, que consome 600 g/h (gramas por hora) de gás propano e cobre 35 m2 de área, ou modelo B, que consome 750 g/h de gás propano e cobre 45 m2 de área. O fabricante indica que o aquecedor deve ser instalado em um ambiente com área menor do que a da sua cobertura. Jorge vai instalar uma unidade por ambiente e quer gastar o mínimo possível com gás. A área do salão que deve ser climatizada encontra-se na planta seguinte (ambientes representados por três retângulos é um trapézio). Avaliando-se todas as informações, serão necessários a) quatro unidades do tipo A e nenhuma unidade do tipo B. b) três unidades do tipo A e uma unidade do tipo B. c) duas unidades do tipo A e duas unidades do tipo B. d) uma unidade do tipo A e três unidades do tipo B. e) nenhuma unidade do tipo A e quatro unidades do tipo B. Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 7 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 06 Um forro retangular de tecido traz em sua etiqueta a informação de que encolherá após a primeira lavagem, mantendo, entretanto, seu formato. A figura a seguir mostra as medidas originais do forro e o tamanho do encolhimento (x) no comprimento e (y) na largura. A expressão algébrica que representa a área do forro após ser lavado é (5 – x) (3 – y). Nessas condições, a área perdida do forro, após a primeira lavagem, será expressa por: a) 2xy b) 15 – 3x c) 15 – 5y d) –5y – 3x e) 5y + 3x – xy Questão 07 Uma metalúrgica recebeu uma encomenda para fabricar, em grande quantidade, uma peça com o formato de um prisma reto com base triangular, cujas dimensões da base são 6 cm, 8 cm e 10 cm e cuja altura é 10 cm. Tal peça deve ser vazada de tal maneira que a perfuração na forma de um cilindro circular reto seja tangente as suas faces laterais, conforme mostra a figura. O raio da perfuração da peça é igual a a) 1 cm. b) 2 cm. c) 3 cm. d) 4 cm. e) 5 cm. Questão 08 O governo cedeu terrenos para que famílias construíssem suas residências com a condição de que no mínimo 94% da área do terreno fosse mantida como área de preservação ambiental. Ao receber o terreno retangular ABCD, em que AB = BC 2 , Antônio demarcou uma área quadrada no vértice A, para a construção de sua residência, de acordo com o desenho, no qual AE = AB 5 é lado do quadrado. Nesse caso, a área definida por Antônio atingiria exatamente o limite determinado pela condição se ele a) duplicasse a medida do lado do quadrado. Anotações 8 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) b) triplicasse a medida do lado do quadrado. c) triplicasse a área do quadrado. d) ampliasse a medida do lado do quadrado em 4%. e) ampliasse a área do quadrado em 4%. Questão 09 O quadro apresenta informações da área aproximada de cada bioma brasileiro. Biomas continentais brasileiros Área aproximada (Km2) Área / total Brasil Amazônia 4.196.943 49,29% Cerrado 2.036.448 23,92% Mata Atlântica 1.110.182 13,04% Caatinga 844.453 9,92% Pampa 176.496 2,07% Pantanal 150.355 1,76% Área Total Brasil 8.514.877 É comum em conversas informais, ou mesmo em noticiários, o uso de múltiplos da área de um campo de futebol (com as medidas de 120 m x 90 m) para auxiliar a visualização de áreas consideradas extensas. Nesse caso, qual é o número de campos de futebol correspondente à área aproximada do bioma Pantanal? a) 1.400 b) 14.000 c) 140.000 d) 1.400.000 e) 14.000.000 Questão 10 As cidades de Quito e Cingapura encontram-se próximas à linha do equador e em pontos diametralmente postos no globo terrestre. Considerando o raio da Terra igual a 6370km, pode-se afirmar que um avião saindo de Quito, voando em média 800km/h, descontando as paradas de escala, chega a Cingapura em aproximadamente a) 16 horas. b) 20 horas. c) 25 horas. d) 32 horas. e) 36 horas. Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 9 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO Questão 1 Um restaurante utiliza, para servir bebidas, bandejas com base quadradas. Todos os copos desse restaurante têm o formato representado na figura: Considere que = 7AC BD 5 e que é a medida de um dos lados da base da bandeja. Qual deve ser o menor valor da razão BD para que uma bandeja tenha capacidade de portar exatamente quatro copos de uma só vez? a) 2 b) 14 5 c) 4 d) 24 5 e) 28 5 Questão 2 Em 20 de fevereiro de 2011 ocorreu a grande erupção do vulcão Bulusan nas Filipinas. A sua localização geográfica no globo terrestre é dada pelo GPS (sigla em inglês para Sistema de Posicionamento Global) com longitude de 124° 3’ 0” a leste do Meridiano de Greenwich. Dado: 1° equivale a 60’ e 1’ equivale a 60”. PAVARIN, G. Galileu, fev. 2012 (adaptado) A representação angular da localização do vulcão com relação a sua longitude da forma decimal é a) 124,02°. b) 124,05°. c) 124,20°. d) 124,30°. e) 124,50°. Questão 3 Em exposições de artes plásticas, é usual que estátuas sejam expostas sobre plataformas giratórias. Uma medida de segurança é que a base da escultura esteja integralmente apoiada sobre a plataforma. Para que se providencie o equipamento adequado, no caso de uma base quadrada que será fixada sobre uma plataforma circular, o auxiliar técnico do evento deve estimar a medida R do raio adequado para a plataforma em termos da medida L do lado da base da estatua. Qual relação entre R e L o auxiliar técnico deverá apresentar de modo que a exigência de segurança seja cumprida? a) ≥ / 2R L b) ≥ π2 /R L c) ≥ π/R L d) ≥ /2R L e) ( )≥ / 2 2R L Questão 4 Em uma certa cidade, os moradores de um bairro carente de espaços de lazer reivindicam à prefeitura municipal a construção de uma praça. A prefeitura concorda com a solicitação e afirma que irá construí-la em formato retangular devido às características técnicas do terreno. Restrições de natureza orçamentária impõem que sejam gastos, no máximo, 180 m de tela para cercar a praça. A prefeitura apresenta aos moradores desse bairro as medidas dos terrenos disponíveis para a construção da praça: Terreno 1: 55 m por 45 mTerreno 2: 55 m por 55 m Terreno 3: 60 m por 30 m Terreno 4: 70 m por 20 m Terreno 5: 95 m por 85 m Para optar pelo terreno de maior área, que atenda às restrições impostas pela prefeitura, os moradores deverão escolher o terreno a) 01. b) 02. c) 3. d) 4. e) 5. Questão 5 O atletismo é um dos esportes que mais se identificam com o espírito olímpico. A figura ilustra uma pista de atletismo. A pista é composta por oito raias e tem largura de 9,76 m. As raias são numeradas do centro da pista para a extremidade e são construídas de segmentos de retas paralelas e arcos de circunferência. Os dois semicírculos da pista são iguais. Se os atletas partissem do mesmo ponto, dando uma volta completa, em qual das raias o corredor estaria sendo beneficiado? a) 1 b) 4 c) 5 d) 7 e) 8 10 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) Questão 6 A loja Telas & Molduras cobra 20 reais por metro quadrado de tela, 15 reais por metro linear de moldura, mais uma taxa fixa de entrega de 10 reais. Uma artista plástica precisa encomendar telas e molduras a essa loja, suficientes para 8 quadros retangulares (25 cm x 50 cm). Em seguida, fez uma segunda encomenda, mas agora para 8 quadros retangulares (50 cm x 100 cm). O valor da segunda encomenda será a) o dobro do valor da primeira encomenda, porque a altura e a largura dos quadros dobraram. b) maior do que o valor da primeira encomenda, mas não o dobro. c) a metade do valor da primeira encomenda, porque a altura e a largura dos quadros dobraram. d) menor do que o valor da primeira encomenda, mas não a metade. e) igual ao valor da primeira encomenda, porque o custo de entrega será o mesmo. Questão 7 A ideia de usar rolos circulares para deslocar objetos pesados provavelmente surgiu com os antigos egípcios ao construírem as pirâmides. Representando por R o raio da base dos rolos cilíndricos, em metros, a expressão do deslocamento horizontal y do bloco de pedra em