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1MATEMÁTICA Os sistemas lineares são utilizados para resolver problemas práticos. Além de equacioná-los e resolvê-los, é muito importante “discutir” o sistema, o que consiste em prever se ele é pos sível ou impossível. Em certos casos, quando uma ou mais equações depen dem de um “parâmetro”, é importante ve ri ficar em que condições o sistema admite soluções. Um dos critérios existentes para discutir um sistema é o Teorema de Rouché-Capelli. Este teorema utiliza o con ceito de característica de uma matriz. Para simplificar a apresentação deste conceito, abusando um pouco da lin guagem, escreveremos DETERMINANTE DE OR - DEM p, em lugar de determinante de uma matriz de ordem p. 1. Característica A característica de uma matriz M, não nula, é a má - xima ordem dos determinantes não todos nulos que podem ser extraídos de M. Em outras palavras, a carac - te rística de M é o número natural p � 1 se, e somente se: Na matriz M = , por exemplo, podem er extraídos determinantes de ordem 1, de ordem 2 e de ordem 3. Assim sendo, a característica dessa matriz pode ser 1, 2 ou 3. Existe pelo menos um deter mi nante de ordem 2 diferente de zero, por exemplo . Todos os determinantes de ordem 3 são iguais a zero, pois a primeira e a terceira linha são iguais e, portanto, a característica de M é 2. a) Existir pelo menos um determinante de ordem p diferente de zero. b) Forem nulos todos os determinantes de ordem maior que p. � 2 5 2 3 4 3 1 2 1 3 0 3� 2 5 3 4 2 5 2 1 2 1 3 0 3 e 3 4 3 1 2 1 3 0 3 , 2 5 2 3 4 3 3 0 3 , 2 5 2 3 4 3 1 2 1 Sistemas Lineares – Análise Combinatória – Probabilidade Módulos 17 – Característica de uma matriz, discus são de um sistema linear 18 – Característica de uma matriz, discus são de um sistema linear 19 – Sistema linear homogêneo 20 – Fatorial e número binomial 21 – Propriedades dos números binomiais 22 – Binômio de Newton – Desenvolvimento de (x + y)n 23 – Binômio de Newton – Desenvolvimento de (x + y)n 24 – Análise combinatória – Princípio da contagem e arranjos 25 – Permutações 26 – Combinações simples 27 – Arranjos, permutações e combinações: exercícios 28 – Arranjos completos e combinações completas 29 – Probabilidade – definição 30 – União de eventos 31 – Intersecção de eventos 32 – Lei binomial de probabilidade 17 e 18 Palavras-chave:Característica de uma matriz, discussão de um sistema linear • Matriz • Colunas • Matriz nula• Matriz unidade • Incógnitas C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 1 2. Como calcular Quando forem “visíveis” numa matriz as proprie da - des que anulam um determinante, o cálculo da carac - terís tica é rápido. Exemplo Na matriz são nulos todos os determinantes de ordem 5, por pos - suírem uma fila nula. Ao calcularmos a característica de M, podemos, então, eliminar esta linha. A característica de M é, portanto, a mesma da matriz Nesta matriz, são nulos todos os determinantes de or dem 4, pois a segunda e a quarta linhas são iguais. A carac terística de N, de modo análogo, é a mesma da matriz Nesta matriz, são nulos todos os determinantes de ordem 3, pois a terceira linha é o dobro da primeira. A característica de P é a mesma da matriz A característica de Q é 2, pois existe pelo menos um determinante de ordem 2 diferente de zero. Por exemplo: A característica da matriz inicial M é, portanto, igual a 2. 3. Teorema de Kronecker A característica de uma matriz é p se, e somente se: Na matriz M = , existe pelo me- nos um deter minan te de ordem 2 diferente de zero. Por exemplo: Dp = � 0. Os determinantes de ordem 3, que se obtêm orlando Dp, são todos nulos, pois: Portanto, a característica de M é 2. Observações a) Para obter os determinantes de ordem 3, orlando Dp, fixamos os elementos de Dp e copiamos os ele - mentos de uma das linhas restantes e uma das colunas restantes que estão em torno (na “orla”) de Dp. b) Se pelo menos um dos deter minantes de ordem 3 fosse di ferente de zero, a característica de M seria 3. 4. Teorema de Rouché-Capelli Seja o sistema linear: A Matriz Incompleta associada ao sistema é e a Matriz Completa é . Chamando de p a característica da M.I. e de q a característica da M.C. e sendo n o número de incógnitas, o teorema de Rouché-Capelli afirma que: �M = � 2 1 4 1 0 – 1 0 – 2 0 0 3 1 6 1 0 4 2 8 2 0 5 3 10 3 0 7 2 14 2 0 �N = � 2 1 4 1 – 1 0 – 2 0 3 1 6 1 4 2 8 2 5 3 10 3 7 2 14 2 �P = �214 – 1 0 – 2 3 1 6 4 2 8 5 3 10 7 2 14 �Q = �21 – 10 31 42 53 72 2 1 – 1 0 a) Existir um determinante de ordem p (Dp) diferente de zero. b) Forem nulos todos os determinantes de or dem p + 1 obtidos, orlan do Dp com uma das linhas restantes e uma das colunas restantes. � 2 5 7 3 4 7 1 – 2 – 1 3 0 3 � 2 5 3 4 = 0 e = 0 2 5 7 3 4 7 1 – 2 – 1 2 5 7 3 4 7 3 0 3 a11x1 + a12x2 + ................... a1nxn = b1 a21x1 + a22x2 + ................... a2nxn = b2 (S) � ................................................................... am1x1 + am2x2 + ................... amnxn = bm a11 a12 … a1n a21 a22 … a2n M.I. = � �.............................. am1 am2 … amn a11 a12 … a1n b1 a21 a22 … a2n b2M.C. = � �......................................... am1 am2 … amn bm p � q , S é Impossível p = q = n , S é Possível e Determinado p = q < n , S é Possível e Indeterminado 2 MATEMÁTICA C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 2 5. Como resolver um sistema determinado Se S é Possível e Determinado, a solução única pode ser obtida usando a Regra de Cramer ou qualquer outro método, observando que: a) Se o número de incógnitas (n) for igual ao número de equações (m), então o sistema S será normal. b) Se o número de incógnitas (n) for menor que o número de equações (m), devemos resolver o sistema normal S’ obtido de S abandonando m – n equações convenientes. 6. Como resolver um sistema indeterminado Para obter as infinitas soluções de um sistema S, possível e indeterminado, devemos: a) Retirar de S um novo sistema normal S’ com p equa ções e p incógnitas, abandonando algumas equa ções e passando para o segundo membro algu - mas incógnitas. b) Atribuir valores arbitrários às incógnitas que foram para o segundo membro. c) Resolver o sistema S’ utilizando a Regra de Cra - mer ou qualquer outro processo. 7. Grau de indeterminação O grau de indeterminação de um sistema possível e indeterminado é a diferença entre o número de incóg - nitas e a característica da matriz. É, portanto, o número n – p e corresponde ao número de incógnitas escolhidas arbitrariamente. 3MATEMÁTICA � Calcular a característica da matriz: Resolução Se p for a característica de , então: a) � 1 � = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 b) = –1 � 0 ⇒ p ≥ 2 c) = – 5 � 0 ⇒ p ≥ 3 d) Orlando este menor de ordem 3, obtemos: e) Sendo nulos todos os determinantes de ordem 4, concluí mos que a caracterís tica p é 3. Resposta: 3 � Calcular a característica da matriz Resolução Se p for a característica da matriz , então: a) � 1 � � 0 ⇒ p ≥ 1 b) � 0 ⇒ p ≥ 2 c) Orlando este determinante de ordem 2, temos: d) Se a = 2 e b = 5, então p = 2, pois todos os determinantes de ordem 3 são nulos. e) Sendo a � 2 ou b � 5, então p = 3, pois existe pelo menos um determinante de ordem 3 diferente de zero. Resposta: a = 2 e b = 5 ⇒ p = 2 a � 2 ou b � 5 ⇒ p = 3 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 1 2 0 3 = 0 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 0 – 1 4 2 = 0 � 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 0 – 1 4 2 1 2 0 3 � 1 2 0 0 – 1 4 1 3 1 1 2 0 – 1 � 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 0 – 1 4 2 1 2 0 3 � 1 5 2 a� 1 2 3 3 � 2 7 b 5 1 5 2 a � 1 2 3 3 � 2 7 b 5 1 1 5 2 1 1 2 5 2 7 2 3 b = 0 ⇔ b = 5 1 1 2 5 2 7 a 3 5 = 0 ⇔ a = 2 Exercícios Resolvidos – Módulos 17 e 18 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09Página 3 4 MATEMÁTICA Nas questões de � a �, calcular a característica de cada matriz. � RESOLUÇÃO: = 0 ⇒ |2| = 2 � 0 A característica da matriz é 1. � RESOLUÇÃO: = – 5 � 0 A característica da matriz é 2. � RESOLUÇÃO: = 0 = – 5 � 0 A característica da matriz é 2. � RESOLUÇÃO: = 5 � 0 A característica da matriz é 3. �21 42� 2 1 4 2 �12 31 45 08� 1 2 3 1 � 1 2 3 3 1 4 0 0 0 � 1 2 3 3 1 4 0 0 0 1 2 3 1 � 1 2 1 2 1 1 5 0 0 � 1 2 1 2 1 1 5 0 0 � Discutir o sistema Resolução a) A característica p da matriz MI = é 2, pois � 0 b) A característica q da matriz MC = é 3, pois � 0 c) p = 2, q = 3 ⇒ p � q ⇒ o sistema não tem solução. � Discutir e resolver o sistema Resolução a) A característica p da matriz MI = é 2, pois ⇒ 0 b) A característica q da matriz MI = é 2, pois = 0 c) p = q = n = 2 ⇒ sistema possível deter minado. d) Abandonando a terceira equação, resolve-se o sistema e) Resolvendo por substituição ou por elimi nação ou pela Regra de Cramer, obtém-se x = y = 1. � 11 2 2 – 1 1 � 1 1 2 – 1 � 11 2 2 – 1 1 3 0 3 � 1 1 2 2 – 1 1 3 0 3 � x + 2y = 3x – y = 0 � x + y = 12x – y = 1 3x + 2y = 5 � 12 3 1 – 1 2 � 12 1– 1 �12 3 1 – 1 2 1 1 5 � 12 3 1 – 1 2 1 1 5 x + 2y = 3 x – y = 0 2x + y = 3 � Exercícios Propostos – Módulo 17 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 4 5MATEMÁTICA Nas questões � e �, discutir e resolver (se tiver solução) cada sistema. � Discutir e resolver (se tiver solução) o sistema a seguir. RESOLUÇÃO: n = 2 MI = ⇒ = – 5 � 0 p = 2 MC = ⇒ = – 35 � 0 q = 3 p � q ⇒ S.I. Resposta: SI e V = Ø � RESOLUÇÃO: n = 2 MI = ⇒ = – 5 � 0 p = 2 MC = ⇒ = – 5 � 0 q = 2 p = q = n ⇒ SPD ⇔ ⇔ Resposta: SPD e V = {(–1, 5)} � x + 2y = 9 3x + y = 2 2x – y = 0 � 1 3 2 2 1 –1 � � 1 3 2 1 � 1 3 2 2 1 –1 9 2 0 � � 1 3 2 2 1 –1 9 2 0 � x + 2y = 9 3x + y = 2 2x – y = – 7 � 13 2 2 1 –1 � � 1 3 2 1 � 1 3 2 2 1 –1 9 2 –7 � � det MC = 0 (L3 = L2 – L1) 1 3 2 1 �3x + y = 22x – y = – 7 �3x + y = 2x = – 1 �x = – 1y = 5 � Discutir e resolver (se tiver solução) o sistema a seguir. RESOLUÇÃO: n = 3 MI = ⇒ = 4 � 0 p = 2 MC = ⇒ = 16 q = 2 p = q < n ⇒ SPI Fazendo-se z = α, temos: ⇒ Resposta: SPI e V = {(6 – 2α; – 1 – α; α), ∀α ∈ �} � Para que o sistema linear seja possível e determinado, é necessário que a) m = 0 ou m = – 1 b) m = – 1 ou m = 2 c) m � – 1 e m � 2 d) m � 0 e m � 2 e) m � 0 e m � – 1 RESOLUÇÃO: SPD ⇒ det MI � 0 ⇔ m2 + m � 0 ⇔ m � 0 e m � – 1 Resposta: E x + y + 3z = 5 x – y + z = 7� 1 –1 3 1��11 1–1 31� 3 1 5 7��11 1–1 31 57� x = 6 – 2α y = – 1 – α� x + y = 5 – 3α x – y = 7 – α� mx + y + z = 1 x – z = – 1 – x + my + z = 3 � n = 3 m 1 1 MI = � 1 0 –1 � –1 m 1 � Exercícios Propostos – Módulo 18 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 5 � O sistema nas incógnitas x e y tem infinitas soluções. O valor de a + b é: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 8 RESOLUÇÃO: ⇔ Para que o sistema tenha infinitas soluções, devemos ter: ⇔ ⇒ a + b = 8 Resposta: E � Considere o sistema abaixo nas variáveis x, y e z. Sobre este sistema, podemos afirmar que a) possui uma única solução. b) possui exatamente três soluções. c) possui infinitas soluções. d) não possui soluções. e) não possui soluções ou possui infinitas soluções. RESOLUÇÃO: Como MI = e MC = As características p e q dessas matries são menores ou iguais a 2. Assim, se p = q = 1 ou p = q = 2, o sistema é possível e indeterminado e se p ≠ q, o sistema é impossível. Resposta: E Sr. Professor, faça uso deste exercício para mostrar a importância de se conhecer o Teorema de Rouché-Capelli. � Um dos grandes problemas enfrentados nas rodovias brasileiras é o excesso de carga trans portada pelos caminhões. Dimensionado para o tráfego dentro dos limites legais de carga, o piso das estradas se deteriora com o peso excessivo dos caminhões. Além disso, o excesso de carga interfere na capacidade de fre - nagem e no funcionamento da suspensão do veículo, causas fre quentes de acidentes. Ciente dessa responsabilidade e com base na experiência ad - quirida com pesagens, um caminhoneiro sabe que seu cami - nhão pode carregar no máximo 1 500 telhas ou 1 200 tijolos. Considerando esse caminhão carregado com 900 telhas, quan - tos tijolos, no máximo, podem ser acrescentados à carga de modo a não ultrapassar a carga máxima do caminhão? a) 300 tijolos b) 360 tijolos c) 400 tijolos d) 480 tijolos e) 600 tijolos RESOLUÇÃO: Sendo x e y, respectivamente, os “pesos” de uma telha e de um tijolo, tem-se: I) 1 500x = 1 200y ⇔ x = y II) O caminhão poderá receber (1 500 – 900) telhas = 600 telhas que “pesam” 600x = 600 . y = 480y, que correspondem a 480 tijolos. Resposta: D � x + ay = 6x + 2y = b � x + ay = 6 x + 2y = b � x + ay = 6 (a – 2) y = 6 – b � a – 2 = 0 6 – b = 0 � a = 2 b = 6 4 ––– 5 4 ––– 5 � ax + by + cz = dex + fy + gz = h � a b ce f g � � a b c d e f g h � 6 MATEMÁTICA C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 6 7MATEMÁTICA Seja S um sistema linear homogêneo com m equações a n incógnitas e sejam p e q as características das matrizes incompleta e completa, respectivamente: Sendo nula a última coluna da matriz completa, con - clui-se que p = q. Sendo nulos os segundos membros de todas as equações, conclui-se que a ênupla (0, 0, ..., 0) é solução de qualquer sistema linear homogêneo. É a chamada solução trivial. Assim sendo: a) Todo sistema linear homogêneo é possível pois p = q sempre. b) Todo sistema linear homogêneo admite pelo menos a solução trivial (0, 0, ...,0). c) Se p = n, o sistema é determinado e a única solução é a trivial. d) Se p < n, o sistema é indeterminado e admite outras soluções, além da trivial. a11x1 + a12x2 + ...................... + a1nxn = 0 a21x1 + a22x2 + ...................... + a2nxn = 0 .......................................................................... am1x1 + am2x2 + ...................... + amnxn = 0 �S Nas questões de � a �, discutir e resolver cada sistema. � Resolução n = 2 MI = det MI = 9 – 10 = – 1 ⇒ SPD Resposta: SPD e V = {(0; 0)} � Resolução n = 3 MI = det MI = 20 � 0 ⇒ SPD Resposta: SPD e V = {(0; 0; 0)} � Resolução I) = 0, pois L3 = L1 + L2 Logo, o sistema admite outras soluções além da trivial (SPI). II) Abandonando a última equação e fazendo z = α, temos: Resposta: SPI e V = – ; ; α , α ∈ � � Resolução Observando que = 0 ⇔ 3a + 12 = 0 ⇔ a = – 4 concluímos, que: a) Para a � – 4, o sistema é possível e determinado e a única solução é a trivial ⇒ V = {(0; 0)}. b) Para a = – 4, o sistema é possível e indeterminado e as soluções são do tipo ⇒ V = {(k; – 2k); k ∈ �} � x + 5y = 02x + 9y = 0 �12 5 9 � � x + y + 3z = 03x – y + 2z = 0 2x + 2y + z = 0 1 3 2 1 –1 2 3 2 1 � � x + 2y + z = 02x + y + 3z = 0 3x + 3y + 4z = 0 1 2 3 2 1 3 1 3 4 � x + 2y + α = 02x + y + 3α = 0 ⇔ � x + 2y = – α 2x + y = – 3α ⇔ � 5 x = – –––– α 3 α y = –––– 3 �� 5α——3 α — 3 � �ax – 2y = 0 6x + 3y = 0 a 6 –2 3 � x = ky = – 2k � 19 Palavras-chave: Sistema linear homogêneo • Solução trivial Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 7 8 MATEMÁTICA � Resolver o sistema RESOLUÇÃO: O sistema linear é homogêneo e D = = 3 0, assim, o sisgtema é possível e determinado, portanto, a única solução é a trivial (0; 0; 0). Resposta: V = {(0; 0; 0)} � Discutir e resolver o sistema RESOLUÇÃO: a) A característica p da matriz é 2, pois � 0 e = 0 b) Sendo p = q = 2 < n = 3, concluímos que o sistema é possível e indeter mina do. c) Fazendo z = k e abandonando a última equação, temos: d) Se x = k, y = – 3k e z = k, então V = {(k, – 3k, k)}, k ∈ R. e) Observe que (0; 0; 0), (1; – 3; 1) e (2; – 6; 2) são algumas das infinitas soluções do sis tema.� Determinar m para que o sistema tenha apenas a solução trivial RESOLUÇÃO: a) Só a solução trivial ⇔ SPD ⇔ p = n = 3 b) p = 3 ⇒ ≠ 0 ⇔ m ≠ 4 Resposta: m ≠ 4 � Na aferição de um novo semáforo, os tempos são ajus tados de modo que, em cada ciclo completo (verde-ama relo-vermelho), a luz amarela permaneça acesa por 5 se gundos, e o tempo em que a luz verde permaneça acesa seja igual a do tempo em que a luz vermelha fique acesa. A luz verde fica acesa, em cada ciclo, durante X segundos e cada ciclo dura Y segundos. Qual é a expressão que representa a relação entre X e Y? a) 5X – 3Y + 15 = 0 b) 5X – 2Y + 10 = 0 c) 3X – 3Y + 15 = 0 d) 3X – 2Y + 15 = 0 e) 3X – 2Y + 10 = 0 RESOLUÇÃO: Seja Z o tempo que a luz vermelha fica acesa, em cada ciclo. De acordo com o enunciado: I) X = . Z ⇔ Z = II) X + 5 + Z = Y ⇒ X + 5 + = Y ⇔ 5X – 2Y + 10 = 0 Resposta: B x + 2y + 3z = 0�2x + 7y + z = 0 3x + 9y + 5z = 0 x + 2y + 3z = 0� 2x + 7y + z = 0 3x + 9y + 5z = 0 2 ––– 3 3X ––– 2 2 ––– 3 3X ––– 2 1 2 3 2 7 9 3 – 1 – 5 2x + y + z = 0 x – y – 4z = 0 4x – y – 7z = 0 � 2 1 4 1 –1 –1 1 – 4 –7 � 23 57 2 1 4 1 – 1 – 1 1 – 4 – 7 2x + y – k x = k� ⇔ � x – y = 4k y = – 3k 2x + y + 3z = 0 � 3x + 2y + z = 0 5x + 3y + mz = 0 2 3 5 1 2 3 3 1 m � Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 8 9MATEMÁTICA 1. Fatorial O fatorial de um número natural n, representado pelo símbolo n! (lê-se: n fatorial ou fatorial de n), é um número definido por: , ∀n ∈ �* Observe que é uma definição por recorrência, ou seja, cada fatorial é calculado com a utilização do fatorial anterior. Assim: De um modo geral, pois, temos: Exemplos 1. Calcular 5! Resolução 5! = 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 120 2. Calcular Resolução = = 6 . 5 = 30 2. Número binomial Sendo n e k dois números naturais, o número binomial de ordem n e classe k, ou simplesmente o binomial n sobre k, representado pelo símbolo , é um novo número natural definido por: , se n � k , se n < k Exemplos a) = = = = 10 b) = = = 35 3. Binomiais complementares Os números binomiais e , chamados complementares, são iguais. Simbolicamente, supondo n � k: Demonstração ⇒ ⇒ Consequência da propriedade Se os números naturais n, k e p forem tais que n � k e n � p, então: Exemplo Resolva a equação = � 0 Resolução = � 0 ⇔ 2x + 1 = 7 – x ou 2x + 1 + 7 – x = 17 ⇔ x = 2 ou x = 9 O número 9 não é raiz pois para x = 9 o número 7 – x não é natural. Resposta: V = {2} 0! = 1 n! = n . (n – 1)! 0! = 1 1! = 1 . 0! = 1 . 1 = 1 2! = 2 . 1! = 2 . 1 3! = 3 . 2! = 3 . 2 . 1! = 3 . 2 . 1 4! = 4 . 3! = 4 . 3 . 2! = 4 . 3 . 2 . 1 n! = n . (n – 1)! = n . (n – 1) . (n – 2)! = ... n! = n . (n – 1) . (n – 2) ... 3 . 2 . 1 6! ––– 4! 6! ––– 4! 6 . 5 . 4! ––––––––– 4! n� �k n n!� � = ––––––––––– k k! (n – k)! n� � = 0k 5� �3 5! –––––––– 3!(5 – 3)! 5!–––––– 3! 2! 5 . 4 . 3!/ –––––––– 3!/ 2 . 1 7� �4 7! ––––– 4!3! 7 . 6 . 5 . 4!/ –––––––––––– 4!/ . 3 . 2 . 1 n� �k n� �n – k n n� � = � �k n – k n n!� � = ––––––––––––k k!(n – k)! n n! n!� � = ––––––––––––––––––– = –––––––––n – k (n – k)![n – (n – k)]! (n – k)!k! n n� � = � �k n – k n n� � = � � , k = p ou k + p = nk p 17 � �2x + 1 17 � �7 – x 17 � �2x + 1 17 � �7 – x 20 Palavras-chave: Fatorial e número binomial • Número natural • Fatorial C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 9 10 MATEMÁTICA � O valor de é: a) 45 b) 60 c) 80 d) 90 e) 100 RESOLUÇÃO: = = 90 Resposta: D � O valor da expressão é: a) 352 b) 362 c) 372 d) 382 e) 392 RESOLUÇÃO: = = = = 36 . (37 – 1) = 362 Resposta: B 10 !____ 8! 10 !____ 8! 10 . 9 . 8 !__________ 8! 37 ! – 36 !__________ 35! 37 ! – 36 !__________ 35! 37 . 36 . 35! – 36. 35!_____________________ 35! 35! (37 . 36 – 36)________________ 35! � (ESPM – MODELO ENEM) – A expressão equivale a a) 4 . 13! b) 4! . 13! c) 15! d) 16 . 13! e) 16! Resolução = = = 2 . 1 . 2 . 2 . 2 . 7 . 6 . 5 . 13! = 2 . 2 . 2 . 2 . 3 . 5 . 2 . 7 . 13! = = 16 . 15 . 14 . 13! = 16! Resposta: E � (MODELO ENEM) – De uma reunião participam n pessoas (n ≥ 2). Se todas elas se cumprimentam com um aperto de mãos, então o total de apertos de mãos é dado por = Se em uma festa todos os presentes se comprimentarem com um aperto de mãos e foram registrados 190 cumprimentos desse tipo, quantas pessoas estavam presentes no local? a) 15 b) 18 c) 20 d) 24 e) 26 Resolução = 190 ⇒ = 190 ⇒ ⇒ = 190 ⇒ = 190 ⇒ ⇒ n2 – n – 380 = 0 ⇒ n = 20, pois n ∈ �. Resposta: C � Calcule o valor de cada número binomial dado a seguir. a) b) c) d) Resolução a) = = = 792 b) = = = 792 c) = = 1 d) = = 1 �125� 2 . 1 . 8 . 7 . 6 . 5 . 4! . 13! ––––––––––––––––––––––––––– 4! 2! . 8! . 13! ––––––––––––– 4! 2! . 8! .13! ––––––––––– 4! � 127 � � 50 � � 55 � � 125 � 12! ––––––– 5! 7! 12 . 11 . 10 . 9 . 8 . 7! ––––––––––––––––––––– 5 . 4 . 3 . 2 . 1 . 7! � 127 � 12! ––––––– 7! 5! � 12 5 � � 50 � 5! ––––––– 0! 5! � 55 � 5! ––––––– 5! 0! � n2 � n! ––––––––– 2! (n – 2)! � n2 � n! ––––––––––– 2! . (n – 2)! n(n – 1)(n – 2)! ––––––––––––––– 2! . (n – 2)! n2 – n –––––––– 2 Exercícios Propostos Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 10 � Simplificando , com n ∈ �*, obte mos: a) n + 1 b) n c) n – 1 d) n(n – 1) e) (n + 1) . n RESOLUÇÃO: (n + 1)! (n + 1) . n . (n – 1)! –––––––––––––––– = –––––––––––––––––––– = n (n + 1) . (n – 1)! (n + 1) . (n – 1)! Resposta: B Nas questões de � a �, calcular os números bino miais. � = RESOLUÇÃO: = = = 56 � = RESOLUÇÃO: = = 56 Obs.: = , pois são números binomiais complementares. � = RESOLUÇÃO: = = 1, obs.: = 1, ∀n ∈ � = RESOLUÇÃO: = = 1, obs.: = 1, ∀n ∈ � = RESOLUÇÃO: = = = 9, obs.: = n, ∀n ∈ � � = RESOLUÇÃO: = 0, obs.: = 0, quando n ∈ �, k ∈ � e n < k � Resolver, em �, a equação = � 0. RESOLUÇÃO: 2x – 5 = x ⇔ x = 5 ou 2x – 5 + x = 13 ⇔ x = 6 Resposta: V = {5; 6} 8� �3 8� �3 8! ––––––– 3! 5! 9� �0 9� � 0 9! ––––––– 0! 9! 9� �9 9� � 9 9! ––––––– 0! 9! 5� �8 5� � 8 8� �5 8� �3 n� � 0 n� � n n� � k 9� �1 9� � 1 n� � 1 9! ––––––– 1! 8! 9 . 8! ––––––– 1 . 8! 13� �2x – 5 13� �x 8� �5 8! ––––––– 5! 3! 8� � 5 8 . 7 . 6 . 5! ––––––––––––– 5! . 3 . 2 . 1 (n + 1)! –––––––––––––– (n + 1) . (n – 1)! 11MATEMÁTICA C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 11 12 MATEMÁTICA 1. Relação de STIFEL Se n ∈ �*, k ∈ �* e n � k então: Demonstração Observação 2. Relação de FERMAT Se n ∈ �, k ∈ � e n ≥ k, então: Demonstração a) . = . = = b) = c) De (a) e (b), concluiu-se que: . = Observação 3. Binomiais do tipo e e , ∀n ∈ � Demonstração a) = = = 1 b) = = = 1 4. Triângulo de Pascal Definição É uma tabela formada por números binomiais, do tipo , dispostos de tal forma que os binomiais de mes mo n situam-se na mesma linha e os de mesmo k na mesma coluna. … n� �k + 1 n – k ––––– k + 1 n� �k n! ––––––––––––––––– (k + 1)! (n – k – 1)! n� �k + 1 n! –––––––––––––––– (k + 1)!(n – k– 1)! n – k ––––– k + 1 n! ––––––––– k!(n – k)! n – k –––––– k + 1 n� �k n n – k n� � . –––––– = � � k k + 1 k + 1 A principal aplicação da Relação de Stifel é na construção do Triângulo de Pascal, como vere - mos no item 5. n – 1 n –1 (n – 1)! (n – 1)!� �+� �= ––––––––––– + –––––––––––– = k – 1 k (k –1)!(n–k)! k!(n – k – 1)! k . (n – 1)! + (n – k) . (n – 1)! = –––––––––––––––––––––––––– = k!(n – k)! [k + (n – k)] . (n – 1)! = –––––––––––––––––––– = k!(n – k)! n . (n – 1)! n! n = ––––––––––– = ––––––––– = � �k!(n – k)! k!(n – k)! k n – 1 n – 1 n� � + � � = � �k – 1 k k A Relação de Fermat permite calcular, de uma maneira muito sim ples, os coeficientes do desen vol vimento de (x + y) n. É o que veremos no item 2.d do módulo 22. n� �n n� �0 n� � = 1n n� � = 10n! ––––– 1 . n! n! ––––– 0!n! n� �0 n! ––––– n! . 1 n! ––––– n!0! n� �k �00� �11�� 1 0� �22�� 2 1�� 2 0� �33�� 3 2�� 3 1�� 3 0� �44�� 4 3�� 4 2�� 4 1�� 4 0� �nn�� n 4�� n 3�� n 2�� n 1�� n 0� n� �n 21 Palavras-chave:Propriedades dos números binomiais • Triângulo de Pascal • Linhas • Colunas • Diagonais C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 12 13MATEMÁTICA Construção do Triângulo de Pascal Uma maneira de construir o Triângulo de Pascal é calcular os números pela definição. Pode-se, en - tretanto, construir sem calcular cada um dos bino miais. Basta notar que: a) O primeiro e o último elemento de cada linha são sempre iguais a 1, pois: b) Os demais elementos de cada linha são obtidos usando a Relação de Stifel. Observe que os binomiais da relação + = , dispostos no Triângulo de Pascal, sugerem que Somando-se dois números binomiais consecutivos de uma mesma linha, o resultado encontra-se abaixo do binomial da direita. Observe a sequência da cons tru ção do triângulo: etc. 5. Propriedades do triângulo de Pascal a) Em qualquer linha, a partir da segunda, dois bi - no miais equidistantes dos extremos são iguais, pois são binomiais complementares. Exemplo A linha do triângulo correspondente a n = 5 é: b) A soma de todos os binomiais da linha n é 2n: Exemplo + + + + + = 25 = 32 1 1 1 1 1 1 2 3 + = 1 1 3 d) 1 1 1 1 1 1 1 2 3 + = 1 1 c) 1 1 1 1 1 1 1 2 + = 1 b) 1 1 1 1 1 1 1 . . . 1 1 1 1 a) n – 1 k – 1 n – 1 k n k + = ⇔ n – 1 k – 1 + n – 1 k = n k n – 1 0 n – 1 1 n – 1 2 . . . n – 1 k – 1 0 0 1 0 1 1 2 0 2 1 2 2 . . . + n – 1 k = . . . . . . n k – 1 n 0 n 1 n 2 n k . . . . n� �k n – 1� �k n – 1� �k – 1 0 1 2 n� � = � � = � � = ... = � � = 1, ∀n ∈ �0 0 0 0 0 1 2 n� � = � � = � � = ... = � � = 1, ∀n ∈ �0 1 2 n n� �k 1 1 1 1 1 1 2 3 4 + = 1 1 3 1 e) 1 5 10 10 5 1 n n n n� � + � �+ � � + … + � � = 2n0 1 2 n �55�� 5 4�� 5 3�� 5 2�� 5 1�� 5 0� C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 13 14 MATEMÁTICA c) A soma dos binomiais da coluna k, a partir do primeiro, é igual ao binomial localizado na próxima linha e na próxima coluna do último binomial somado. Exemplos Generalizando: d) A soma dos binomiais de uma diagonal (“para - lela” ao lado oblíquo do triângulo), a partir do primeiro, é igual ao binomial abaixo do último binomial somado. Exemplos Generalizando: k k + 1 k + 2 n n + 1 � �+ � �+ � � +…+� � = � �0 1 2 n – k n – k 2 3 4 5 � � + � � + � � = � �0 1 2 2 0 1 2 3 4 5 � � + � � + � � + � � + � � = � �0 1 2 3 4 4 1 0 2 0 3 0 4 0 1 1 2 1 3 1 4 1 4 4 5 4 5 5 5 0 5 1 5 3 3 3 4 3 2 2 3 2 4 2 5 2 0 0 + + + + + + = = k k + 1 k + 2 n n + 1 � �+ � �+ � � +…+ � � = � �k k k k k + 1 2 3 4 5 � � + � � + � � = � �2 2 2 3 0 1 2 3 4 5 � � + � � + � � + � � + � � =� �0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 2 2 3 2 4 2 5 2 3 3 4 3 5 3 4 4 5 4 + + + + + + == � Calcular Resolução Observando, pela Relação de Stifel, que , temos: Resposta: 969 � Calculando , obtém-se a) 120 b) 464 c) 495 d) 792 e) 912 Resolução = = + + + + = (soma na diagonal do triângulo de Pascal) = Resposta: C 19! 19.18.17 = ––––––– = ––––––––– = 969 16!.3! 3.2.1 18 18 19 = � � + � � = � � = 15 16 16 17 17 18 � � + � � + � � = 14 15 16 17 17 18 � � + � � = � �14 15 15 17 17 18 � � + � � + � �14 15 16 n + 7� �n 4 ∑ n = 0 n + 7� �n 4 ∑ n = 0 12� �4 11� �4 10� �3 9� �2 8� �1 7� �0 7� �0 8� �1 9� �2 10� �3 11� �4 12� �4 = 495 12 . 11 . 10 . 9 ––––––––––––– 4 . 3 . 2 . 1 = 12� �4 Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 14 15MATEMÁTICA � O triângulo de Pascal é uma tabela de números binomiais, dispostos como segue: Reescreva o triângulo, substituindo cada número binominal pe - lo seu valor, e em seguida verifique as seguintes proprie dades: dos binomiais equidistantes dos extremos (complementares), das linhas, das colunas e das diagonais. RESOLUÇÃO: Nas questões de � a �, completar: � + = RESOLUÇÃO: + = = = = 56 Resposta: 56 � + + + + + + = RESOLUÇÃO: + + + + + + = 26 = 64 Resposta: 64 4� �44� �34� �24� �14� �0 3� �33� �23� �13� �0 2� �22� �12� �0 1� �11� �0 0� �0 7� �37� �2 8 . 7 . 6 . /5! –––––––––––– 3 . 2 . 1 . /5! 8! ––––––––– 3! (8 – 3)! 8� �37� �37� �2 6� �66� �56� �46� �36� �26� �16� �0 6� �6 6� �5 6� �4 6� �36� �26� �1 6� �0 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 15 16 MATEMÁTICA � + + + + = RESOLUÇÃO: + + + + = = = = = 70 Resposta: 70 � + + + + = RESOLUÇÃO: + + + + = = 70 Resposta: 70 � Calcular o valor da expressão: RESOLUÇÃO: = = Resposta: 5 8� �4 7� �4 6� �35� �24� �1 3� �0 7� �46� �35� �24� �13� �0 5 10 . 23 + 2 . � � 3 10 . 8 + 2 . 10 100 –––––––––––––––––– = –––––––––––––––– = ––––– = 5 6 20 20� � 3 7� �36� �35� �34� �33� �3 8� �47� �3 6� �35� �34� �3 3� �3 8 . 7 . 6 . 5 . 4! –––––––––––––– 4! . 4 . 3 . 2 . 1 8! ––––––––– 4!(8 – 4)! 3 3 3 3 2 3 4 10�� � + � � + � � + � �� + 2�� � + � � + � ��0 1 2 3 2 2 2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2 3 4 5� � + � � + � � + � � 0 1 2 3 10 + + + +2 + + ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + + + �� 30 � � 3 1 � � 3 2 � � 3 3 � � 2 2 �� � 3 2 � � 4 2 ��� � 30 � � 3 1 � � 3 2 � � 3 3 � C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 16 17MATEMÁTICA 1. Desenvolvimento de (x + y)n Observando as identidades (x + y)0 = 1 (x + y)1 = 1 . x + 1 . y (x + y)2 = 1 . x2 + 2 . xy + 1 . y2 (x + y)3 = 1 . x3 + 3 . x2y + 3 . xy2 + 1 . y3 nota-se que, nas parcelas de cada desenvolvimento: a) as potências de x aparecem com expoentes em ordem decrescente; b) as potências de y aparecem com expoentes em ordem crescente; c) os coeficientes numéricos coincidem com os elementos das linhas do Triângulo de Pascal. A partir destas considerações, induz-se uma maneira genérica de desenvolver (x + y)n. É o Teorema do Binômio de Newton. 2. Teorema do Binômio de Newton a) Sendo x e y dois números reais e n um número natural, demonstra-se que: b) Utilizando o símbolo de somatório, pode-se também escrever: c) Número de parcelas: o desenvolvimento de (x + y)n tem n + 1 parcelas. d) Cálculo dos coeficientes: Os coeficientes numéricos , , , ..., podem ser calculados pela definição de Número Binomial ou então podem ser obtidos diretamente de cada linha do Triângulo de Pascal. A maneira mais prática de calcular os coeficientes, porém, é lembrar que o primeiro é sempre igual a 1 e que os demais são obtidos a partir do anterior pela Relação de Fermat, que é . = . Observe: e) Observando que (x – y)n = [x + (– y)n] e que (– y)0 = y0, (– y)1 = – y1, (– y)2 = y2, (– y)3 = – y3 etc., temos: n� �n n� �2 n� �1 n� �0 n� �k + 1 n – k�–––––�k + 1 n� �k n n (x + y)n = ∑ � � . xn – k . ykk k = 0 n n n n n (x + y)n = � � . xn . y0 + � � . xn – 1 . y1 + � � . xn – 2 . y2 + … + � � . xn – k . yk + … � � . x0 . yn0 1 2 k n T1 T2 T3 Tk + 1 Tn + 1 n n� � . (n – k) ÷(k + 1) = � �k k + 1 • ÷ =cada coeficiente expoente de x expoente de y aumentado de 1 coeficiente seguinte n n n n (x – y)n = � � . xny0 – � � . xn – 1y1 + � � . xn – 2y2 – � � xn – 3y3 + ...0 1 2 3 22 e 23 Palavras-chave:Binômio de Newton – Desenvolvimento de (x + y)n • Termo geral • Coeficientes • Expoentes C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 17 18 MATEMÁTICA 3. Termo geral Podemos concluir que o termo de ordem k + 1 do desen volvimento de (x + y)n feito segundo os expoen tes decrescentes de x, é: É importante observar que, no desenvolvimento de (x + y)n, feito segundo expoentes crescentes de x, o ter mo de ordem k + 1 é: 4. Soma dos coeficientes A soma dos coeficientes numéricos do desenvol vi men to de (ax + by)n, com a e b constantes, obtém-se fazendo x = y = 1. A soma vale, portanto, (a . 1 + b . 1)n, ou seja, (a + b)n. n Tk + 1 = � � . xn – k . ykk n Tk + 1 = � � . xk . yn – kk n n n n n (x + y)n = � � . xn . y0 + � � . xn – 1 . y1 + � � . xn – 2 . y2 + … +� � . xn – k . yk + … � � . x0 . yn0 1 2 k n T1 T2 T3 Tk + 1 Tn + 1 Exercícios Resolvidos – Módulos 22 e 23 � (UNIOESTE – MODELO ENEM) – O valor da expressão 1534 – 4 . 1533 . 3 + 6 . 1532 . 32 – 4 . 153 . 33 + 34 é igual a: a) 153(153 – 3)3 + 3 b) 1474 c) 154 . 34 d) 1534 e) 154 . 104 Resolução 1534 – 4 . 1533 . 3 + 6 . 1532 . 32 – 4 . 153 . 33 + 34 = (153 – 3)4 = 1504 = (15 . 10)4 = 154 . 104 Resposta: E � O quarto termo do desenvolvimento de (2x + y)8, feito segundo os expoentes decres centes de x, é igual a: a) 56x5y3 b) 36x3y5 c) 1792x5y3 d) 1792x3y5 e) 2240x4y4 Resolução Como Tk + 1 = � �xn – kyk para (x + y)n, temos: T4 = � � (2x)5 . y3 = 56 . 32x5y3 = 1792x5y3 Resposta: C � Considerando o desenvolvimento do binô mio x2 – 10 , calcule: a) o termo médio. b) o termo independente de x. Resolução a) Como o desenvolvimento tem 10 + 1 = 11 termos, o termo médio é o sexto. Tk+1 = x n – k . yk T6 = (x 2)10 – 5 . (– x– 3)5 = – 252 . x – 5 = – b) Tk + 1 = (x 2)10 – k . (– x– 3)k = . x20 – 2k . (– 1)k . x– 3k = = (– 1)k . x20 – 5k 20 – 5k = 0 ⇒ k = 4 O termo independente de x é (– 1)4 . x0 = 210. Respostas: a) – b) 210 n k 8 3 � 1–––x3 � n� �k 10� �5 252 ––––– x5 10� �k 10� �k 10� �k 10� �4 252 ––––– x5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 18 19MATEMÁTICA Nas questões de � a �, desenvolver: � (x + y)0 = 1 � (x + y)1 = x + y � (x + y)2 = x2 + 2xy + y2 � (x + y)3 = x3 + 3x2y + 3xy2 + y3 � (x + y)4 = x4 + 4x3y + 6x2y2 + 4xy3 + y4 � (x + y)5 = 1x5 + 5x4y + 10x3y2 + 10x2y3 + 5xy4 + 1y5 (x – y)5 = x5 – 5x4y + 10x3y2 – 10x2y3 + 5xy4 – y5 (x + y)6 = x6 + 6x5y + 15x4y2 + 20x3y3 + 15x2y4 + 6xy5 + y6 � (x – y)6 = x6 – 6x5y + 15x4y2 – 20x3y3 + 5x2y4 – 6xy5 + y6 � (MODELO ENEM) – O valor da expressão E = (99)5 + 5 . 994 + 10 . 993 + 10 . 992 + 5 . 99 + 1 é igual a: a) 99999 b) 1009 c) 1099 d) 1010 e) 105 RESOLUÇÃO: E = (99)5 + 5 . 994 + 10 . 993 + 10 . 992 + 5 . 99 + 1 = = (99 + 1)5 = 1005 = (102)5 = 1010 Resposta: D Exercícios Propostos – Módulo 22 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 19 20 MATEMÁTICA � Calcular o quarto termo do desenvolvimento de (x + 2y)10, feito segundo os expoentes decrescentes de x. RESOLUÇÃO: Tk + 1 = . x 10 – k . (2y)k T4 = Tk + 1 → k = 3 T4 = . x 10 – 3 . (2y)3 = . x7 . 23 . y3 = = . x7 . 8y3 = 960x7y3 Resposta: 960x7y3 � Calcular o termo de grau 9 no desenvolvimento de RESOLUÇÃO: I) Tk + 1 = . (x 2)12 – k . k = = . x24 – 2k . x– 3k = . x24 – 5k II) 24 – 5k = 9 ⇔ 5k = 15 ⇔ k = 3 III) T4 = . x 9 = . x9 = . x9 = 220x9 Resposta: 220x9 � Calcular o termo independente de x no desenvol vimento de RESOLUÇÃO: I) Tk + 1 = . (x 4)10 – k . k = = . x40 – 4k . x– k = . x40 – 5k II) 40 – 5k = 0 ⇔ 5k = 40 ⇔ k = 8 5 III) T9 = . x 0 = = = 45 1 Resposta: 45 � A soma dos coeficientes dos termos do desen vol vimento de (2x + y)6 é: a) 81 b) 7776 c) 729 d) 2048 e) 243 RESOLUÇÃO: Fazendo x = y = 1, temos: (2 + 1)6 = (3)6 = 729 Resposta: C 10 . 9 . 8 . 7! ––––––––––––– 3 . 2 . 1 . 7! 10! –––––– 3! . 7! 10� �3 10� �k 1 12�x2 + –––�x3 �1–––x3� 12� �k 12 . 11 . 10 . 9! –––––––––––––– 3 . 2 . 1 . 9! 12! ––––––– 3! . 9! 12� �k 12� �k 12� �3 1 10�x4 + ––�x �1–––x�10� �k 10� �k 10� �k 10 . 9 ––––––– 2. 1 10� �2 10� �8 Exercícios Propostos – Módulo 23 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 20 21MATEMÁTICA 1. Princípio fundamental da contagem Os problemas de Análise Combinatória são, basica - mente, problemas de contagem. A abordagem destes proble mas é baseada num fato, de fácil com prova ção, denominado Princípio Fundamental da Contagem ou, simples mente, Regra do Produto, enunciado e exem - plificado a seguir. Enunciado Um acontecimento é composto de dois estágios su - ces sivos e independentes. O primeiro estágio pode ocor - rer de m modos distintos; em seguida, o segundo es tá - gio pode ocorrer de n modos distintos. Nestas condições, dizemos que “o número de maneiras dis tin tas de ocor - rer este acontecimento é igual ao produto m . n”. Exemplo Um estudante, ao se inscrever no Concurso para Vestibular, deve escolher o Curso e a Faculdade que deseja cursar. Sabe-se que existem cinco cursos pos - síveis: Engenharia, Medicina, Odontologia, Arquite tura e Direito. Cada curso pode ser feito em três faculdades possíveis: Estadual, Federal e Particular. Qual é o número total de opções que o estudante pode fazer? Resolução De acordo com o Princípio Fundamental da Conta - gem, o número total de opções que o estudante pode fazer é 5 x 3, ou seja, 15. Podemos ilustrar estas 15 op - ções com o auxílio da árvore de possibilidades, obser - vando que, para cada um dos cinco cursos pos síveis (E, M, O, A, D), existem três faculdades possíveis (E, F, P). Generalizações Quando um acontecimento for composto por k está - gios sucessivos e in depen dentes, com, respectiva mente, n1, n2, n3, ..., nk possibilidades cada, o número total de ma neiras distintas de ocorrer este acontecimento é n1 . n2 . n3 . ... . nk. 2. Técnicas de contagem Seja A = {a; b; c; d; ...; j} um conjunto formado por 10 elementos distintos, e consideremos os “agrupa men tos ab, ac e ca”. Os agrupamentos ab e ac são considerados sempre distintos, pois diferem pela natureza de um elemento. Os agrupamentos ac e ca, que diferem apenas pela ordem de seus elementos, podem ser considerados distintos ou não. Se, por exemplo, os elementos do conjunto A fo rem pontos, A = {A1, A2, A3, ..., A10}, e ligando estes pontos desejarmos obter retas, então os agrupamentos A1A2 e A2A1 são iguais, pois representam a mesma reta. Se, por outro lado, os elementos do conjunto A forem algarismos, A = {0, 1, 2, 3, ..., 9}, e com estes algarismos desejarmos obter números, então os agru - pamentos 12 e 21 são distintos, pois representam núme ros diferentes. Do que foi exposto, podemos concluir que: a) Existem problemas de contagem em que os agru - pa mentos, a serem contados, são considerados distin - tos, apenas quando diferem pela natureza de pelo menos um de seus elementos. É o caso em que ac = ca. Escolha do Curso Escolha da Faculdade Resultado E F P E F P E F P E F P E F P D A O M E E E E F E P M E M F M P O E O F O P A E A F A P D E D F D P 24 Palavras-chave:Análise combinatória – Princípio da contagem e arranjos • Contagem • Sequências C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:09 Página 21 22 MATEMÁTICA Neste caso, os agrupamentos são chamados com - binações. Caso típico O conjunto A é formado por pontos e o problema é saber quantas retas esses pontos determinam. b) Existem problemas de contagem em que os agru - pa men tos, a serem contados, são considerados distin - tos, quando diferem tanto pela natureza como pela ordem de seus elementos. É o caso em que ac � ca. Neste caso, osagrupamentos são chamados arran jos. Caso típico O conjunto A é formado por algarismos e o pro ble - ma é contar os números por eles determinados. 