função de R, após o rolo ter dado uma volta completa sem deslizar, é a) y = R. b) y = 2R. c) y = πR. d) y = 2πR. e) y = 4πR. Questão 8 A vazão do rio Tietê, em São Paulo, constitui preocupação constante nos períodos chuvosos. Em alguns trechos, são construídas canaletas para controlar o fluxo de água. Uma dessas canaletas, cujo corte vertical determina a forma de um trapézio isósceles, tem as medidas especificadas na figura I. Neste caso, a vazão da água é de 1.050 m3/s. O cálculo da vazão, Q em m3/s, envolve o produto da área A do setor transversal (por onde passa a água), em m2, pela velocidade da água no local, v, em m/s, ou seja, Q = Av. Planeja-se uma reforma na canaleta, com as dimensões especificadas na figura II, para evitar a ocorrência de enchentes. Na suposição de que a velocidade da água não se alterará, qual a vazão esperada para depois da reforma na canaleta? a) 90 m3/s. b) 750 m3/s. c) 1.050 m3/s. d) 1.512 m3/s. e) 2.009 m3/s. Questão 9 O tangram é um jogo oriental antigo, uma espécie de quebra- cabeça, constituído de sete peças: 5 triângulos retângulos e isósceles, 1 paralelogramo e 1 quadrado. Essas peças são obtidas recortando-se um quadrado de acordo com o esquema da figura 1. Utilizando-se todas as sete peças, é possível representar uma grande diversidade de formas, como as exemplificadas nas figuras 2 e 3. Se o lado AB do hexágono mostrado na figura 2 mede 2cm, então a área da figura 3, que representa uma "casinha", é igual a a) 24cm . b) 28cm . c) 212cm . d) 214cm . e) 216cm . CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 11 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 10 Uma empresa produz tampas circulares de alumínio para tanques cilíndricos a partir de chapas quadradas de 2 metros de lado, conforme a figura. Para 1 tampa grande, a empresa produz 4 tampas médias e 16 tampas pequenas. Área do círculo: π 2r As sobras de material da produção diária das tampas grandes, médias e pequenas dessa empresa são doadas, respectivamente, a três entidades: I, II e III, para efetuarem reciclagem do material. A partir dessas informações, pode-se concluir que a) a entidade I recebe mais material do que a entidade II. b) a entidade I recebe metade de material do que a entidade III. c) a entidade II recebe o dobro de material do que a entidade III. d) as entidades I e II recebem, juntas, menos material do que a entidade III. e) as três entidades recebem iguais quantidades de material. 12 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) GEOMETRIA PLANA – POLÍGONOS REGULARES POLÍGONOS Chamaremos de polígonos as regiões do plano cujos contornos são formados apenas por segmentos de retas. Elementos de um Polígono A C B D E F - Lados: São os segmentos que forma o contorno: AB , BC , CD etc. - Vértices: São os pontos comuns a dois lados consecutivos: A, B, C, D etc. - Diagonais: São os segmentos que unem dois vértices não consecutivos: AE , AD , BF , CE etc. Os polígonos recebem nomes de acordo com o número de seus lados. Veja o nome de alguns: 3 lados - triângulo 9 lados - eneágono 4 lados - quadrilátero 10 lados - decágono 5 lados - pentágono 11 lados - undecágono 6 lados - hexágono 12 lados - dodecágono 7 lados - heptágono 15 lados - pentadecágono 8 lados - octógono 20 lados - icoságono Formulário Soma dos Ângulos Internos = − ⋅ °iS (n 2) 180 Soma dos Ângulos Externos = °eS 360 Quantidade de Diagonais = n(n-3)d 2 POLÍGONOS REGULARES Chamaremos de polígonos regulares os polígonos que possuírem todos os lados com o mesmo comprimento e todos os ângulos internos congruentes. Exemplos: Formulário Ângulo Interno = ii Sa n ou − ⋅ ° =i (n 2) 180a n Ângulo Externo = ee Sa n ou ° =e 360a n Ângulo Central ° =e 360a n Quantidade de diagonais que passam pelo centro = nd 2 d = 0 n par n ímpar Quantidade de diagonais que não passam pelo centro = n(n-4)d 2 = n(n-3)d 2 (todas) n par n ímpar Polígono Regular Inscrito = ⋅A p a ou = ⋅ ⋅ ⋅ θ2 1A n R sen 2 Onde: n 360° =θ ângulo central do polígono p = ½⋅n⋅L semi-perímetro do polígono CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 13 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência θ = ⋅ a R cos 2 apótema do polígono θ = ⋅ L 2R sen 2 lado do polígono Polígono Regular Circunscrito = ⋅A p r ou = ⋅ ⋅ + ⋅ θ 2 21 LA n r sen 2 4 Onde: ° θ = 360 n ângulo central do polígono p = ½⋅n⋅L semi-perímetro do polígono a = r apótema do polígono θ = ⋅ L 2r tg 2 lado do polígono TÓPICO EXTRA Área de um polígono regular em função do lado − ⋅ θ = ⋅ 2 n lados n LA cotg 4 2 onde ° θ = 360 n 14 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM Questão 11 Um hexágono regular tem lado de comprimento 1. A soma dos quadrados de todas as suas diagonais é a) 6. b) 12. c) 18. d) 24. e) 30 Questão 12 (FGV 2013) Na figura, ABCDEF é um hexágono regular de lado 1 dm, e Q é o centro da circunferência inscrita a ele.O perímetro do polígono AQCEF, em dm, é igual a a) +4 2 b) +4 3 c) 6 d) +4 5 e) +2(2 2) Questão 13 (UEPB 2013) A área de um triângulo equilátero cujo apótema mede 2 cm é igual a: a) 212 3 cm b) 29 3 cm c) 24 3 cm d) 216 3 cm e) 24 2 cm Questão 14 (Insper 2014) Um polígono regular possui n lados, sendo n um número par maior ou igual a 4. Uma pessoa uniu dois vértices desse polígono por meio de um segmento de reta, dividindo-o em dois polígonos convexos P1 e P2, congruentes entre si. O número de lados do polígono P1 é igual a a) +n 2. 2 b) +n 1. 2 c) n . 2 d) −n 1. 2 e) −n 2. 2 Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 15 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 15 (G1 - IFCE 2014) Um robô, caminhando em linha reta, parte de um ponto A em direção a um ponto B, que distam entre si cinco metros. Ao chegar ao ponto B, gira novamente 60° à esquerda e caminha mais cinco metros, repetindo o movimento e o giro até retornar ao ponto de origem. O percurso do robô formará um polígono regular de a) 10 lados. b) 9 lados. c) 8 lados. d) 7 lados. e) 6 lados. Questão 16 (Insper 2013) O quadrado ABCD está inscrito na circunferência de centro O e raio de medida 2 2 cm, como mostra a figura. Os vértices E e F do quadrado EFGH pertencem ao lado CD e os vertesses G e H pertencem à circunferência. Assim, a medida do lado do quadrado EFGH, em cm, é igual a a) 0,8. b) 0,9. c) 1,0. d) 1,1. e) 1,2. Questão 17 (Insper 2014) As disputas de MMA (Mixed Martial Arts) ocorrem em ringues com a forma de octógonos regulares com lados medindo um pouco menos de 4 metros, conhecidos como “Octógonos”. Medindo o comprimento exato de seus lados, pode-se calcular a área de um “Octógono” decompondo-o, como mostra a figura a seguir, em um quadrado, quatro retângulos e quatro triângulos retângulos e isósceles. A medida do lado do quadrado destacado no centro da figura é igual à medida a do lado do “Octógono”. Se a área desse quadrado é S, então a área do “Octógono” vale a) +S(2 2 1). b) +S( 2 2). c) +2S( 2 1). d) +2S( 2 2). e) +4S( 2 1). Anotações 16 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) Questão 18 (ENEM) Na construção civil, é muito comum a utilização de ladrilhos ou azulejos com a forma de polígonos para o revestimento de pisos ou paredes. Entretanto, não são todas as combinações de polígonos que se prestam a pavimentar uma superfície plana, sem que haja falhas ou superposições de ladrilhos, como ilustram as figuras. pavimentando o plano. Figura 2 – Heptágonos regulares Não pavimentam o plano (há falhas ou superposição) A tabela traz uma relação de alguns polígonos regulares, com as respectivas medidas de seus ângulos internos. Se um arquiteto deseja utilizar uma combinação de dois tipos diferentes de ladrilhos entre os polígonos da tabela, sendo um deles octogonal, o outro tipo escolhido deverá ter a forma de um: a) triângulo. b) quadrado. c) pentágono. d) hexágono. e) eneágono. Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) 17 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 19 A figura adiante representa parte de uma praça na cidade de Itarema-Ce. Sabendo que ABCDE é um pentágono regular, a medida, em graus, do ângulo é: a) 32º b) 34º c) 36º d) 38º e) 40º Questão 20 - (UERJ) No toldo da barraca de seu Antônio, decorado com polígonos coloridos, destaca-se um dodecágono cujos vértices são obtidos a partir de quadrados construídos em torno de um hexágono regular conforme a mostra a figura a seguir. Tomando o quadrado de lado AB como unidade unitária, determine a medida do ângulo ˆABC : a) 110º b) 120º c) 130º d) 140º e) 150º Anotações 18 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 21 - Prof. Raul Brito) EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO Questão 11 Dois pontos A e E estão situados na margem esquerda de um rio, a uma distância de 40 m um do outro. Um ponto C, , no qual está ancorado um bote, está situado na margem direita, de tal modo que os ângulos CAE e CEA medem 60°. Considerando as margens praticamente retas e paralelas, qual e, em metros, a largura aproximada do rio no local em que está o bote? Para efeitos de cálculo utilize: 3 1,7.≅ a) 17 b) 34 c) 45 d) 68 e) 80 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Arquimedes, candidato a um dos cursos da Faculdade de Engenharia, visitou a PUCRS para colher informações. Uma das constatações que fez foi a de que existe grande proximidade entre Engenharia e Matemática. Questão 12 Para uma engrenagem mecânica, deseja-se fazer uma peça de formato hexagonal regular. A distância entre os lados paralelos é de 1cm, conforme a figura abaixo. O lado desse hexágono mede ______ cm. a) 1 2 d) 5 5 b) 3 3 e) 1 c) 3 Questão 13 Uma circunferência está inscrita em um quadrado cuja diagonal mede 10 2 cm . O comprimento dessa circunferência é: a) π10 cm b) π5 cm c) π6 cm d) π8 cm e) π7 cm Questão 14 Um triângulo equilátero e um quadrado têm o mesmo perímetro. A medida do lado do quadrado é 90 cm. Nessas condições, a medida do lado do triângulo equilátero é de: a) 90 cm. b) 180 cm. c) 120 cm. d) 100 cm. Questão 15 Considere um quadrado com 3 2 cm de lado, inscrito em um círculo como mostra a figura. O raio desse círculo mede, em centímetros: a) 2. b) 3 . c) ( )3 3 2 . d) 3. e) 2 3 . Questão 16 Uma circunferência, inscrita em um quadrado cuja diagonal mede 20 cm, possui comprimento, em cm, igual a: a) ⋅ π10 2 b) ⋅ π20 2 c) ⋅ π30 2 d) 20π e) 30π Questão 17 O apótema do quadrado inscrito numa circunferência é igual a 2 cm. O lado do hexágono regular inscrito nessa mesma circunferência, em cm, é: a) 2 2 b) 2 c) 4 d) 4 2 e) 6 Questão 18 (Universidade Federal ES) Um polígono regular possui a partir de cada um de seus vértices tantas diagonais quantas são as diagonais de um hexágono. Cada ângulo interno desse polígono mede em graus: a) 140 b) 150 c) 155 d) 160 e) 170 Questão 19 (Escola Técnica Federal - RJ) O perímetro de um hexágono regular inscrito em um círculo de 25π cm2 de área é igual a: a) 150 cm b) 75 cm c) 25 cm d) 15 cm e) 30 cm Questão 20 A distância entre dois lados paralelos de um hexágono regular é igual a 2 3 cm. A medida do lado desse hexágono, em centímetros, é: a) 2 b) 5. c) 2,5. d) 3. e) 4. e) 150cm. CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA AULA 22 – Prof Raul Brito VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência GEOMETRIA ESPACIAL – PARTE 1 – PIRÂMIDES, PRISMAS E POLIEDROS O Princípio de Cavalieri No início do século XVII, os métodos deixados pelos gregos para cálculos de áreas e volumes, apesar de sua beleza e rigor mostravam-se cada vez menos adequados a um mundo em franco progresso científico. Pois faltavam a eles operacionalidade e algoritmos para implementá-los. E como não havia ainda condições matemáticas de obter esses requisitos, os métodos então surgidos eram sempre passíveis de críticas - como o mais famoso deles, a geometria dos indivisíveis, de Bonaventura Cavalieri (1598 - 1647). O milanês Cavalieri foi um dos matemáticos mais influentes de sua época. De família nobre, Cavalieri seguiu paralelamente a carreira religiosa e a atividadecientífica. Discípulo de Galileu Galilei (1564 - 1642), por indicação deste, ocupou desde 1692 a cátedra de matemática da Universidade de Bolonha, ao mesmo tempo que era o superior do monastério de São Jerônimo. Cavalieri foi também astrônomo, mas se ainda é lembrado, isso se deve em grande parte ao método dos indivisíveis que desenvolveu a partir de 1626. Cavalieri não definia, em suas obras sobre o assunto, o que vinha a ser os indivisíveis. Segundo ele, porém, uma figura plana seria formada por uma infinidade de cordas paralelas entre si e uma figura sólida por uma infinidade de secções planas entre si - a essas cordas e a essas secções chamava-os de indivisíveis. Num de seus livros, "explicava" que um sólido é formado de indivisíveis, assim como um livro é composto de páginas. Do ponto de vista lógico, essas idéias envolviam uma dificuldade insuperável. Como uma figura com extensão finita poderia ser formada de uma infinidade de indivisíveis, tanto mais que estes não possuem espessura ? O Princípio de Cavalieri ainda bastante usado no ensino de geometria métrica no espaço, facilita bastante a aceitação da ideia de indivisível: “Sejam A e B dois sólidos. Se qualquer plano horizontal secciona A e B segundo figuras planas de mesma área, então estes sólidos têm volumes iguais.” Foram tantas as críticas que Cavalieri recebeu pelo seu método, embora este funcionasse, que certa vez disse: "O rigor é algo que diz respeito à Filosofia e não à Matemática". Que os matemáticos atuais não leiam essa frase!!! PRISMAS 1. Elementos Considere o prisma: A figura abaixo mostra um prisma hexagonal regular reto planificado. 2. Classificação Quanto a perpendicularidade das arestas laterais - Prisma Reto: As arestas laterais são perpendiculares aos planos das bases, ou seja a altura do prisma é igual a aresta lateral (h = aL). Como exemplo temos a figura acima. - Prisma Oblíquo: As arestas laterais são oblíquas (inclinadas) em relação aos planos das bases, ou seja, a aresta lateral é maior do que a altura do prisma (aL > h). Quanto ao polígono da base - Prisma Regular: É um prisma reto cuja base é um polígono regular. - Prisma Irregular: É um prisma reto ou oblíquo, cuja base é um polígono irregular. 20 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) Quanto ao número de lados do polígono da base No de Lados Nomenclatura 3 Prisma Triangular 4 Prisma Quadrangular 5 Prisma Pentagonal 6 Prisma Hexagonal 7 Prisma Heptagonal 8 Prisma Octogonal 9 Prisma Eneagonal 10 Prisma Decagonal 11 Prisma Undecagonal 12 Prisma Dodecagonal 15 Prisma Pentadecagonal 20 Prisma Icosagonal 3. Áreas As fórmulas abaixo são apresentadas para os prismas regulares. Área da Base (AB) → = B nA p a onde p → semi-perímetro do polígono an → apótema do polígono Área Lateral (AL) → = L faceA n A n → quantidade de lados do polígono da base = face bA a h onde ab → aresta da base h → altura do polígono (lembrete: h = aL) Área Total (AT) → = + T L BA A 2 A 4. Volume = BV A h Formulário Auxiliar PRISMAS ESPECIAIS 1. Paralelepípedo Paralelepípedo Reto Retângulo ou Ortoedro É um paralelepípedo reto cujas faces são retângulos. Diagonal: = + +2 2 2D a b c Área Total: ( )= + +TA 2 ab ac bc Volume: = V a b c 2. Cubo ou Hexaedro Regular Quando as três dimensões de um paralelepípedo reto - retângulo são iguais, ou seja, a = b = c, o paralelepípedo é denominado cubo. Diagonal: =D a 3 Área Total: = 2TA 6 a Volume: = 3V a CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) 21 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência PIRÂMIDES 1. Elementos - Base: polígono regular - Aresta Lateral: LaVC...VFVAVB = - Aresta da Base: baFA = - Apótema da Base: m - Raio da Circunferência Circunscrita: RAO= - Altura: hVO = - Apótema da Pirâmide: paVM = (altura do da face) 2. Relações