3. Arranjos simples Definição Seja A um conjunto com n elementos e k um natural menor ou igual a n. Chamam-se arranjos simples k a k, dos n elementos de A, os agrupamentos, de k elementos distintos cada, que diferem entre si ou pela natureza ou pela ordem de seus elementos. Cálculo do número de arranjos simples Na formação de todos os arranjos simples dos n elementos de A, tomados k a k, temos: n possibilidades na escolha do 1o. elemento; n – 1 possibilidades na escolha do 2o. elemento, pois um deles já foi usado; n – 2 possibilidades na escolha do 3o. elemento, pois dois deles já foram usados; n – (k – 1) possibilidades na escolha do ko. ele - mento, pois k – 1 deles já foram usados; Pelo Princípio Fundamental da Contagem, represen - tando com o símbolo An, k o número total de arranjos simples dos n elementos de A (tomados k a k), temos: (é o produto de k fatores) Multiplicando e dividindo por (n – k)!: n(n – 1) (n – 2) . ... . (n – k + 1) . (n – k)! An,k = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––, (n – k)! notamos que n(n – 1)(n – 2) . ... . (n – k + 1) . (n – k)! = n!; assim, podemos também escrever n! An,k = –––––––– (n – k)! An,k = n . (n – 1) . (n – 2) . ... . (n – k + 1) � Jogar baralho é uma atividade que estimula o raciocínio. Um jogo tradicional é a Paciência, que utiliza 52 cartas. Inicialmente são formadas sete colunas com as cartas. A primeira coluna tem uma carta, a segunda tem duas cartas, a terceira tem três cartas, a quarta tem quatro cartas, e assim sucessivamente até a sétima coluna, a qual tem sete cartas, e o que sobra forma o monte, que são as cartas não utilizadas nas colunas. A quantidade de cartas que forma o monte é a) 21. b) 24. c) 26. d) 28 e) 31. Resolução A quantidade de cartas que forma o monte é 52 – (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7) = 52 – 28 = 24 Resposta: B � (UNESP – MODELO ENEM) – Uma rede de supermercados fornece a seus clientes um cartão de crédito cuja identificação é forma - da por 3 letras distintas (dentre 26), seguidas de 4 algaris mos distintos. Uma determinada cidade receberá os cartões que têm L como terceira letra, o último algarismo é zero e o pe núltimo é 1. A quantidade total de cartões dis tintos oferecidos por tal rede de supermer cados para essa cidade é a) 33 600 b) 37 800 c) 43 200 d) 58 500 e) 67 600 Resolução A numeração dos cartões dessa cidade é do tipo A primeira letra pode ser escolhida entre as 25 res tan tes e a segunda letra entre as 24 res tantes. O primeiro algarismo pode ser esco lhido entre os 8 res tantes e o segundo entre os sete restantes. Desta forma, o número de cartões é 25 . 24 . 8 . 7 = 33 600 Resposta: A Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 22 23MATEMÁTICA � (FUVEST) – Uma caixa automática de banco só trabalha com notas de 5 reais e 10 reais. Um usuário deseja fazer um saque de 100 reais. De quantas maneiras diferentes a caixa eletrônica poderá fazer esse pagamento? a) 5 b) 6 c) 11 d) 15 e) 20 RESOLUÇÃO: Resposta: C � Num avião, uma fila tem 7 poltronas dispostas como na figura abaixo. corredor corredor Os modos de João e Maria ocuparem duas poltronas dessa fila, de modo que não haja um corredor entre eles, são em número de: a) 6 b) 7 c) 8 d) 10 e) 12 RESOLUÇÃO: 10 modos Resposta: D J M M J J M M J J M M J J M M J M J J M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 � O código de barras, contido na maior parte dos pro dutos industrializados, consiste num conjunto de várias barras que podem estar preenchidas com cor escura ou não. Quando um leitor óptico passa sobre essas barras, a leitura de uma barra clara é con vertida no número 0 e a de uma barra escura, no número 1. Observe a seguir um exem plo simplifi cado de um código em um sistema de código com 20 barras. Se o leitor óptico for passado da esquerda para a direita, irá ler: 01011010111010110001. Se o leitor óptico for passado da direita para a esquer da, irá ler: 10001101011101011010. No sistema de código de barras, para se organizar o processo de leitura óptica de cada código, deve-se levar em consideração que alguns códigos podem ter leitura da esquerda para a direita igual à da direita para a esquer da, como o código 00000000111100000000, no sistema descrito acima. Em um sistema de códigos que utilize apenas cinco bar ras, a quantidade de códigos com lei - tura da esquer da para a direita igual à da direita para a esquerda, descon siderando-se to das as barras claras ou todas as escuras, é: a) 14 b) 12 c) 8 d) 6 e) 4 Resolução Se um sistema de códigos utiliza apenas cinco barras, a quan tidade de códigos com leitura da esquerda para a direita igual à da direita para a esquerda, desconsi derando-se todas as barras claras ou todas as escuras, é 6, pois: 1) As barras A,B,C,D,E podem estar preen - chidas com cor escura ou não, ou seja, 2 possibilidades cada. 2) –A e E devem estar preenchidas com a mesma cor: 2 possibili dades. –B e D devem estar preenchidas com a mesma cor: 2 possibi lidades. –C tem 2 possibilidades de preenchimento. 3) Assim, existem 2.2.2 = 8 códigos com leitura da esquerda para a direita igual à da direita para a esquerda, das quais 2 têm todas as barras claras ou todas escuras. Logo, a resposta é 8 – 2 = 6. Resposta: D Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 23 24 MATEMÁTICA � Uma pesquisa realizada por estudantes da Faculdade de Estatística mostra, em horas por dia, como os jovens entre 12 e 18 anos gastam seu tempo, tanto durante a semana (de segunda-feira a sexta-feira), como no fim de semana (sábado e domingo). A seguinte tabela ilustra os resulta dos da pesquisa. De acordo com esta pesquisa, quantas horas de seu tempo gasta um jovem entre 12 e 18 anos, na semana inteira (de segunda-feira a domingo), nas atividades escolares? a) 20 b) 21 c) 24 d) 25 e) 27 RESOLUÇÃO: A quantidade de horas semanais, de segunda-feira a domingo, que um jovem de 12 a 18 anos gasta com atividades escolares é 5 . 5 + 2 . 1 = 27 Resposta: E � Uma senha de acesso a uma rede de computadores é formada por 3 letras escolhidas entre as seis primeiras do nosso alfabeto. Quantas senhas diferentes e de três letras distintas podem ser formadas com as letras citadas? RESOLUÇÃO: Letras ⇒ ↓ ↓ ↓Total de possibilidades ⇒ 6 . 5 . 4 = 120 = A6,3 Resposta: 120 � Existem vários sistemas de numeração, mas o mais comum, e que é frequentemente utilizado por nós, é o sistema de numeração decimal, no qual contamos com dez símbolos distintos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. Quantos números diferentes e de quatro algarismos distintos podem ser formados nesse sistema? RESOLUÇÃO: Condição: o algarismo dos milhares deve ser diferente de zero. Algarismos ⇒ ↓ ↓ ↓ ↓Total de possibilidades ⇒ 9 . 9 . 8 . 7 = 4536 ou A10,4 – A9,3 = 10 . 9 . 8 . 7 – 9 . 8 . 7 = 4536 Resposta: 4536 � O diretor de uma escola convidou os 280 alunos de terceiro ano a participarem de uma brincadeira. Suponha que existem 5 objetos e 6 personagens numa casa de 9 cô modos; um dos personagens esconde um dos objetos em um dos cômodos da casa. O objetivo da brincandeira é adivinhar qual objeto foi escondido por qual personagem e em qual cômodo da casa o objeto foi escondido. Todos os alunos decidiram participar. A cada vez um aluno é sorteado e dá a sua resposta. As respostas devem ser sempre distintas das anteriores, e um mesmo aluno não pode ser sor - tea do mais de uma vez. Se a resposta do aluno estiver correta, ele é declarado vencedor e a brincadeira é encerrada. O diretor sabe que algum aluno acertará a resposta porque há: a) 10 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. b) 20 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. c) 119 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. d) 260alunos a mais do que possíveis respostas distintas. e) 270 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. RESOLUÇÃO: O número total de possibilidades de uma persona gem esconder um dos 5 brinquedos em um dos 9 cômodos é 6 . 5 . 9 = 270. Já que as respostas devem ser sempre diferentes, algum aluno acertou a resposta porque “há 10 alunos a mais do que possíveis respostas distintas”. Resposta: A C D UM 3a.2a.1a. Rotina Juvenil Durante a semana No fim de semana Assistir à televisão 3 3 Atividades domésticas 1 1 Atividades escolares 5 1 Atividade de lazer 2 4 Descanso, higiene e alimentação 10 12 Outras atividades 3 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 24 25MATEMÁTICA 1. Definição Seja A um conjunto com n elementos. Os arranjos simples n a n, dos n elementos de A, são chamados permutações simples de n elementos. Observe que, de acordo com a definição, todas as permutações têm os mesmos elementos: são os n ele - mentos de A. Assim sendo: duas permutações dife - rem entre si apenas pela ordem de seus elementos. 2. Cálculo do número de permutações simples Representando com o símbolo Pn o número total de per mu tações simples de n elementos e estabelecendo k = n na fórmula An,k = n(n – 1).(n – 2) . ... . (n – k + 1), temos: Pn = An,n = n(n – 1).(n – 2) . ... . (n – n + 1) = = n.(n – 1).(n – 2) . ... . 1 = n! Logo: 3. Permutações com elementos repetidos Sejam α elementos iguais a a, β elementos iguais a b, γ elementos iguais a c, ..., λ elementos iguais a �, num total de α + β + γ + ... + λ = n elementos. Representando com o símbolo Pn α, β, γ, ..., λ o número de permutações distintas que podemos formar com os n elementos, temos: n! Pn �, β, γ, ..., λ = –––––––––––––––––– �! . β! . γ! . ... . λ! Pn = n! 25 Palavras-chave: Permutações • Permutar • Trocar Exercícios Resolvidos � São designadas por tucano as aves da família Ram phastidae que vivem nas florestas da América Central e América do Sul e possuem um bico grande e inconfundível. Quantos são os anagramas da palavra TUCANO? Resolução P6 = 6! = 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 720 Resposta: 720 � Quantos anagramas da palavra TUCANO come çam com vogal e terminam com consoante? Resolução ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 3 . 4 . 3 . 2 . 1 . 3 = 3 . P4 . 3 = 9 . 4! = 216 P4 Resposta: 216 � (FUVEST – MODELO ENEM) – Um lotação possui três bancos para passageiros, cada um com três lugares, e deve transportar os três membros da família Sousa, o casal Lúcia e Mauro e mais quatro pessoas. Além disso, 1. a família Sousa quer ocupar um mesmo banco; 2. Lúcia e Mauro querem sentar-se lado a lado. Nessas condições, o número de maneiras distintas de dispor os nove passageiros no lotação é igual a a) 928 b) 1152 c) 1828 d) 2412 e) 3456 Resolução Existem 3 formas de escolher o banco em que a família Souza irá sentar e P3 formas de posicioná-la nesse banco. Existem 2 formas de escolher, entre os bancos que so braram, aquele em que o casal Lúcia e Mauro senta. Para cada um desses bancos existem duas formas de posicionar o casal (à esquerda ou à direita do banco, por exemplo) e, para cada uma dessas formas, P2 maneiras de o casal trocar de lugar entre si. Existem P4 formas de posicionar as quatro outras pessoas. Assim, no total, temos: 3 . P3 . 2 . 2 . P2 . P4 = 12 . 3! . 2! . 4! = 3456 maneiras distintas de dispor os passageiros no lotação. Resposta: E A O U C N T C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 25 � Um cliente de uma videolocadora tem o hábito de alugar dois filmes por vez. Quando os devolve, sem - pre pega outros dois filmes e assim suces siva - mente. Ele soube que a videolocadora recebeu alguns lançamentos, sendo 8 filmes de ação, 5 de comédia e 3 de drama e, por isso, estabeleceu uma estratégia para ver todos esses 16 lançamentos. Inicialmente alugará, em cada vez, um filme de ação e um de comédia. Quando se esgotarem as possibilidades de comédia, o cliente alugará um filme de ação e um de drama, até que todos os lançamentos sejam vistos e sem que nenhum filme seja repetido. De quantas formas distintas a estratégia desse cliente poderá ser posta em prática? a) 20 x 8! + (3!)2 b) 8! x 5! x 3! c) d) e) Resolução : Para alugar os 16 filmes lançamentos, serão neces sárias 8 locações, pois são alugados dois filmes por vez. I) O número de sequências diferentes para alugar os 8 filmes de ação, nas 8 locações, é P8 = 8! II) O número de sequências diferentes para alugar os 5 filmes de comédia, nas 5 primeiras locações, é P5 = 5! III) O número de sequências diferentes para alugar os 3 filmes de drama, nas 3 últimas locações, é P3 = 3! Assim, o número de formas distintas é 8! . 5! . 3! Resposta: B � (UNESP – MODELO ENEM) – A figura mostra a planta de um bairro de uma cidade. Uma pessoa quer caminhar do ponto A ao ponto B por um dos percursos mais curtos. Assim, ela caminhará sempre nos sentidos “de baixo para cima” ou “da esquerda para a direita”. O número de percursos diferentes que essa pessoa poderá fazer de A até B é: a) 95 040. b) 40 635. c) 924. d) 792. e) 35. Resolução Qualquer percurso para ir de A até B deve ter, sempre, cinco trechos “de baixo para cima” e sete trechos “da esquerda para a direita”. O número de percursos diferentes é igual, portanto, ao número de permutações desses 12 trechos, lembrando que 5 são iguais (↑) e os outros 7 também (→). Logo P12 5,7 = = = 792 Resposta: D 16! –––– 28 12! –––––– 5! . 7! 12 . 11 . 10 . 9 . 8 . 7! –––––––––––––––––– 5 . 4 . 3 . 2 . 1 . 7! 8! x 5! x 3! –––––––––––– 22 8! x 5! x 3! –––––––––––– 28 A B 26 MATEMÁTICA Exercícios Propostos � Quantos anagramas tem a palavra AMIGO? RESOLUÇÃO: P5 = 5! = 5 . 4 . 3. 2 . 1 = 120 Resposta: 120 � Quantos anagramas da palavra AMIGO começam com vogal e terminam com consoante? RESOLUÇÃO: 3. 3 . 2 . 1 . 2 = 3 . P3 . 2 = 3 . 3! 2 = 36123 P3 Resposta: 36 A I O M G C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 26 � Chipre é uma ilha situada no mar Mediterrâneo Oriental ao sul da Turquia, com a Síria e o Líbano a leste. Quantos anagra - mas da palavra CHIPRE tem as letras C, H e I juntas? RESOLUÇÃO: P3 P4 P4 . P3 = 4! . 3!= 144 Resposta: 144 � O setor de recursos humanos de uma em - presa vai realizar uma entrevista com 120 can didatos a uma vaga de contador. Por sorteio, eles pretendem atri buir a cada candidato um número, colocar a lista de números em ordem numérica crescente e usá-la para convocar os interessados. Acontece que, por um defeito do com putador, foram gerados números com 5 alga - rismos distin tos e, em nenhum deles, apareceram dígitos pares. Em razão disso, a ordem de chamada do candidato que tiver recebido o número 75 913 é a) 24. b) 31. c) 32. d) 88. e) 89 RESOLUÇÃO: Permutando os algarismos 1, 3, 5, 7, 9, obtém-se 5! = 120 números de cinco algarismos distintos. Es crevendo estes números em ordem crescente até o número 75 913, temos: 1) 4! = 24 números iniciados em 1 2) 4! = 24 números iniciados em 3 3) 4! = 24 números iniciados em 5 4) 3! = 6 números iniciados em 71 5) 3! = 6 números iniciados em 73 6) 2! = 2 números iniciados em 751 7) 2! = 2 números iniciados em 753 8) O número 75 913 A ordem de chamada do candidato que tiver recebido o número 75 913 é 24 + 24 + 24 + 6 + 6 + 2 + 2 + 1 = 89 Resposta: E � Quantos são os anagramas da palavra ARARA? RESOLUÇÃO: P2;35 = = 10 Resposta: 10 � Quantos são os anagramas de “URUGUAI” que começam por vogal? RESOLUÇÃO: 1) A quantidade de anagramas que começados em U é P6 2 = = 360 2) A quantidade de anagramas começados em A é P36 = = 120 3) A quantidade de anagramas começasos em I é P36 = = 120 Assim, a quantidade total de anagramas de “URUGUAI” começados em vogal é 360 + 2. 120 = 600. Resposta: 600 C H I 5! ––––– 2!3! U R U G U A I 6! –––– 2! A U R U G U I 6! ––––– 3! I U R U G U A 6! ––––– 3! 27MATEMÁTICA C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 27 28 MATEMÁTICA1. Definição Seja A um conjunto com n elementos e k um natural menor ou igual a n. Chamam-se combinações simples k a k, dos n elementos de A, os agrupamentos, de k elementos distintos cada, que diferem entre si apenas pela natureza de seus elementos. 2. Cálculo do número de combinações simples Representando com o símbolo Cn,k o número total de combinações simples dos n elementos de A, toma - dos k a k, temos: a) permutação de k elementos de uma com bi na - ção k a k, obtendo-se Pk arranjos distintos. b) permutação de k elementos das Cn,k com bina - ções k a k obtendo-se Cn,k . Pk arranjos distintos. Assim sendo: Lembrando que An,k = , Pk = k! e = , podemos também escrever: Seja A = {a, b, c, d} um conjunto com 4 elementos dis - tintos. Com os ele men tos de A podemos formar 4 com bina ções de três elementos cada: Permutando os 3 elementos de uma delas, por exemplo abc, obtemos P3 = 6 arranjos distintos: Permutando os 3 elementos das 4 com bi na ções, ob te - mos todos os ar ran jos 3 a 3: Assim sendo: (4 combinações) x (6 permuta ções) = 24 arranjos e, portanto, C4,3 . P3 = A4,3 An,k n! n Cn,k = ––––– = –––––––––– = 1 2 Pk k!(n – k)! k n� �k n! ––––––––– k!(n – k)! n! –––––––– (n – k)! An,k Cn,k . Pk = An,k ⇔ Cn,k = ––––– Pk abc abd acd bcd abc abd acd bcd acb bac bca cab cba abc abd acd bcd acb adb adc bdc bac bad cad cbd bca bda cda cdb cab dab dac dbc cba dba dca dcb 26 Palavras-chave: Combinações simples • Escolher • Conjuntos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 28 29MATEMÁTICA � (FUVEST) – Participam de um torneio de voleibol 20 times distri - buídos em 4 chaves, de 5 times cada uma. Na 1a. fase do torneio, os times jogam entre si uma única vez (um único turno), todos contra todos em cada chave, sendo que os 2 melhores de cada chave pas sam para a 2a. fase. Na 2a. fase, os jogos são eliminatórios; depois de cada partida, apenas o vencedor permanece no torneio. Logo, o número de jogos necessários até que se apure o campeão do torneio é: a) 39 b) 41 c) 43 d) 45 e) 47 Resolução Na primeira fase, foram realizados 4 . C5,2 = 4 . 10 = 40 jogos; na segunda fase, 4 jo gos; na terceira fase, 2 jogos e na final, 1 jogo. Total de jogos = 40 + 4 + 2 + 1 = 47 Resposta: E � De quantos modos podemos dividir 8 pessoas em 2 grupos de 4 pessoas cada? Resolução O primeiro grupo pode ser escolhido de C8,4 modos. Escolhido o primeiro grupo, sobram 4 pessoas e só há 1 modo de formar o segundo grupo. = = 35 Resposta: 35 � (UNESP – MODELO ENEM) – Um professor, ao elaborar uma prova composta de 10 questões de múltipla escolha, com 5 alter - nativas cada e apenas uma correta, deseja que haja um equilíbrio no número de alternativas corretas, a serem assinaladas com X na folha de respostas. Isto é, ele deseja que duas questões sejam assinaladas com a alternativa A, duas com a B, e assim por diante, como mostra o modelo. Modelo de folha de resposta (gabarito) Nessas condições, a quantidade de folha de respostas diferentes, com a letra X disposta nas alternativas corretas, será a) 302 400 b) 113 400 c) 226 800 d) 181 440 e) 604 800 Resolução Existem: C10;2 formas de escolher as questões cuja resposta correta é A; C8;2 formas de escolher as questões cuja resposta correta é B; C6;2 formas de escolher as ques tões cuja resposta correta é C; C4;2 formas de escolher as questões cuja resposta correta é D; C2;2 formas de escolher as questões cuja resposta correta é E. Ao todo, existem C10;2 . C8;2 . C6;2 . C4;2 . C2;2 = = . . . . 1 = = 113 400 Resposta: B � Considere o seguinte jogo de apostas: Numa cartela com 60 números disponíveis, um apostador escolhe de 6 a 10 números. Dentre os números disponíveis, serão sorteados apenas 6. O apostador será premiado caso os 6 números sorteados estejam entre os números escolhidos por ele numa mesma cartela. O quadro apresenta o preço de cada cartela, de acordo com a quantidade de números escolhidos. Cinco apostadores, cada um com R$ 500,00 para apostar, fizeram as seguintes opções: Arthur: 250 cartelas com 6 números escolhidos; Bruno: 41 cartelas com 7 números escolhidos e 4 cartelas com 6 números escolhidos; Caio: 12 cartelas com 8 números escolhidos e 10 cartelas com 6 números escolhidos; Douglas: 4 cartelas com 9 números escolhidos; Eduardo: 2 cartelas com 10 números escolhidos. Os dois apostadores com maiores probabilidades de serem premiados são a) Caio e Eduardo. b) Arthur e Eduardo. c) Bruno e Caio. d) Arthur e Bruno. e) Douglas e Eduardo. Resolução De acordo com o enunciado, podemos montar a se guinte tabela: Portanto, os dois apostadores com maiores proba bilidades de serem premiados são Eduardo com 420 apostas e Caio com 346 apostas. Resposta: A C8,4 x 1––––––––– 2 70 –––– 2 A B C D E 01 X 02 X 03 X 04 X 05 X 06 X 07 X 08 X 09 X 10 X 10! ––––– 8!2! 8! ––––– 6!2! 6! ––––– 4!2! 4! ––––– 2!2! 10! ––––– (2!)5 Quantidade de números escolhidos em uma cartela Preço da cartela (R$) 6 2,00 7 12,00 8 40,00 9 125,00 10 250,00 Apostador Números de apostas realizadas Arthur 6 250 . � � = 2506 Bruno 7 6 41 . � � + 4 . � � = 287 + 4 = 2916 6 Caio 8 6 12 . � �+ 10 . � � = 336 + 10 = 3466 6 Douglas 9 4 . � � = 3366 Eduardo 10 2 . � � = 4206 Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 29 30 MATEMÁTICA � Como não são adeptos da prática de esportes, um grupo de amigos resolveu fazer um torneio de futebol utilizando videogame. Decidiram que cada jogador joga uma única vez com cada um dos outros jogadores. O campeão será aquele que conseguir o maior número de pontos. Observaram que o número de partidas jogadas depende do número de jogadores, como mostra o quadro: Se a quantidade de jogadores for 8, quantas partidas serão realizadas? a) 64 b) 56 c) 49 d) 36 e) 28 RESOLUÇÃO: O número de maneiras de se escolher 2 jogadores dentre os 8 possíveis é: C8;2 = = = 28 Resposta: E � (UFU) – Cada seleção participante da copa do mundo de futebol inscreve 23 jogadores, sendo neces sariamente três goleiros. Em cada partida, dois jogadores de cada seleção são escolhidos entre os 23 inscritos para o exame anti-doping, mas são descartadas as possibilidades de que os dois jogadores esco - lhidos sejam goleiros. De quantas ma neiras diferentes estes dois jogadores podem ser es colhidos? RESOLUÇÃO: C23,2 – C3,2 = 253 – 3 = 250 Resposta: 250 � Num plano são dados dez pontos, três a três não coli - neares. Pergunta-se: a) qual o número total de retas determinadas por esses pon tos? b) qual o número total de triângulos com vértices nestes pon tos? RESOLUÇÃO: a) C10;2 = = 45 b) C10;3 = = 120 Respostas: a) 45 b) 120 � Num plano são dados dez pontos distintos, contidos em duas retas para lelas, conforme a figura a seguir. Qual o número total de triângulos com vértices nestes pontos? RESOLUÇÃO: Devemos escolher 1 ponto da reta r e 2 da reta s ou 1 ponto da reta s e 2 pontos da reta r. C4;1 . C6;2 + C6;1 . C4;2 = 4 . 15 + 6 . 6 = 96 ou C10,3 – C4,3 – C6,3 = 120 – 4 – 20 = 96 Resposta: 96 � (FUVEST) – Doze pontos são assinalados sobre quatro segmentos de reta de forma que três pontos sobre três seg - mentos distintos nunca são colineares, como na figura. O número de triângulos distintos que podem ser desenhados com os vértices nos pontos assinalados é a) 200. b) 204. c) 208. d) 212. e) 220. RESOLUÇÃO: O número de triângulos distintos que podem ser formados é C12,3 – 2 . C4,3 pois os pontos A, B, C e D são alinhados o mesmo acontecendo com M, N, P e Q. Assim: C12,3 – 2 . C4,3 = – 2 . = = – 2 . 4 = 220 – 8 = 212 Resposta: D Quantidade de jogadores 2 3 4 5 6 7 Número de partidas 1 3 6 10 15 21 8! –––––––––– 2! (8 – 2)! 8! –––––– 2! 6! 10� �2 10� �3 12! ––––––– 3! 9! 4! ––––––– 3! 1! 12 . 11 . 10 –––––––––––– 6 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 30 31MATEMÁTICA� Uma família com 5 pessoas possui um automóvel de 5 lugares. Se apenas uma pessoa dirige, de quantas maneiras diferentes os passageiros podem se acomodar no carro para uma viagem? a) 6 b) 12 c) 24 d) 36 e) 120 RESOLUÇÃO: P4 = 4! = 4 . 3 . 2 . 1 = 24 Resposta: C � (UEPA – MODELO ENEM) – Para a formação de uma equipe de trabalho, uma empresa realizou um concurso para preenchimento de vagas em seu setor de informática, sendo 2 vagas para Analista de Sistemas e 3 para Técnico. O primeiro colocado no cargo de analista de sistemas terá função de coordenador da equipe e os aprovados no cargo de técnico terão funções idênticas. Todos os aprovados no concurso serão chamados juntos, independentemente da classificação de cada um. Inscreveram-se 5 pessoas para concorrer ao cargo de analista de sistemas e 6 ao cargo de técnico. Então o número máximo de maneiras dis tintas que essas 5 vagas podem ser preenchidas, para a formação da equipe de trabalho, pelos candidatos é: a) 200 b) 400 c) 800 d) 1 200 e) 2 400 RESOLUÇÃO: A5,2 . C6,3 = 20 . 