Importantes 3. Classificação Quanto ao polígono da base - Pirâmide Regular: É uma pirâmide reta cuja base é um polígono regular. - Pirâmide Irregular: É uma pirâmide reta ou oblíqua, cuja base é um polígono irregular. Quanto ao número de lados No de Lados Nomenclatura 3 Pirâmide Triangular 4 Pirâmide Quadrangular 5 Pirâmide Pentagonal 6 Pirâmide Hexagonal 4. Áreas As fórmulas abaixo são apresentadas supondo que a pirâmide é regular. Área da Base (AB) → = BA p m p = n.ab/2 → semiperímetro da base m → apótema da base Área Lateral (AL) → = L faceA n A n → quantidade de lados do polígono da base = b p face a a A 2 ab → aresta da base ap → apótema da pirâmide Área Total (AT) → = +T L BA A A 5. Volume = B 1 V A h 3 CASOS ESPECIAIS 1. Tetraedro Regular É uma pirâmide em que todas as faces são triângulos equiláteros, logo, todas as arestas são iguais. Elementos Importantes - Aresta: a - Apótema do Tetraedro: = a 3g 2 - Centro do Triângulo da Base: H (baricentro) 22 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) Atenção !!! g 3 1MH = g 3 2HB = Formulário Altura: = a 6 h 3 ou = 2 2 h g 3 Área da Base: = 2 B a 3 A 4 Área Total: = 2TA a 3 Volume: = 3a 2 V 12 Importante!!! O centro do tetraedro se encontra a uma distância de h/4 de qualquer face e a uma distância de 3h/4 de qualquer vértice. 2. Octaedro Regular É um sólido formado por duas pirâmides que possuem todas as arestas congruentes entre si e cuja superfície é constituída de 8 triângulos equiláteros. Formulário Altura: =h a 2 Área Total: = 2 TA 2a 3 Volume: = 3a 2 V 3 3. Tronco de Pirâmide Faces: Trapézios Isósceles Elementos B = AB → área da base maior b = Ab → área da base menor h → altura da pirâmide AXYZW d → altura da pirâmide AX'Y'Z'W' k → altura do tronco V1 → volume da pirâmide AXYZW V2 → volume da pirâmide AX'Y'Z'W' f → apótema do tronco l1 → lado do polígono da base maior l2 → lado do polígono da base menor Propriedades AO2E ~ AO1M AX'Y' ~ AXY = = = = 1 2 p1 1 2 2 p al m h l m a d = 2B b A A = pirâmide maior 3 pirâmide menor V V → razão de semelhança CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) 23 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Áreas Área Lateral (AL): = L faceA n A Área Total (AT): = + +T L B bA A A A Volume V = Vmaior – Vmenor ( )= + +B B b b k V A A A A 3 24 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM Questão 01 A água de um reservatório, na forma de um paralelepípedo retângulo, de comprimento 30m e largura 20m, atingia a altura de 10m. Com a falta de chuvas e o calor, 1800 metros cúbicos da água do reservatório evaporaram. A água restante no reservatório atingiu a altura de: a) 2m b) 3m c) 7m d) 8m e) 9m Questão 02 Dois blocos de alumínio, em forma de cubo, com arestas medindo 10cm e 6cm, são levados juntos à fusão e, em seguida, o alumínio líquido é moldado como um paralelepípedo reto de arestas 8cm,8cm e x cm. O valor de x é: a) 16m b) 17m c) 18m d) 19m e) 20m Questão 03 Usando uma folha de latão, deseja-se construir um cubo com volume de 8dm3. A área da folha utilizada para isso será, no mínimo: a) 20cm2 b) 40cm2 c) 240cm2 d) 2000cm2 e) 2400cm2 Questão 04 A área total de um ortoedro é 720cm2, a diagonal de uma face mede 20cm e a soma de suas dimensões 34cm. Calcular as dimensões. a) 16cm, 12cm e 6m b) 17cm, 18cm e 19cm c) 15cm, 16cm e 17cm d) 19cm, 20m e 21cm e) 13cm, 15cm e 17cm Questão 05 Considere o sólido resultante de um paralelepípedo retângulo de arestas medindo x, x e 2x, do qual um prisma de base quadrado de lado 1 e altura x foi retirado. O sólido está representado pela parte escura da figura. O volume desse sólido, em função de x, é dado pela expressão: a) 2x3 – x2 b) 4x3 – x2 c) 2x3 – x d) 2x3 – 2x2 e) 2x3 – 2x Questão 06 Uma pirâmide e um prisma, ambos de bases quadradas, têm o mesmo volume. Sabendo-se que o lado do quadrado da base da pirâmide tem medida 2m e que o lado do quadrado da base do prisma tem medida m, a razão entre as alturas da pirâmide e do prisma, nesta ordem, é igual a: a) 3cm b) m 3 c) 3 4 d) 3 2 e) 1 4 Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) 25 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 07 Em cada um dos vértices de um cubo de madeira, recorta-se uma pirâmide AMNP, em que M, N e P são os pontos médios das arestas, como se mostra na ilustração. Se V é o volume do cubo, o volume do poliedro que resta ao tirar as 8 pirâmides é igual a: M P A N a) 1 V 2 b) 3 V 4 c) 2 V 3 d) 5 V 6 e) 3 V 8 Questão 08 Uma folha de papel colorido, com a forma de um quadrado de 20cm de lado, será usado para cobrir todas as faces e a base de uma pirâmide quadrangular regular com altura de 12cm e apótema da base medindo 5cm. Após se ter concluído essa tarefa, e levando-se em conta que não houve desperdício de papel, a fração percentual que sobrará dessa folha de papel corresponde a: a) 20% b) 16% c) 15% d) 12% e) 10% Questão 09 O prefeito de uma cidade pretende colocar em frente à prefeitura um mastro com uma bandeira, que será apoiado sobre uma pirâmide de base quadrada feita de concreto maciço, como mostra a figura. Sabendo-se que a aresta da base da pirâmide terá 3m e que a altura da pirâmide será de 4m, o volume de concreto (em m3) necessário para a construção da pirâmide será: a) 36 b) 27 c) 18 d) 12 e) 4 Questão 10 A figura representa o brinquedo Piramix. Ele tem a forma de um tetraedro regular, com cada face dividida em 9 triângulos equiláteros congruentes. Se, a partir de cada vértice, for retirada uma pirâmide regular cuja aresta é 1 3 da aresta do brinquedo, restará um novo sólido. A razão entre as superfícies totais desse sólido e do Piramix equivale a: a) 4 9 b) 5 9 c) 7 9 d) 8 9 e) 10 9 Anotações 26 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) Questão 11 (UEFS-Adaptada) Em uma publicação científica de 1985, foi divulgada a descoberta de uma molécula tridimensional de carbono, na qual os átomos ocupam os vértices de um poliedro convexo cujas faces são 12 pentágonos e 20 hexágonos regulares, como em uma bola de futebol. Em homenagem ao arquiteto norte-americano Buckminster Fuller, a molécula foi denominada de fulereno. Determine o número de átomos de carbono em uma molécula e o número de ligações entre eles. Questão 12 Um poliedro convexo tem 8 faces, das quais duas são hexagonais e seis quadrangulares. Determine a soma dos ângulos de todas as faces e o número de vértices. Questão 13 Qual é o polígono da base de uma pirâmide na qual a soma dos ângulos das faces é 12 radianos? Questão 14 (Uerj) Para construir poliedro convexo, um menino dispõe de folhas retangulares de papel de seda, cada uma com 56 cm de comprimento por 32 cm de largura, e de 9 varetas de madeira, cada uma com 40 cm de comprimento. Na construção da estrutura desse poliedro, todas as faces serão triangulares e cada aresta corresponderá a uma vareta. Admita que o menino usará as 9 varetas e que todas as faces serão revestidas com o papel de seda. Determine o número mínimo de folhas do papel de seda necessárias para revestir o poliedro. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Questão 15 Sabe-se que um poliedro convexo tem oito faces e que o número de vértice é maior que 6 e menor que 14. Dessa forma, o número de arestas e qual que: a) 14 A 20 b) 14 A < 20 c) 13 < A < 19 d) 13 A 19 e) 12 A 19 Questão 16 Um poliedro é formado por 10 faces pentagonais. O número de diagonais desse poliedro é: a) 60 b) 81 c) 100 d) 121 e) 141 Questão 17 (UECE) A razão entre os volumes de dois cubos é 1 64 . Em relação às arestas dos cubos, podemos dizer que: a) são iguais. b) uma delas é o dobro da outra. c) uma delas é o triplo da outra. d) uma delas é o quádruplo da outra. Questão 18 A área da base de um prisma regular de base hexagonal é 212 3 cm . Calcule a área lateral do prisma, sabendo que a aresta lateral é o dobro da aresta da base. Questão 19 (UECE) Se o volume de um cubo de 6 cm de arestas é igual ao volume de uma pirâmide regular que tem para base um quadrado de 6 cm de lado, então a altura da pirâmide, em cm, é: a) 12 b) 14 c) 16 d) 18 Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) 27 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 20 (UFPE) Na pirâmide quadrangular abaixo, os planos que passam por A, B, C e D e por E, F, G e H são paralelos. Se VF = 3, VB = 5 e a área de EFGH é 18, qual á área de ABCD? Anotações 28 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO Questão 01 As torres Puerta de Europa são duas torres inclinadas uma contra a outra, construídas numa avenida de Madri, na Espanha. A inclinação das torres é de 15° com a vertical e elas têm, cada uma, uma altura de 114 m (a altura é indicada na figura como o segmento AB). Estas torres são um bom exemplo de um prisma oblíquo de base quadrada e uma delas pode ser observada na imagem. Utilizando 0,26 como valor aproximado para tangente de 15º e duas casas decimais nas operações, descobre-se que a área da base desse prédio ocupa na avenida um espaço a) menor que 100m2. b) entre 100m2 e 300m2. c) entre 300m2 e 500m2. d) entre 500m2 e 700m2. e) maior que 700m2. Questão 02 Alguns objetos, durante a sua fabricação, necessitam passar por um processo de resfriamento. Para que isso ocorra, uma fábrica utiliza um tanque de resfriamento, como mostrado na figura. O que aconteceria com o nível da água se colocássemos no tanque um objeto cujo volume fosse de 2 400 cm3? a) O nível subiria 0,2 cm, fazendo a água ficar com 20,2 cm de altura. b) O nível subiria 1 cm, fazendo a água ficar com 21 cm de altura. c) O nível subiria 2 cm, fazendo a água ficar com 22 cm de altura. d) O nível subiria 8 cm, fazendo a água transbordar. e) O nível subiria 20 cm, fazendo a água transbordar. Questão 03 Maria quer inovar em sua loja de embalagens e decidiu vender caixas com diferentes formatos. Nas imagens apresentadas estão as planificações dessas caixas. Quais serão os sólidos geométricos que Maria obterá a partir dessas planificações? a) Cilindro, prisma de base pentagonal e pirâmide. b) Cone, prisma de base pentagonal e pirâmide. c) Cone, tronco de pirâmide e prisma. d) Cilindro, tronco de pirâmide e prisma. e) Cilindro,prisma e tronco de cone. Questão 04 A siderúrgica “Metal Nobre” produz diversos objetos maciços utilizando o ferro. Um tipo especial de peça feita nessa companhia tem o formato de um paralepípedo retangular, de acordo com as dimensões indicadas na figura que segue. O produto das três dimensões indicadas na peça resultaria na medida da grandeza a) massa. b) volume. c) superfície. d) capacidade. e) comprimento. Questão 05 Uma fábrica produz barras de chocolates no formato de paralelepípedos e de cubos, com o mesmo volume. As arestas da barra de chocolate no formato de paralelepípedo medem 3 cm de largura, 18 cm de comprimento e 4 cm de espessura. Analisando as características das figuras geométricas descritas, a medida das arestas dos chocolates que têm o formato de cubo é igual a a) 5 cm. b) 6 cm. c) 12 cm. d) 24 cm. e) 25 cm. CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) 29 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 06 Um porta-lápis de madeira foi construído no formato cúbico, seguindo o modelo ilustrado a seguir. O cubo de dentro e vazio. A aresta do cubo maior mede 12 cm e a do cubo menor, que e interno, mede 8 cm. O volume de madeira utilizado na confecção desse objeto foi de a) 12 cm3. b) 64 cm3. c) 96 cm3. d) 1 216 cm3. e) 1 728 cm3. Questão 07 Uma empresa que fabrica esferas de aço, de 6 cm de raio, utiliza caixas de madeira, na forma de um cubo, para transportá-las. Sabendo que a capacidade da caixa é de 13.824 cm3, então o número máximo de esferas que podem ser transportadas em uma caixa é igual a a) 4. d) 24. b) 8. e) 32. c) 16. Questão 08 Um artesão construiu peças de artesanato interceptando uma pirâmide de base quadrada com um plano. Após fazer um estudo das diferentes peças que poderia obter, ele concluiu que uma delas poderia ter uma das faces pentagonal. Qual dos argumentos a seguir justifica a conclusão do artesão? a) Uma pirâmide de base quadrada tem 4 arestas laterais e a interseção de um plano com a pirâmide intercepta suas arestas laterais. Assim, esses pontos formam um polígono de 4 lados. b) Uma pirâmide de base quadrada tem 4 faces triangulares e, quando um plano intercepta essa pirâmide, divide cada face em um triângulo e um trapézio. Logo, um dos polígonos tem 4 lados. c) Uma pirâmide de base quadrada tem 5 faces e a interseção de uma face com um plano é um segmento de reta. Assim, se o plano interceptar todas as faces, o polígono obtido nessa interseção tem 5 lados. d) O número de lados de qualquer polígono obtido como interseção de uma pirâmide com um plano é igual ao número de faces da pirâmide. Como a pirâmide tem 5 faces, o polígono tem 5 lados. e) O número de lados de qualquer polígono obtido interceptando- se uma pirâmide por um plano é igual ao número de arestas laterais da pirâmide. Como a pirâmide tem 4 arestas laterais, o polígono tem 4 lados. Questão 09 Uma fábrica produz velas de parafina em forma de pirâmide quadrangular regular com 19 cm de altura e 6 cm de aresta da base. Essas velas são formadas por 4 blocos de mesma altura — 3 troncos de pirâmide de bases paralelas e 1 pirâmide na parte superior —, espaçados de 1 cm entre eles, sendo que a base superior de cada bloco é igual à base inferior do bloco sobreposto, com uma haste de ferro passando pelo centro de cada bloco, unindo-os, conforme a figura. Se o dono da fábrica resolver diversificar o modelo, retirando a pirâmide da parte superior, que tem 1,5 cm de aresta na base, mas mantendo o mesmo molde, quanto ele passará a gastar com parafina para fabricar uma vela? a) 156 cm3. b) 189 cm3. c) 192 cm3. d) 216 cm3. e) 540 cm3. Questão 10 Uma eclusa é um canal que, construído em águas de um rio com grande desnível, possibilita a navegabilidade, subida ou descida de embarcações. No esquema a seguir, está representada a descida de uma embarcação, pela eclusa do porto Primavera, do nível mais alto do rio Paraná até o nível da jusante. A câmara dessa eclusa tem comprimento aproximado de 200 m e largura igual a 17 m. A vazão aproximada da água durante o esvaziamento da câmara é de 4.200 m3 por minuto. Assim, para descer do nível mais alto até o nível da jusante, uma embarcação leva cerca de a) 2 minutos. b) 5 minutos. c) 11 minutos. d) 16 minutos. e) 21 minutos. 30 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 22 - Prof. Raul Brito) Questão 11 Prevenindo-se contra o período anual de seca, um agricultor pretende construir um reservatório fechado, que acumule toda a água proveniente da chuva que cair no telhado de sua casa, ao longo de um período anual chuvoso. As ilustrações a seguir apresentam as dimensões da casa, a quantidade média mensal de chuva na região, em milímetros, e a forma do reservatório a ser construído. Sabendo que 100 milímetros de chuva equivalem ao acúmulo de 100 litros de água em uma superfície plana horizontal de um metro quadrado, a profundidade (ñ) do reservatório deverá medir a) 4 m b) 5 m c) 6 m d) 7 m e) 8 m Questão 12 Uma editora pretende despachar um lote de livros, agrupados em 100 pacotes de 20 cm x 20 cm x 30 cm. A transportadora acondicionará esses pacotes em caixas com formato de bloco retangular de 40 cm x 40 cm x 60 cm. A quantidade mínima necessária de caixas para esse envio é: a) 9 b) 11 c) 13 d) 15 e) 17 Questão 13 (Mack-SP) Um poliedro convexo tem 3 faces triangulares, 4 quadrangulares e 5 pentagonais. O número de vértices desse poliedro é: a) 25 b) 12 c) 15 d) 9 e) 13 Questão 14 Quando João entrou na sala do professor, fez uma observação sobre a beleza do objeto de vidro que estava sobre os papéis do mestre. Este, não resistindo à tentação de propor um problema, característica do