20 = 400 Resposta: B � Quantas comissões, de apenas 5 pessoas cada, podemos formar com um grupo de 10 rapazes, de modo que em cada uma existam um presidente, um secretário e três conse lhei - ros? RESOLUÇÃO: A10,2 . C8,3 = 90 . 56 = 5040 Resposta: 5040 � (FUVEST) – Vinte times de futebol disputam a Série A do Campeonato Brasileiro, sendo seis deles paulistas. Cada time joga duas vezes contra cada um dos seus adver - sários. A porcentagem de jogos nos quais os dois oponentes são paulistas é a) menor que 7%. b) maior que 7%, mas menor que 10%. c) maior que 10%, mas menor que 13%. d) maior que 13%, mas menor que 16%. e) maior que 16%. RESOLUÇÃO: I) O número total de jogos é A20,2 = 20 . 19. II) O número de jogos nos quais os dois oponentes são paulistas é A6,2 = 6 . 5. III) A porcentagem pedida é = � 0,079 = 7,9% Resposta: B P S C C C 3 ––– 38 6 . 5 ––––––– 20 . 19 27 Arranjos, permutações e combinações: exercícios Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 31 32 MATEMÁTICA � O comitê organizador da Copa do Mundo 2014 criou a logomarca da Copa, composta de uma figura plana e o slogan “Juntos num só ritmo”, com mãos que se unem formando a taça Fifa. Con - sidere que o comitê organizador resolvesse utilizar todas as cores da bandeira nacional (verde, amarelo, azul e branco) para colorir a logomarca, de forma que regiões vizinhas tenham cores diferentes. (Disponível em: www.pt.fifa.com. Acesso: em: 19 nov. 2013. Adaptado). De quantas maneiras diferentes o comitê organizador da Copa poderia pintar a logomarca com as cores citadas? a) 15 b) 30 c) 108 d) 360 e) 972 RESOLUÇÃO: A figura, por ser plana, tem seis regiões distintas. Neste caso, teríamos 4 x 3 x 3 x 3 x 3 x 3 = 972 formas de pintá-las, como sugere a figura seguinte. Observação: Não se pode garantir que as quatro cores sejam sem pre usadas em cada logotipo. Observe ainda que nas 972 formas de pintar as 6 regiões da figura não se considerou a possibilidade de pintar o slogan, que também faz parte da Logomarca. Resposta: E 3 3 3 3 3 4 JUNTOS NUM SÓ RITMO C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 32 33MATEMÁTICA 1. Arranjos completos Arranjos completos de n elementos, tomados k a k, são os arranjos de k elementos NÃO NECES SARIA - MEN TE DISTINTOS. Ao calcular os arranjos completos, portanto, deve - mos considerar tanto os arranjos com elementos dis - tintos (que são os arranjos simples) como também aqueles com elementos repetidos. O número total de arranjos completos de n elemen - tos, tomados k a k, representado pelo símbolo A*n,k, é dado por: 2. Combinações completas Combinações completas de n elementos, tomados k a k, são combinações de k elementos NÃO NECES SA - RIA MENTE DISTINTOS. Ao calcular as combinações completas, portanto, de - ve mos considerar tanto as combinações com elemen - tos distintos (que são as combinações simples) como também aquelas com elementos repetidos. O número total de combinações completas de n ele - mentos, tomados k a k, representado pelo símbolo C*n,k, é dado por: A*n,k = n k n + k – 1 C*n,k = Cn + k – 1, k = � � k 28 Palavras-chave:Arranjos completos e combinações completas • Elementos repetidos Exercícios Resolvidos � Numa cesta existem peras, maçãs, laran jas e bananas. Existem pelo menos três de cada tipo e as frutas de mesmo tipo são todas iguais. De quantas maneiras diferentes é possível escolher: a) três frutas de tipos diferentes? b) três frutas? Resolução 4 . 3 . 2 a) C4,3 = ––––––––– = 43 . 2 . 1 Observe quais são as 4 maneiras possíveis: 6 . 5 . 4 b) C*4,3 = C4 + 3 – 1,3 = C6,3 = ––––––––– = 203 . 2 . 1 Observe quais são as 20 manei ras possíveis: � (MODELO ENEM) – A “onda” de desvios de valores de corren - tistas de bancos via Internet é grande no Brasil. Durante o mês de outubro, várias pessoas foram presas no Pará, acusadas desse tipo de crime. Os bancos tentam evitar que seus clientes sofram com esse tipo de furto, alertando sobre cuidados na manipulação de informações de suas contas bancárias. Atualmente, para maior segurança, alguns bancos estão adotando senhas em que o correntista tem de digitar quatro algarismos seguidos de três letras. Dessa forma, um cliente de um desses bancos, ao criar sua senha, resolveu utilizar uma das permutações dos algarismos do ano do nasci mento de sua filha e, também, o nome dela. Sabendo que sua filha nasceu em 1998 e seu nome é Isabel, então o número de opções distintas para criação de sua senha será: a) 240 b) 480 c) 920 d) 1 440 e) 2 592 Resolução P 4 2 . A* 6,3 = . 63 = 2 592 Resposta: E � De quantas maneiras diferentes uma oficina pode pintar 3 auto - móveis iguais, recebendo cada um tinta de uma única cor, sabendo que a oficina dispõe de apenas 5 cores diferentes e não quer misturá-las? Resolução C*5;3 = C5 + 3 – 1;3 = C7;3 = 35 Outra maneira: I) Se os 3 automóveis receberem cores distintas, existem C5,3 = 10 maneiras. II) Se 2 automóveis receberem a mesma cor e o outro uma cor diferente desta, existem 2 . C5,2 = 2 . 10 = 20 maneiras. III) Se os 3 automóveis receberem a mesma cor, existem C5,1 = 5 maneiras. Assim, o total de possibilidades é 10 + 20 + 5 = 35 Resposta: 35 PML PMB PLB MLB PPP PLL MMM MLB PPM PBB MML LLL PPL PLB MMB LLB PPB PLM MLL LBB PMM PMB MBB BBB 4! –––– 2! C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 33 34 MATEMÁTICA � Quantos números de três algarismos distintos podemos formar com os algarismos do conjunto {1, 2, 3, 4, 7}? RESOLUÇÃO: ↓ ↓ ↓ 5 . 4 . 3 = 60 = A5,3 Resposta: 60 � Quantos números de três algarismos podemos formar com os algarismos do conjunto {1, 2, 3, 4, 7} RESOLUÇÃO: ↓ ↓ ↓ 5 . 5 . 5 = 53 = 125 = A*5,3 Resposta: 125 � Um banco solicitou aos seus clientes a criação de uma senha pessoal de seis dígitos, for ma da somente por algarismos de 0 a 9, para aces so à conta corrente pela Internet. Entretanto, um especialista em sistemas de segurança eletrô - nica recomendou à direção do banco recadastrar seus usuá - rios, solicitando, para cada um deles, a criação de uma nova senha com seis dígitos, permitindo agora o uso das 26 letras do alfabeto, além dos algarismos de 0 a 9. Nesse novo sistema, cada letra maiúscula era con siderada distinta de sua versão minúscula. Além disso, era proibido o uso de outros tipos de caracteres. Uma forma de avaliar uma alteração no sistema de senhas é a verificação do coeficiente de melhora, que é a razão do novo número de possibilidades de senhas em relação ao antigo. O coeficiente de melhora da alteração recomendada é a) b) c) d) 62! – 10! e) 626 – 106 RESOLUÇÃO: I) A quantidade de senhas de seis dígitos (distintos ou não) se le - cio nados entre os algarismos de 0 a 9 é 106. II) A quantidade de senhas de seis dígitos (distintos ou não) selecionados entre os 62 dígitos possíveis (26 letras maiús - culas, 26 letras minúsculas e 10 algarismos) é 626. III)O “coeficientede melhora” da alteração reco mendada é . Resposta: A 626 –––– 106 62! –––– 10! 62! 4! ––––––– 10! 56! 626 –––– 106 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 34 35MATEMÁTICA � Uma empresa construirá sua página na internet e espera atrair um público de aproximadamente um milhão de clientes. Para acessar essa página, será necessária uma senha com formato a ser definido pela empresa. Existem cinco opções de formato oferecidas pelo programador, descritas no quadro, em que “L” e “D” representam, respectivamente, letra maiúscula e dígito. As letras do alfabeto, entre as 26 possíveis, bem como os dígitos, entre os 10 possíveis, podem se repetir em qualquer das opções. A empresa quer escolher uma opção de formato cujo número de senhas distintas possíveis seja superior ao número esperado de clientes, mas que esse número não seja superior ao dobro do número esperado de clientes. A opção que mais se adequa às condições da empresa é a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V. RESOLUÇÃO: O número de senhas de acordo com a opção pode ser representado na tabela abaixo. Como o número de senhas distintas precisa estar entre 1 e 2 milhões, a opção que mais se adequa é a V. Resposta: E � Um brinquedo infantil caminhão-cegonha é formado por uma carreta e dez carrinhos nela transportados, conforme a figura. No setor de produção da empresa que fabrica esse brinquedo, é feita a pintura de todos os carrinhos para que o aspecto do brinquedo fique mais atraente. São utilizadas as cores amarelo, branco, laranja e verde, e cada carrinho é pintado apenas com uma cor. O caminhão-cegonha tem uma cor fixa. A empresa determinou que em todo caminhão-cegonha deve haver pelo menos um carrinho de cada uma das quatro cores disponíveis. Mudança de posição dos carrinhos no caminhão-cegonha não gera um novo modelo do brinquedo. Com base nessas informações, quantos são os modelos distintos do brinquedo caminhão-cegonha que essa em presa poderá produzir? a) C6,4 b) C9,3 c) C10,4 d) 64 e) 46 RESOLUÇÃO: Pintam-se 4 carrinhos, um de cada cor. O total de maneiras distintas de pintar os 6 carrinhos que so braram com as quatro cores à disposição é dado por C*4,6 = C4+6–1,6 = C9,6 = C9,3 Resposta: B Opção Formato n.° de senhas I LDDDDD 26 . 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = = 26 . 105 = 2,6 . 106 II DDDDDD 10 . 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = 106 III LLDDDD 26 . 26 . 10 . 10 . 10 . 10 = = 262 . 104 = 6,76 . 106 IV DDDDD 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = 105 V LLLDD 26 . 26 . 26 . 10 . 10 = = 263 . 102 = 1,7576 . 106 Opção Formato I LDDDDD II DDDDDD III LLDDDD IV DDDDD V LLLDD C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 35 36 MATEMÁTICA Numa experiência com vários resultados possíveis, todos com a “mesma chance”, dizemos que: a) Ponto Amostral é qualquer um dos resultados possíveis. b) Espaço Amostral (representado por S) é o con - junto de todos os resultados possíveis. c) Evento (representado por A) é qualquer subcon - junto do espaço amostral. d) n(S) é o número de elementos de S, e n(A) é o número de elementos de A. A probabilidade de ocorrer o evento A, represen tada por P(A), de um espaço amostral S � Ø, é o quociente entre o número de elementos de A e o número de elementos de S. Simbolicamente: Na prática costuma-se dizer que a probabilidade é o quociente entre o número de casos favoráveis, que é n(A), e o número de casos possíveis, que é n(S). Exemplo 1 Na experiência de jogar um dado ho nes to de seis faces, numera das de 1 a 6 temos: a) O ponto amostral é a face nu me rada ou apenas o número. b) O espaço amostral é S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} e n(S) = 6. c) O evento “número ímpar” é A = {1,3,5} e n(A) = 3. d) A probabilidade de obter um “nú mero ímpar” é e) O evento “número menor que 3” é A = {1, 2} e n(A) = 2. f) A probabilidade de obter um “nú me ro menor que 3” é: Exemplo 2 Na experiência de retirar uma carta de um baralho co mum de 52 cartas, te mos: a) O ponto amostral é a carta. b) O espaço amostral é o con jun to S de todas as cartas do baralho e, portanto, n(S) = 52. c) O evento “dama” é formado por 4 cartas e, por - tan to, n(A) = 4. d) A probabilidade de obter uma dama é e) O evento “carta de copas” é forma do por 13 car - tas e, portanto, n(A) = 13. f) A probabilidade de obter uma carta de copas é n(A) P(A) = –––––– n(S) n(A) 3 1 P(A) = ––––– = ––– = ––– n(S) 6 2 n(A) 2 1 P(A) = –––––– = ––– = ––– n(S) 6 3 n(A) 4 1 P(A) = –––––– = –––– = –––– n(S) 52 13 n(A) 13 1 P(A) = –––––– = –––– = ––– n(S) 52 4 29 Palavras-chave: Probabilidade – definição • Espaço amostral • Evento • Possibilidade C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 36 37MATEMÁTICA � Um time de futebol amador ganhou uma taça ao vencer um campeonato. Os jogadores decidiram que o prêmio seria guardado na casa de um deles. Todos quiseram guardar a taça em suas casas. Na discussão para se decidir com quem ficaria o troféu, travou-se o seguinte diálogo: Pedro, camisa 6: – Tive uma ideia. Nós somos 11 jogadores e nossas camisas estão numeradas de 2 a 12. Tenho dois dados com as faces numeradas de 1 a 6. Se eu jogar os dois dados, a soma dos números das faces que ficarem para cima pode variar de 2 (1 + 1) até 12 (6 + 6). Vamos jogar os dados, e quem tiver a camisa com o número do resultado vai guardar a taça. Tadeu, camisa 2: – Não sei não… Pedro sempre foi muito esperto… Acho que ele está levando alguma vantagem nessa proposta… Ricardo, camisa 12: – Pensando bem… Você pode estar certo, pois, conhecendo o Pedro, é capaz que