matemático, apresentou ao aluno a seguinte questão: Calcule o número de arestas e de vértices desse peso de papel, que é um poliedro convexo de seis faces quadrangulares e duas hexagonais. Questão 15 (PUC-SP) Qual é o poliedro regular que tem 12 vértices e 30 arestas? a) Hexaedro d) Icosaedro b) Octaedro e) Tridecaedro c) Dodecaedro Questão 16 Um poliedro convexo é formado por quatro faces triangulares, duas faces quadrangulares e uma face hexagonal. O número de vértices desse poliedro é: a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) 10 Questão 17 (UECE) Considere um poliedro convexo, P, formado por 12 faces pentagonais e 20 faces hexagonais, todas regulares. Determine o número de vértices de P. (Esse tipo de poliedro sérvio de “inspiração” para o modelo da bola de futebol utilizada pela primeira vez na Copa do Mundo de 1970). a) 56 b) 58 c) 60 d) 62 Questão 18 (Fuvest) O número de faces triangulares de uma pirâmide é 11. Pode-se, então, afirmar que essa pirâmide possui: a) 33 vértices e 22 arestas. b) 12 vértices e 11 arestas. c) 22 vértices e 11 arestas. d) 11 vértices e 22 arestas. e) 12 vértices e 22 arestas. Questão 19 (PUC-SP) A altura de um prisma reto mede 10 cm, e sua base é um hexágono regular cujo apótema mede 8 cm. Nessas condições, determine a área total e o volume desse prisma. Questão 20 (Vunesp) As faces de uma paralelepípedo retangular têm por área 6cm2, 9cm2 e 24cm2. O volume desse paralelepípedo é: a) 1 296cm3. b) 48cm3. c) 39cm3. d) 36cm3. e) 36 6 cm . Questão 21 (Cesgranrio) Para fazer o telhado de uma casa de cartolina, um quadrado de centro D e de lado 2 é recortado, como mostra a figura I. Os lados AB = CD = EF = GM medem 3 . Montando o telhado (figura II), sua altura h é: a) 2 b) 2 5 c) 3 10 d) ( )−2 3 e) 3 5 Questão 22 (Sefet) A área totalda pirâmide triangular regular, com todas as arestas iguais a 5 cm, vale, em cm2: a) 5 3 b) 10 3 c) 15 3 d) 20 3 e) 25 3 CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA AULA 23 – Prof Raul Brito VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência GEOMETRIA ESPACIAL – PARTE 2 - CORPOS REDONDOS Cilindro Circular Denomina-se cilindro circular à reunião dos segmentos congruentes e paralelos a PQ com uma extremidade nos pontos do círculo de raio R e situados num mesmo semi-espaço dos determinados por α. R eixo A P Q B C r g h R Elementos: - Geratriz: AB = g - Altura: AC = h - Raio da Base: R - Plano: α - Eixo: reta r Atenção !!! Num cilindro reto as geratrizes são perpendiculares a α, ou seja, g = h, enquanto que num cilindro oblíquo as geratrizes são inclinadas em relação ao plano α, ou seja, g ≠ h, como é o caso acima. Cilindro de Revolução (CILINDRO RETO) Sólido gerado pela rotação de um retângulo em torno de um eixo que contém um de seus lados. Áreas Área da Base (AB): = π⋅ 2BA R Área Lateral (AL): = π⋅ ⋅LA 2 R h Área Total (AT): = π ⋅ +TA 2 R (R h) Volume = π⋅ ⋅2V R h Dica !!! Cilindro Equilátero É um cilindro circular reto onde h = 2R. Cone Circular Denomina-se cone circular a reunião dos segmentos de reta com uma extremidade em V e a outra nos pontos do círculo de raio R pertencentes ao plano α, sendo V ∉ α. V g h C B R A base r Elementos: - Geratriz: VA = g - Altura: VC = h - Raio: R - Plano: α - Eixo: reta r Atenção !!! Num cone reto a reta r que passa pelo vértice e pelo centro da base é perpendicular ao plano α, enquanto que num cone oblíquo, a reta r é oblíqua (inclinada) em relação ao plano α, como é o caso da figura acima. Cone de Revolução (CONE RETO) Sólido gerado pela rotação de um triângulo retângulo em torno de um eixo que contém um de seus catetos. 32 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) Áreas Área da Base (AB): = π⋅ 2BA R Área Lateral (AL): = π⋅ ⋅LA R g Área Total (AT): = π ⋅ +TA R (R g) Volume = ⋅π⋅ ⋅2 1V R h 3 Dica !!! Cone Equilátero É um cone circular reto onde g = 2R. Tronco de Cone Reto Considere o cone VAC de altura h e raio da base R. O sólido determinado entre a base do cone e o plano β, paralelo à base do cone, denomina-se tronco de cone. Elementos: Base Maior: círculo de raio R → AB = πR2 (área) Base Menor: círculo de raio r → Ab = πr2 (área) Altura do Tronco: k = h – d Geratriz do Tronco: G Como ∆VO1D ~ ∆VO2C, então: = = = σ − h R g d r g G = σ2B b A A = σ cone maior 3 cone menor V V σ = razão de semelhança Áreas Área Lateral (AL): = π ⋅ +LA G (R r) Área Total (AT): = + +T L B bA A A A Volume V = Vmaior – Vmenor π = + ⋅ +2 2 kV (R R r r ) 3 Esfera É o sólido obtido pela rotação completa de um semicírculo em torno de um eixo que contém o diâmetro. Poderíamos também, definir uma esfera do seguinte modo: Esfera é o conjunto de todos os pontos do espaço cujas distâncias ao ponto O são menores ou iguais a R (raio da esfera). CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) 33 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência O conjunto de todos os pontos P do espaço cujas distâncias ao ponto O são é iguais a R é denominado superfície esférica de centro O e raio R. Área da Superfície Esférica = π⋅ 2A 4 R Volume da Esfera π = ⋅ 3 4V R 3 Plano Secante A intersecção de um plano com uma esfera é um círculo de raio r (r ≤ R). Quando o plano passa pelo centro da esfera, a secção é um círculo de raio R (raio da esfera), chamado de círculo máximo da esfera. Um plano distando d do centro da esfera (d < R), determina na esfera uma secção de raio r. A relação entre d, r e R é dado pelo Teo. de Pitágoras. Fuso Esférico – Área É a parte da superfície esférica compreendida entre dois semicírculos máximos com o mesmo diâmetro. De uma maneira mais simples de compreender, é imaginar uma laranja e um de seus gomos; o fuso esférico é a casca desse gomo. π⋅ ⋅α= ° 2 fuso RA 90 α → graus = ⋅ ⋅α2fusoA 2 R α → radianos Cunha Esférica – Volume É o sólido limitado por dois semicírculos e pela superfície do fuso. De uma maneira mais simples de compreender, é imaginar uma laranja e um de seus gomos; a cunha esférica é esse gomo. π⋅ ⋅α= ° 3 cunha RV 270 α → graus ⋅ ⋅α= 3 cunha 2 RV 3 α → radianos 34 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM Questão 01 O desenvolvimento da superfície lateral de um cilindro reto é um quadrado de 2cm² de área. O volume desse cilindro, em cm3, vale: a) 3 2π d) 2 3π b) 2 2π e) 3 5π c) 3 3π Questão 02 Deseja-se construir um reservatório cilíndrico com tampa para armazenar certo líquido. O volume do reservatório deve ser de 50 cm3 e o raio da base do cilindro deve ser R = 2 m. Sabendo que o preço do metro quadrado do material utilizado para construir o cilindro vale R$ 100,00, determine o custo desse cilindro? a) R$ 7513,00 b) R$ 7135,00 c) R$ 4511,00 d) R$ 6512,00 e) R$ 8522,00 Questão 03 Um fabricante de leite condensado comercializa seu produto em dois tipos de embalagem. Uma das embalagens tem a forma de um cilindro circular reto (figura I) e a outra tem a forma de um paralelepípedo reto retângulo (figura II) Em determinado período, na promoção “oferta do dia”, ambas as embalagens foram vendidas pelo mesmo preço. Considerando as medidas indicadas nas figuras, adotando 3 como valor aproximado de π e admitindo que cada uma das embalagens esteja totalmente preenchida com o produto, o consumidor que optar, no período da oferta, pela embalagem I em vez da embalagem II compra, aproximadamente: a) 12% a menos do volume de leite condensado contido na embalagem II. b) 6% a menos do volume de leite condensado contido na embalagem II. c) 6% a mais do volume de leite condensado contido na embalagem II. d) 10% a mais do volume de leite condensado contido na embalagem II. e) 12% a mais do volume de leite condensado contido na embalagem II. Questão 04 A altura de um cone circular reto é o triplo da medida do raio da base. Se o comprimento da circunferência dessa base é de 8πcm, então o volume do cone, em centímetros cúbicos, é: a) 64π b) 48π c) 32π d) 16π e) 8π Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) 35 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 05 Um pedaço de cartolina possui a forma de um semicírculo de raio 20cm. Com essa cartolina, um menino constrói um chapéu cônico e o coloca com a base apoiada sobre uma mesa. Qual é a distância do bico do chapéu à mesa? a) 10 3 cm d) 20cm b) 3c e) 10cm c) 20 2 cm Questão 06 Um paciente recebe por via intravenosa um medicamento à taxa constante de 1,5 m/min. O frasco do medicamento é formado por uma parte cilíndrica e uma parte cônica, cujas medidas são dadas na figura, e estava cheio quando se iniciou a medicação. Após 4h de administração contínua, a medicação foi interrompida. Dado que 1cm3 = 1mλ, e usando a aproximação π = 3, o volume, em mλ, do medicamento restante no frasco após a interrupção da medicação é, aproximadamente: a) 120 b) 150 c) 160 d) 240 e) 360 Questão 07 Deseja-se construir um galpão em forma de um hemisfério, para uma exposição. Se, para o revestimento total do piso, utilizou-se 78,5m2 delona, quantos metros quadrados de lona se utilizariam na cobertura completa do galpão? (considerar π = 3,14) a) 31,4 b) 80 c) 157 d) 208,2 e) 261,66 Questão 08 Uma superfície esférica de raio 13cm é cortada por uma plano situado a uma distância de 12cm do centro da superfície esférica, determinando uma circunferência. O raio desta circunferência, em cm é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Questão 09 Pesquisadores da Fundação Osvaldo Cruz desenvolveram um sensor a laser capaz de detectar bactérias no ar em até 5 horas, ou seja, 14 vezes mais rápido do que o método tradicional. O equipamento, que aponta a presença de micro-organismos por meio de uma ficha ótica, pode se tornar um grande aliado no combate às infecções hospitalares. Adaptado de Karine Rodrigues. http:www.estadão.com.br/ciência/notícias/2004/julho/15 Em certo momento, uma cultura tem 30 000 bactérias. Essas bactérias têm formato esférico, com diâmetro de 4 micrômetros (1 micrômetro equivale à milésima parte de 1mm). Nesse momento, o espaço ocupado por essas bactérias é, em milímetros cúbicos, igual a: (Use: π = 3,1) a) 3,72 x 10–1 b) 9,92 x 10–2 c) 3,72 x 10–3 d) 9,92 x 10–4 e) 9,92 x 10–5 Anotações 36 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) Questão 10 Um recipiente cilíndrico, cujo raio da base é 6cm, contém água até uma certa altura. Uma esfera de aço é colocada no interior do recipiente, ficando totalmente submersa. Se a altura da água subiu 1cm, então o raio da esfera é: a) 1cm b) 2cm c) 3cm d) 4cm e) 5cm Questão 11 (Unimontes-MG) Pretende-se construir duas caixas: uma, de forma cilíndrica, e outra, de forma cúbica, e outra, de forma cúbica, com a mesma altura. Sabendo-se que o contorno da Bse de cada caixa tem comprimento igual a 4π cm, é CORRETO afirmar que: a) as duas caixas têm o mesmo volume. b) o volume da caixa cilíndrica é um terço do volume da caixa cúbica. c) o volume da caixa cilíndrica é maior que o volume da caixa cúbica. d) o volume da caixa cilíndrica é a metade do volume da caixa cúbica. Questão 12 (UERJ) Um recipiente cilíndrico de 60 cm de altura e base com 20 cm de raio está sobre uma superfície plana horizontal e contém água até a altura de 40 cm, conforme indicado na figura. Imergindo-se totalmente um bloco cúbico no recipiente, o nível de água sobe 25%. Considerando π igual a 3, a medida, em cm, da aresta do cubo colocado na água é igual a: a) 10 2 b) a10 2 c) 10 12 d) a10 12 Questão 13 (UFU-MG) Considere um tanque cilíndrico de 6 metros de comprimento e 2 metros de diâmetro que está inclinado em relação ao solo em 45º, conforme mostra a figura a seguir. Sabendo-se que o tanque é fechado na base que toca o solo e aberto na outra, qual é o volume máximo de água que o tanque pode conter antes de derramar? Questão 14 (UFTM-MG) Um cone circular reto, de altura 12 cm e raio da base 9 cm, possui área total igual à área total de um prisma reto cuja base é um losango de diagonais 8 cm e 6 cm. Nas condições dadas, a altura do prisma, em cm, é? a) 3,6π – 2,4 b) 3,6π – 1,2 c) 10,8π – 4,8 d) 10,8π – 2,4 e) 10,8π – 1,2 Anotações CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) 37 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 15 (Unimontes-MG) O volume do sólido gerado pela rotação completa do triângulo do triângulo ABC da figura a seguir, em torno do eixo x, é de, aproximadamente a) 16,74 unidades de volume. b) 8,37 unidades de volume. c) 15,74 unidades de volume. d) 7,37 unidades de volume. Questão 16 (PUC RS) A figura a seguir mostra um cone inscrito num cilindro. Ambos têm raio da base x e altura 2x. Retirando-se o cone do cilindro, o volume do sólido resultante é: a) π 32 x 3 d) π 22 x 3 b) π 34 x 3 e) π 28 x 3 c) π 38 x 3 Questão 17 (UFPE) Uma esfera de centro O e raio igual a 5 cm é cortado por uma plano P, resultando dessa interseção um círculo de raio igual a 4 cm. Assinale, então, a alternativa que fornece a distância de O a P. a) 10 cm b) 5 cm c) 2 cm d) 1 cm e) 3 cm Questão 18 (UFU-MG) Boias de sinalização marítima são construídas de acordo com a figura a seguir, em que um cone de raio da base e altura r é sobreposto a um hemisfério de raio r. Aumentando-se r em 50%, o volume da boia é multiplicado por: a) 8 b) 27 8 c) 9 4 d) 4 Questão 19 (FGV-SP) Um observador colocado no centro de uma esfera de raio 5 m vê o arco AB sob um ângulo α de 72º, como mostra a figura. Isso significa que a área do fuso esférico determinado por α é: a) 20π m2. b) 15π m2. c) 10π m2. d) 5π m2. e) π m2. Questão 20 (UFMG) Um cilindro circular reto, cheio de água, tem raio igual a 24 cm. Mergulha-se nele uma esfera de 12 cm de raio até ficar totalmente coberta. Retirada a esfera, o nível de água baixa: a) 1 cm. b) 2 cm. c) 3 cm. d) 4 cm. e) 5 cm. Anotações 38 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO Questão 01 Num parque aquático existe uma piscina infantil na forma de um cilindro circular reto, de 1 m de profundidade e volume igual a 12m3, cuja base tem um raio R e centro O. Deseja-se construir uma ilha de lazer seca no interior dessa piscina, também na forma de um cilindro circular reto, cuja base estará no fundo e com centro da base coincidindo com o centro do fundo da piscina, conforme a figura. O raio da ilha de lazer será r. Deseja-se que após a construção dessa ilha, o espaço destinado à água na piscina tenha um volume de, no mínimo, 4m3. Para satisfazer as condições dadas, o raio máximo da ilha de lazer r, em metros, estará mais próximo de a) 1,6. b) 1,7. c) 2,0. d) 3,0. e) 3,8. Questão 02 A figura seguinte mostra um modelo de sombrinha muito usado em países orientais. Esta figura é uma representação de uma superfície de revolução chamada de a) pirâmide. b) semiesfera. c) cilindro. d) tronco de cone. e) cone. Questão 03 Certa marca de suco é vendida no mercado em embalagens tradicionais de forma cilíndrica. Relançando a marca, o fabricante pôs à venda embalagens menores, reduzindo a embalagem tradicional à terça parte de sua capacidade. Por questões operacionais, a fábrica que fornece as embalagens manteve a mesma forma, porém reduziu à metade o valor do raio da base da embalagem tradicional na construção da nova embalagem. Para atender à solicitação de redução da capacidade, após a redução no raio, foi necessário determinar a altura da nova embalagem. Que expressão relaciona a medida da altura da nova embalagem de suco (a) com a altura da embalagem tradicional (h)? a) = ha 12 b) = ha 6 c) = 2ha 3 d) = 4ha 3 e) = 4ha 9 Questão 04 Uma empresa de refrigerantes, que funciona sem interrupções, produz um volume constante de 1 800 000 cm3 de líquido por dia. A máquina de encher garrafas apresentou um defeito durante 24 horas. O inspetor de produção percebeu que o líquido chegou apenas à altura de 12 cm dos 20 cm previstos em cada garrafa. A parte inferior da garrafa em que foi depositado o líquido