ele tenha mais chances de ganhar que nós dois juntos… Desse diálogo conclui-se que a) Tadeu e Ricardo estavam equivocados, pois a pro babilidade de ganhar a guar da da taça era a mesma para todos. b) Tadeu tinha razão e Ricardo estava equivocado, pois, juntos, tinham mais chances de ganhar a guarda da taça do que Pedro. c) Tadeu tinha razão e Ricardo estava equivocado, pois, juntos, tinham a mesma chance que Pedro de ganhar a guarda da taça. d) Tadeu e Ricardo tinham razão, pois os dois juntos tinham menos chances de ganhar a guarda da taça do que Pedro. e) Não é possível saber qual dos jogadores tinha razão, por se tratar de um resultado probabilístico, que depende exclusivamente da sorte. Resolução A tabela a seguir mostra a soma dos números das faces que ficaram para cima no lançamento de dois dados. A probabilidade de a soma ser 6 (Pedro ficar com a taça) é . A probabilidade de a soma ser 2 ou 12 (Tadeu e Ricardo juntos ficarem com a taça) é . Assim, Pedro tinha mais chance de ficar com a taça do que Tadeu e Ricardo juntos e ambos tinham razão em seus comentários. Resposta: D � (FUVEST) – Em uma urna, há bolas amarelas, brancas e vermelhas. Sabe se que: I. A probabilidade de retirar uma bola vermelha dessa urna é o dobro da probabilidade de retirar uma bola amarela. II. Se forem retiradas 4 bolas amarelas dessa urna, a probabilidade de retirar uma bola vermelha passa a ser 1/2. III. Se forem retiradas 12 bolas vermelhas dessa urna, a probabilidade de retirar uma bola branca passa a ser 1/2. A quantidade de bolas brancas na urna é a) 8. b) 10. c) 12. d) 14. e) 16. Resolução Se inicialmente a probabilidade de se retirar uma bola vermelha é o dobro da probabilidade de se retirar uma bola amarela, o número inicial de bolas vermelhas é o dobro do número inicial de bolas amarelas. Sendo x o número inicial de bolas amarelas, 2x o número inicial de bolas vermelhas e y o número inicial de bolas brancas, tem-se: 1) Retirando quatro bolas amarelas, a probabilidade de sair vermelha é P(Ve) = = ⇔ x = y – 4 (I) 2) Retirando doze bolas vermelhas, a probabilidade de sair branca é P(Br) = = ⇔ y = 3x – 12 (II) De (I) e (II) resulta y = 3(y – 4) – 12 ⇔ y = 3y – 24 ⇔ y = 12 Resposta: C � A população brasileira sabe, pelo menos intuitiva - mente, que a probabilidade de acertar as seis deze - nas da mega sena não é zero, mas é quase. Mesmo assim, milhõesde pessoas são atraídas por essa loteria, especialmente quando o prêmio se acumula em valores altos. Até junho de 2009, cada aposta de seis dezenas, pertencentes ao con junto {01, 02, 03, ..., 59, 60}, custava R$ 1,50. Disponível em www.caixagovbr Acesso em 7 jul. 2009 Considere que uma pessoa decida apostar exatamente R$ 126,00 e que esteja mais interessada em acertar apenas cinco das seis dezenas da mega sena, justamente pela dificuldade desta última. Nesse caso, é melhor que essa pessoa faça 84 apostas de seis dezenas diferentes, que não tenham cinco números em comum, do que uma única aposta com nove dezenas, porque a probabilidade de acertar a quina no segundo caso em relação ao primeiro é, aproximadamente, a) 1 vez menor. b) 2 vez menor. c) 4 vezes menor. d) 9 vezes menor. e) 14 vezes menor. Resolução 1) Em cada aposta de seis dezenas, concorre-se com 6 quinas. 2) Em 84 apostas de seis dezenas diferentes, que não tenham cinco números em comum, concorre-se com 84 . 6 quinas = 504 quinas. 3) Numa única aposta com nove dezenas, concorre-se com C9,5 = 126 quinas. 4) Com = 4, a probabilidade de acertar a quina no segun do caso é a quarta parte do primeiro. Resposta: C 5 –––– 36 2 –––– 36 2x –––––––––––––– (x – 4) + 2x + y y –––––––––––––––– x + (2x – 12) + y 1 –– 2 1 ––– 2 1 ––– 2 504 ––––– 126 1 –– 2 Dado I Dado II 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 8 3 4 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8 9 10 5 6 7 8 9 10 11 6 7 8 9 10 11 12 Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 37 38 MATEMÁTICA � Joga-se, ao acaso, um dado “honesto” de seis faces numeradas de 1 a 6 e lê-se o número da face voltada para cima. Calcular a probabilidade de obter: a) o número 1. b) um número par. c) um número maior que 4. d) um número menor que 7. e) um número maior que 6. RESOLUÇÃO: O espaço amostral é S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} a) P{(1)} = b) P{(2, 4, 6)} = = c) P{(5,6)} = = d) P{(1, 2, 3, 4, 5, 6)} = = 1 (evento certo) e) P(Ø) = 0 (evento impossível) Respostas: a) , b) , c) , d) 1, e) 0 � Em uma central de atendimento, cem pessoas rece beram senhas numeradas de 1 até 100. Uma das senhas é sorteada ao acaso. Qual é a probabilidade de a senha sorteada ser um número de 1 a 20? a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: A probabilidade de a senha sorteada ser um número de 1 a 20 é , pois são 20 números favoráveis entre 100 números possíveis. Resposta: C � Dados do Instituto de Pesquisas Econômi - cas Apli cadas (IPEA) revelaram que no biênio 2004/2005, nas rodovias federais, os atropelamentos com morte ocuparam o segundo lugar no ranking de mortalidade por acidente. A cada 34 atropela men - tos, ocorreram 10 mortes. Cerca de 4 mil atropelamentos/ano, um a cada duas horas, aproxi madamente. Disponível em: http://www.ipea.gov.br Acesso em: 6 jan. 2009. De acordo com os dados, se for escolhido aleatoriamente para investigação mais detalhada um dos atropelamentos ocorridos no biênio 2004/2005, a probabilidade de ter sido um atro - pelamento sem morte é a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: Se de cada 34 atropelamentos ocorreram 10 mortes, 24 sobre - vivem. A probabilidade de ter sido um atropelamento sem morte e = . Resposta: E 1 –– 6 3 –– 6 1 –– 2 2 –– 6 1 –– 3 6 –– 6 1 –– 3 1 –– 2 1 –– 6 1 ––––– 100 19 –––– 100 20 –––– 100 21 –––– 100 80 –––– 100 20 –––– 100 2 –––– 17 5 –––– 17 2 ––– 5 3 ––– 5 12 –––– 17 24 –––– 34 12 –––– 17 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 38 39MATEMÁTICA � Lançam-se dois dados “honestos” com faces numeradas de 1 a 6. Pede-se : a) O espaço amostral desta experiência. b) A probabilidade de que a soma obtida seja 10. RESOLUÇÃO: O evento “soma 10” é A = {(4; 6), (6; 4), (5; 5)} P(soma 10) = = c) A probabilidade de obter dois números iguais. RESOLUÇÃO: O evento “números iguais” é A = {(1; 1), (2; 2), (3; 3), (4; 4), (5; 5), (6; 6)} P(IGUAIS) = = � José, Paulo e Antônio estão jogando dados não viciados, nos quais, em cada uma das seis faces, há um número de 1 a 6. Cada um deles jogará dois dados simultaneamente. José acredita que, após jogar seus dados, os números das faces voltadas para cima lhe darão uma soma igual a 7. Já Paulo acredita que sua soma será igual a 4 e Antônio acredita que sua soma será igual a 8. Com essa escolha, quem tem a maior probabilidade de acertar sua respectiva soma é a) Antônio, já que sua soma é a maior de todas as escolhidas. b) José e Antônio, já que há 6 possibilidades tanto para a escolha de José quanto para a escolha de Antônio, e há apenas 4 possibilidades para a escolha de Paulo. c) José e Antônio, já que há 3 possibilidades tanto para a escolha de José quanto para a escolha de Antônio, e há apenas 2 possibilidades para a escolha de Paulo. d) José, já que há 6 possibilidades para formar sua soma, 5 possibilidades para formar a soma de Antônio e apenas 3 possibilidades para formar a soma de Paulo. e) Paulo, já que sua soma é a menor de todas. RESOLUÇÃO: Existem 6 possibilidades para formar a soma 7, que são (1; 6), (2; 5), (3; 4), (4; 3), (5; 2) e (6; 1). Existem 3 possibilidades para formar a soma 4, que são (1; 3), (2; 2) e (3; 1). Existem 5 possibilidades para formar a soma 8, que são (2; 6), (3; 5), (4; 4), (5; 3) e (6; 2). Assim, quem tem a maior possibilidade de acertar a soma é José, já que há 6 possibilidades para formar a sua soma, 5 pos sibili - dades para formar a soma de Antônio e apenas 3 possibilidades para formar a soma de Paulo. Resposta: D 1 ––– 12 3 ––– 36 1 ––– 6 6 ––– 36 1 2 3 4 5 6 1 (1,1) (1,2) (1,3) (1,4) (1,5) (1,6) 2 (2,1) (2,2) (2,3) (2,4) (2,5) (2,6) 3 (3,1) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5) (3,6) 4 (4,1) (4,2) (4,3) (4,4) (4,5) (4,6) 5 (5,1) (5,2) (5,3) (5,4) (5,5) (5,6) 6 (6,1) (6,2) (6,3) (6,4) (6,5) (6,6) C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 39 40 MATEMÁTICA a) Dados dois eventos A e B de um espaço amostral S � Ø, a probabilidade de ocorrer A ou B é: Demonstração Se A e B forem dois eventos de um espaço amos tral S, então n(A � B) = n(A) + n(B) – n(A � B) Dividindo ambos os membros por n(S), temos: = + – ⇔ ⇔ P(A � B) = P(A) + P(B) – P(A � B) b) Se A � B = Ø, então A e B são cha mados eventos mutuamente exclu sivos. Neste caso P(A � B) = 0 e por tanto c) Se A � B = Ø e A � B = S, então A e B são cha - ma dos eventos exaus ti vos. Neste caso além de P(A � B) = 0 temos também P(A � B) = P(S) = 1. Logo: P(A � B) = P(A) + P(B) P(A � B) = P(A) + P(B) = 1 P(A � B) = P(A) + P(B) – P(A � B) n(A � B) ––––––––– n(S) n(B) ––––– n(S) n(A) ––––– n(S) n(A � B) –––––––––– n(S) � Retirando uma carta de um baralho comum de 52 cartas, qual é a proba bilidade de ocorrer uma dama ou uma carta de ouros? Resolução Se A for o evento “dama” e B o evento “carta de ouros”, temos: n(A) = 4, n(B) = 13, n(A � B) = 1 e n(S) = 52. Assim sendo: P(A � B) = P(A) + P(B) – P(A � B) = 4 13 1 16 4 = –––– + –––– – –––– = –––– = –––– 52 52 52 52 13 � Dois dados perfeitos e distinguíveis são lançados ao acaso. A proba bilidade de os dois números obtidos serem ímpares ou terem soma maior que 7 é: a) b) c) d) e) Resolução I) P(números ímpares) = II) P(soma maior que 7) = III) P(ímpares e soma maior que 7) = IV) P(ímpares ou soma maior que 7) = = + – = = Resposta: E 7 ––– 12 4 ––– 9 17 ––– 36 1 ––– 2 7 ––– 12 21 ––– 36 3 ––– 36 15 ––– 36 9 ––– 36 3 ––– 36 15 ––– 36 9 ––– 36 7 ––– 18 30 Palavras-chave: União de eventos • Eventos exclusivos • Eventos exaustivos Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 40 41MATEMÁTICA � Retirando ao acaso uma carta de um baralho comum de 52 cartas, calcule a probabilidade de obter: a) uma dama. b) um rei. c) uma carta de copas. d) um rei ou uma dama. e) um rei ou uma carta de copas. RESOLUÇÃO: a) P{(D0, Dp, Dc, De)} = = b) P{(R0, Rp, Rc, Re)} = = c) P(copas) = = d) P{(D, R)} = P(D) + P(R) = + = e) P{(R, C)} = P(R) + P(C) – P(R � C)= = + – = = Respostas: a) b) c) d) e) � Um grupo de 100 pessoas apresenta a seguinte com po - sição: Marcando-se um encontro com uma delas, escolhen do seu nome ao acaso, qual a probabilidade de a pessoa ser: a) loira? b) loira de olhos castanhos ou uma morena de olhos azuis? RESOLUÇÃO: a) P(L) = = b) P(LC � MA) = P(LC) + P(MA) = + = = Respostas: a) b) � (FUVEST) – Ao lançar um dado muitas vezes, uma pessoa percebeu que a face “6” saía com o dobro da frequência da face “1” e que as outras faces saíam com a frequência espe - rada em um dado não viciado. Qual a frequência da face “1”? a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: I) P(1) = x, P(2) = P(3) = P(4) = P(5) = e P(6) = 2x II) P(1) + P(2) + P(3) + P(4) + P(5) + P(6) = 1 ⇒ ⇒ x + + + + + 2x = 1 ⇔ ⇔ 3x + = 1 ⇔ 3x = 1 – ⇔ 3x = ⇔ x = Resposta: C 4 ––– 13 16 ––– 52 1 ––– 52 13 ––– 52 4 ––– 52 2 ––– 13 1 ––– 13 1 ––– 13 1 ––– 4 13 ––– 52 1 ––– 13 4 ––– 52 1 ––– 13 4 ––– 52 1 ––– 13 1 ––– 13 1 ––– 4 2 ––– 13 4 ––– 13 2 –– 5 40 –––– 100 1 –– 2 50 ––– 100 20 ––– 100 30 ––– 100 1 ––– 2 2 ––– 5 1 ––– 12 2 –– 9 1 –– 9 2 –– 3 1 –– 3 1 –– 6 Loiras Morenas Total Olhos azuis 10 20 30 Olhos castanhos 30 40 70 Total 40 60 100 1 –– 6 1 –– 6 1 –– 6 1 –– 6 1 –– 9 1 –– 3 2 –– 3 4 –– 6 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 41 42 MATEMÁTICA � (FGV) – Dois dados convencionais e honestos são lan - çados simul taneamente. A probabilidade de que a soma dos números das faces seja maior que 4, ou igual a 3, é a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: Lançando-se dois dados convencionais e honestos, temos o seguinte esquema, em que A representa a soma dos números das faces maior que 4, e B a soma dos números das faces igual a 3. A probabilidade de que a soma dos números das faces seja maior que 4, ou igual a 3, é: P(A � B) = P(A) + P(B) – P(A � B) = + – 0 = = Resposta: D � A vida na rua como ela é O Ministério do Desenvolvimento Social e Combate à Fome (MDS) realizou, em parceria com a ONU, uma pesquisa nacional sobre a população que vive na rua, tendo sido ouvidas 31.922 pessoas em 71 