tem forma cilíndrica com raio da base de 3 cm. Por questões de higiene, o líquido já engarrafado não será reutilizado. Utilizando 3π ≅ , no período em que a máquina apresentou defeito, aproximadamente quantas garrafas foram utilizadas? a) 555 d) 13333 b) 5555 e) 133333 c) 1333 Questão 05 O administrador de uma cidade, implantando uma política de reutilização de materiais descartados, aproveitou milhares de tambores cilíndricos dispensados por empresas da região e montou kits com seis tambores para o abastecimento de água em casas de famílias debaixa renda, conforme a figura seguinte. Além disso, cada família envolvida com o programa irá pagar somente R$ 2,50 por metro cúbico utilizado. CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) 39 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Uma família que utilizar 12 vezes a capacidade total do kit em um mês pagará a quantia de (considere 3π ≅ ) a) R$ 86,40. d) R$ 7,20. b) R$ 21,60. e) R$ 1,80. c) R$ 8,64. Questão 06 Uma fábrica de tubos acondiciona tubos cilíndricos menores dentro de outros tubos cilíndricos. A figura mostra uma situação em que quatro tubos cilíndricos estão acondicionados perfeitamente em um tubo com raio maior Suponha que você seja o operador da máquina que produzirá os tubos maiores em que serão colocados, sem ajustes ou folgas, quatro tubos cilíndricos internos. Se o raio da base de cada um dos cilindros menores for igual a 6 cm, a máquina por você operada deverá ser ajustada para produzir tubos maiores, com raio da base igual a a) 12 cm d) ( )+6 1 2 cm b) 12 2cm e) ( )+12 1 2 cm c) 24 2cm Questão 07 Um arquiteto está fazendo um projeto de iluminação de ambiente e necessita saber a altura que deverá instalar a luminária ilustrada na figura Sabendo-se que a luminária deverá iluminar uma área circular de 228,26m , considerando 3,14π ≅ , a altura h será igual a a) 3 m. b) 4 m. c) 5 m. d) 9 m. e) 16 m. Questão 08 Se pudéssemos reunir em esferas toda a água do planeta, os diâmetros delas seriam: A razão entre o volume da esfera que corresponde à água doce superficial e o volume da esfera que corresponde à água doce do planeta é a) 1 343 b) 1 49 c) 1 7 d) 29 136 e) 136 203 Questão 09 A figura abaixo mostra um reservatório de água na forma de um cilindro circular reto, com 6 m de altura. Quando está completamente cheio, o reservatório é suficiente para abastecer, por um dia, 900 casas cujo consumo médio diário é de 500 litros de água. Suponha que, um certo dia, após uma campanha de conscientização do uso da água, os moradores das 900 casas abastecidas por esse reservatório tenham feito economia de 10% no consumo de água. Nessa situação, a) a quantidade de água economizada foi de 4,5 m3. b) a altura do nível da água que sobrou no reservatório, no final do dia, foi igual a 60 cm. 40 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) c) a quantidade de água economizada seria suficiente para abastecer, no máximo, 90 casas cujo consumo diário fosse de 450 litros. d) os moradores dessas casas economizariam mais de R$ 200,00, se o custo de 1m3 de água para o consumidor fosse igual a R$ 2,50. e) um reservatório de mesma forma e altura, mas com raio da base 10% menor que o representado, teria água suficiente para abastecer todas as casas. Questão 10 Assim como na relação entre o perfil de um corte de um torno e a peça torneada, sólidos de revolução resultam da rotação de figuras planas em torno de um eixo. Girando-se as figuras a seguir em torno da haste indicada obtém-se os sólidos de revolução que estão na coluna da direita. A correspondência correta entre as figuras planas e os sólidos de revolução obtidos é: a) 1A, 2B, 3C, 4D, 5E. b) 1B, 2C, 3D, 4E, 5A. c) 1B, 2D, 3E, 4A, 5C. d) 1D, 2E, 3A, 4B, 5C. e) 1D, 2E, 3B, 4C, 5A. Questão 11 (UFPI) Um reservatório com capacidade para 6.280 litros tem a forma de um cilindro circular reto. Se o raio da base desse reservatório mede 1 metro, sua altura, também em metros, mede Dado: π = 3,14 a) 1. b) 1,4. c) 1,8. d) 2. e) 2,3. Questão 12 (FEI) Uma caixa cúbica de aresta medindo 20 cm está totalmente cheia de mercúrio. Despeja-se o seu conteúdo em um tubo cilíndrico de 10 cm de raio. A que altura chega o mercúrio no tubo? a) π 20 cm b) π 30 cm c) π 40 cm d) π 60 cm e) π 80 cm Questão 13 (UCS) Se as medidas do raio da base e da altura de um cilindro circular reto forem acrescidas de 25% de seus respectivos valores, os seu volume V sofrerá acréscimo correspondente a a) 1 V 64 b) 11 V 64 c) 45 V 64 d) 53 V 64 e) 61 V 64 Questão 14 Uma lanchonete serve suco de fruta em copos cônicos com 15 cm de altura e 8 cm de medida de diâmetro de borda, conforme mostra a figura a seguir. Dois amigos foram a essa lanchonete e dividiram igualmente entre si o conteúdo de uma dessas taças, que estava totalmente cheia. Considerando π = 3, determine a) a capacidade dessa taça, em litros. b) a distância da superfície do suco ao vértice da taça, após um dos amigos ter ingerido sua parte. Questão 15 (PDC) Na figura a seguir, tem-se a planificação da superfície lateral de um cone circular reto, com as medidas indicadas em centímetros. O volume do cone, em centímetros cúbicos, é a) 10π. b) 12π. c) 24π. d) 30π. CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA – (Aula 23 - Prof. Raul Brito) 41 VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência Questão 16 (PUC-MG) A região plana limitada por um triângulo retângulo cujos catetos medem, respectivamente, AB = 3 m e AC = 4 m gira em torno do cateto AC , segundo um ângulo de 30º. A medida do volume do sólido gerado por essa rotação, em metros cúbicos, é a) π . 6 c) π3 . 6 b) π. d) 2π. Questão 17 O centro O de uma esfera de raio R = 4 cm dista 13 cm de um ponto P de um plano α. A projeção ortogonal de O sobre α é o ponto M, tal que PM = 12 cm. Qual é a posição do plano em relação à esfera? Questão 18 (UFMG) Observe a figura. Uma plano intercepta uma esfera segundo um círculo de diâmetro AB . O ângulo AÔB mede 90º e o raio da esfera, 12 cm. O volume do cone de vértice O e de base de diâmetro AB é a) π 39 cm . b) π 336 2 cm . c) π 348 2 cm . d) π 3144 2 cm . e) π 31304 cm . Questão 19 (UNICAMP) O volume V de uma bola de raio r é dado pela fórmula = π 2 4V r 3 . a) Calcule o volume de uma borá de raio = 3r cm. 4 Dado: π = 22 . 7 b) Se uma bola de raio = 3r cm 4 é feita com um material, cuja densidade volumétrica (quociente da massa pelo volume) é de 5,6 g/cm3. Qual será a sua massa? Questão 20 Calcule o volume de chocolate que deverá ser utilizado para a cobertura de um bombom, supondo que a espessura dessa cobertura tenha 0,5 cm e que o recheio seja uma esfera com diâmetro igual a 3 cm. CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA AULA 24 – Prof Raul Brito VestCursos – Especialista em Preparação para Vestibulares de Alta Concorrência PROGRESSÃO ARITMÉTICA Introdução: Progressão Aritmética ou simplesmente PA é uma sequência numérica em que cada termo, a partir do segundo, é igual ao anterior somado com uma constante, chamada razão da progressão aritmética. Representação Matemática: ( )−1 2 3 4 n 1 na , a , a , a , ... a , a , ... A sequência acima é uma PA de razão r se: 2 1 3 2 n n 1a a a a ... a a ... r−− = − = = − = = De maneira geral podemos afirmar que: n n 1a a r−= + Fórmula do Termo Geral de uma PA Qualquer termo de uma PA pode ser obtido pela fórmula: = + − ⋅n 1a a (n 1) r Em que: 1a é o primeiro termo na é o enésimo termo n é o número de termos r é a razão da PA Atenção !!! Dados dois termos quaisquer na e ka de uma Progressão Aritmética, podemos relacioná-los a partir da seguinte expressão: n ka a (n k) r= + − ⋅ . Representações Especiais Podemos utilizar as seguintes representações de PA, que facilitam a resolução de alguns exercícios: PA de 3 termos → (x – r, x, x + r) razão: r PA de 4 termos → (x – 3r, x – r,
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