cidades brasileiras. Nesse levan - tamento, constatou-se que a maioria dessa população sabe ler e escrever (74%), que apenas 15,1% vivem de esmolas e que, entre os moradores de rua que ingressaram no ensino superior, 0,7% se diplomou. Outros dados da pesquisa são apresentados nos quadros abaixo. Isto é, 7/5/2008, p. 21 (com adaptações). No universo pesquisado, considere que P seja o con junto das pessoas que vivem na rua por motivos de alcoolismo/drogas e Q seja o conjunto daquelas cujo motivo para viverem na rua é a decepção amorosa. Escolhendo-se ao acaso uma pessoa no grupo pesqui sado e supondo-se que seja igual a 40% a probabilidade de que essa pessoa faça parte do conjunto P ou do conjunto Q, então a probabilidade de que ela faça parte do conjunto interseção de P e Q é igual a a) 12% b) 16% c) 20% d) 36% e) 52% RESOLUÇÃO: Sendo P(P), P(Q), P(P � Q) e P(P � Q) as probabilidades de uma pessoa pertencer aos conjuntos P, Q, P � Q e P � Q, respectivamente, temos: 1) Pela tabela, P(P) = 36%, P(Q) = 16% 2) Pelo enunciado, P(P � Q) = 40% 3) P(P � Q) = P(P) + P(Q) – P(P � Q) ⇒ ⇒ 40% = 36% + 16% – P(P � Q) ⇔ ⇔ P(P � Q) = 36% + 16% – 40% = 12% Resposta: A 30 ––– 36 2 ––– 36 32 ––– 36 8 ––– 9 1 2 3 4 5 6 1 B A A A 2 B A A A A 3 A A A A A 4 A A A A A A 5 A A A A A A 6 A A A A A A 11––– 12 17––– 18 35––– 36 31––– 36 8––– 9 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 42 43MATEMÁTICA 1. Probabilidade condicionada Dados dois eventos A e B de um espaço amostral S, finito e não vazio, chama-se probabilidade de B con - dicionada a A a probabilidade de ocorrer B, sa bendo que já ocorreu A. Representa-se por P(B/A). Assim: 2. Intersecção de eventos Dados dois eventos A e B de um espaço amostral S � Ø, sabemos que P(B/A) = . Dividindo nu - me rador e denominador do 2o. membro por n(S), temos: Assim sendo: Analogamente, demonstra-se que: 3. Eventos independentes a) Definição Dois eventos A e B de um espaço amostral S, finito e não vazio, são independentes se, e somente se: b) Propriedade Dados dois eventos A e B de um espaço amostral S � Ø, dizemos que: P(A/B) = P(A) P(B/A) = P(B) P(A � B) = P(B) . P(A/B) P(A � B) = P(A) . P(B/A) n(A � B) ––––––––– n(A � B) n(S) P(A � B) P(B/A) = ––––––––– = ––––––––––– = –––––––––– n(A) n(A) P(A) ––––– n(S) n(A � B) ––––––––– n(A) n(A � B) P(B/A) = ––––––––– n(A) A e B são independentes , P(A � B) = P(A) . P(B) A e B são dependentes , P(A � B) ≠ P(A) . P(B) 31 Palavras-chave: Intersecção de eventos • Eventos dependentes • Eventos independentes Exercícios Resolvidos � Uma urna tem apenas 10 bolas, sendo 7 pretas e 3 bran cas. Retirando duas bolas, ao acaso e com reposição da pri mei ra antes de retirar a segunda, qual é a proba bilidade de obter duas bolas brancas. Resolução P(B) = . = = 9% Resposta: 9% � (FEI) – Numa competição, há três equipes formadas por homens (h) e mulheres (m), co mo segue: Equipe A: 4h e 6m; Equipe B: 5h e 5m e Equipe C: 7h e 3m. De cada equipe, es colhe-se aleatoriamente um atleta. A proba bilidade de que os três sejam do mesmo sexo é: a) 0,09 b) 0,23 c) 0,14 d) 0,023 e) 0,005 Resolução a) A probabilidade de serem 3 homens é p1 = . . = = 0,14. b) A probabilidade de serem 3 mulheres é p2 = . . = = 0,09. A probabilidade pedida é p = p1 + p2 = 0,14 + 0,09 = 0,23. Resposta: B � (UFSCAR–MODELO ENEM) – Gustavo e sua irmã Caroline via - jaram de férias para cidades distintas. Os pais reco men dam que ambos tele fonem quando chegarem ao destino. A experiên cia em férias an teriores mostra que nem sem pre Gustavo e Caroline cumprem esse desejo dos pais. A proba bilidade de Gus tavo telefonar é 0,6 e a probabilidade de Caroline telefonar é 0,8. A proba bilidade de pelo menos um dos filhos contactar os pais é: a) 0,20 b) 0,48 c) 0,64 d) 0,86 e) 0,92 Resolução p = 1 – 0,4 . 0,2 = 1 – 0,08 = 0,92 ou p = 0,6 . 0,8 + 0,6 . 0,2 + 0,4 . 0,8 = 0,48 + 0,12 + 0,32 = 0,92 Resposta: E 3 –––– 10 3 –––– 10 9 –––– 100 4 ––– 10 5 ––– 10 7 ––– 10 140 ––––– 1000 6 ––– 10 5 ––– 10 3 ––– 10 90 ––––– 1000 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 43 44 MATEMÁTICA � Retirando uma carta de um baralho comum, de 52 cartas, e sabendo-se que saiu uma carta de ouros, qual é a proba bili - dade de ser uma dama? RESOLUÇÃO: Das 13 cartas de ouros, apenas uma é dama. Logo: P(dama/ouros) = Resposta: � Joga-se um dado “honesto” de seis faces numeradas de 1 a 6. Qual é a probabilidade de obter: a) o número 1 sabendo que saiu um número ímpar? b) um número par sabendo que saiu um número maior que 3? RESOLUÇÃO: a) no. ímpar: n(A) = 3; n(B) = 1 n(A � B) = 1 ⇒ P(B/A) = b) no. > 3: n(A) = 3; n(B) = 2 n(A � B) = 2 ⇒ P(B/A) = Resposta: a) b) � Numa escola com 1 200 alunos foi realizada uma pesqui sa sobre o conhecimento desses em duas línguas estran geiras, inglês e es pa - nhol. Nessa pesquisa constatou-se que 600 alunos falam in - glês, 500 falam espanhol e 300 não falam qualquer um des ses idiomas. Escolhendo-se um aluno dessa escola ao acaso e sabendo-se que ele não fala inglês, qual a probabilidade de que esse aluno fale espanhol? a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: O diagrama de Venn seguinte mostra a distribuição de fre quência dos alunos da escola, quanto ao conhe cimento das línguas inglesa e espanhola. (600 – x) + x + (500 – x) + 300 = 1 200 x = 200 Desta forma, o diagrama fica: Dos alunos da escola, 300 + 300 = 600 não falam inglês e, destes, 300 falam espanhol. A probabilidade de um aluno que não fala inglês falar espanhol é = . Resposta: A 2 ––– 3 1 ––– 3 1 ––– 13 1 ––– 13 1 ––– 3 2 ––– 3 1––– 2 5––– 8 1––– 4 5––– 6 5––– 14 1 ––– 2 300 –––– 600 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 44 45MATEMÁTICA � (VUNESP) – Para uma partida de futebol, aproba bilidade de o jogador R não ser escalado é 0,2 e a pro babilidade de o jogador S ser es calado é 0,7. Sabendo que a escalação de um deles é independente da escalação do ou tro, a probabilidade de os dois jogadores serem escalados é: a) 0,06 b) 0,14 c) 0,24 d) 0,56 e) 0,72 RESOLUÇÃO A probabilidade de os dois jogadores serem escalados é 0,8 . 0,7 = 0,56. Resposta: D � Uma loja acompanhou o número de com pra - dores de dois produtos, A e B, durante os meses de janeiro, fevereiro e março de 2012. Com isso, obteve este gráfico: A loja sorteará um brinde entre os compradores do produto A e outro brinde entre os compradores do produto B. Qual a probabilidade de que os dois sorteados tenham feito suas compras em fevereiro de 2012? a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: I) O número de compradores do produto A é 10 + 30 + 60 = 100, dos quais 30 fizeram a compra em fevereiro de 2012. II) O número de compradores do produto B é 20 + 20 + 80 = 120, dos quais 20 fizeram a compra em fevereiro de 2012. III)A probabilidade de que os dois sorteados tenham feito suas compras em fevereiro de 2012 é . = Resposta: A � Um morador de uma região metropolitana tem 50% de probabilidade de atrasar-se para o trabalho quando chove na região; caso não chova, sua probabilidade de atraso é de 25%. Para um determinado dia, o serviço de meteorologia estima em 30% a probabilidade da ocorrência de chuva nessa região. Qual é a probabilidade de esse morador se atrasar para o serviço no dia para o qual foi dada a estimativa de chuva? a) 0,075 b) 0,150 c) 0,325 d) 0,600 e) 0,800 RESOLUÇÃO A probabilidade de o morador se atrasar quando chove é de 50% e, quando não chove, de 25%. A probabili dade de chover em um certo dia é de 30% e, portanto, de não chover, 70%. Logo, a probabilidade desse morador se atrasar para o serviço é dada por 30% x 50% + 70% x 25% = 0,325. Resposta: C 1 ––– 20 30 –––– 100 20 –––– 120 1 ––– 20 3 –––– 242 5 ––– 22 6 ––– 25 7 ––– 15 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 45 46 MATEMÁTICA Considere uma experiência que é realizada várias vezes, sempre nas mesmas condições, de modo que o resultado de cada uma seja independente das demais. Considere, ainda, que cada vez que a experiência é realizada ocorre, obrigatoriamente, um evento A cuja probabilidade é p ou o complemento A – cuja proba - bilidade é 1 – p. Nestas condições, propõe-se o seguinte problema: Realizando-se a experiência descrita exatamente n vezes, qual é a probabilidade de ocorrer o evento A só k vezes? Resolução do problema a) Se ocorrer apenas k vezes o evento A, deverá ocorrer n – k vezes o evento A – , pois a experiência é realizada exatamente n vezes. b) A probabilidade de ocorrer k vezes o evento A e n – k vezes o evento A – , numa certa ordem, é p . p . ... . p . (1 – p) . (1 – p) . ... . (1 – p) k fatores (n – k) fatores ou seja: c) As k vezes em que ocorre o evento A são quaisquer entre as n vezes possíveis. O número de maneiras de escolher k vezes o evento A é, pois, Cn,k. d) Existem, portanto, Cn,k eventos diferentes, todos com a mesma probabilidade pk . (1 – p)n – k, e assim sendo a probabilidade procurada é: Observações a) Fala-se em lei binomial de probabilidade por - que a fórmula representa o termo Tk + 1 do desen vol - vimento de [p + (1 – p)]n. b) O número Cn, k pode ser substituído por Cn, n – k ou P n k, n – k já que Cn, k = Cn, n – k = Pn k, n – k Cn,k . p k . (1 – p)n – k pk . (1 – p)n – k � (AFA) – Uma urna contém 12 peças boas e 5 defei tuosas. Se 3 peças forem retiradas aleatoriamente, sem reposição, qual a proba - bilidade de serem 2 (duas) boas e 1 (uma) defeituosa? a) b) c) d) Resolução 1) boa na 1a. retirada: 2) boa na 2a. retirada: 3) defeituosa na 3a. retirada: Como as duas boas podem ocorrer nas retiradas 1 e 2 ou 1 e 3 ou 2 e 3, num total de 3 = C3,2 hipóteses diferentes, con cluímos que a probabilidade a ser calculada é P = . . . C3,2 = . . . 3 = Resposta: C � (FGV) – Um carteiro leva três cartas para três destinatários diferentes. Cada destinatário tem sua caixa de corres pon dência, e o carteiro coloca, ao acaso, uma carta em cada uma das três caixas de correspondência. a) Qual é a probabilidade de o carteiro não acertar nenhuma caixa de correspondência? b) Qual é a probabilidade de o carteiro acertar exata mente uma caixa de correspondência? Resolução a) A probabilidade de o carteiro não acertar nenhu ma caixa de correspondência é . . = b) A probabilidade de o carteiro acertar exata mente uma caixa é . . . 3 = Respostas: a) b) 1 ––– 2 1 ––– 3 1 ––– 2 1 ––– 1 1 ––– 2 1 ––– 3 1 ––– 3 1 ––– 1 1 ––– 2 2 ––– 3 33 ––– 68 5 ––– 15 11 ––– 16 12 ––– 17 5 ––– 15 11 ––– 16 12 ––– 17 5 ––– 15 11 ––– 16 12 ––– 17 33 ––– 34 33 ––– 68 3 ––– 17 1 ––– 12 32 Palavras-chave: Lei binomial de probabilidade • Combinações • Binômio de Newton Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 46 47MATEMÁTICA Exercícios Propostos � Joga-se, 5 vezes consecutivas, um dado “honesto” de seis fases, numeradas de 1 a 6. Calcular a probabilidade de: a) obter 5 vezes o número 4. b) obter 5 vezes um número diferente de 4. c) obter o número 4 só nas duas primeiras jogadas. d) obter o número 4 só nas duas últimas jogadas. e) obter o número 4 só duas vezes. RESOLUÇÃO: a) P(4) = . . . . = 5 b) P = 5 c) P = . . . . = d) P = . . . . = e) P = C5;2 2 . 3 = Resposta: a) 5 b) 5 c) d) e) � Um casal decidiu que vai ter 3 filhos. Con - tudo, quer exatamente 2 filhos homens e decide que, se a proba bilidade fosse inferior a 50%, iria procurar uma clínica para fazer um tratamento específico para garantir que teria os dois filhos homens. Após os cálculos, o casal concluiu que a probabilidade de ter exatamente 2 filhos homens é a) 66,7%, assim ele não precisará fazer um tratamento. b) 50%, assim ele não precisará fazer um tratamento. c) 7,5%, assim ele não precisará fazer um tratamento. d) 25%, assim ele precisará procurar uma clínica para fazer um trata mento. e) 37,5%, assim ele precisará procurar uma clínica para fazer um trata mento. RESOLUÇÃO: Admitindo-se que para esse casal a probabilidade do filho ser do sexo masculino (ou feminino) é 50%, a probabilidade deles terem exatamente dois filhos homens e, claro, uma mulher é P = C3,2 . 50% . 50% . 50% = 3 . 3 = = 0,375 = 37,5% Resposta: E � O controle de qualidade de uma empresa fabricante de telefones celulares aponta que a probabilidade de um aparelho de determinado modelo apresentar defeito de fabricação é de 0,2%. Se uma loja acaba de vender 4 apa re lhos desse modelo para um cliente, qual é a probabi lidade de esse cliente sair da loja com exatamente dois aparelhos defeituosos? a) 2 × (0,2%)4. b) 4 × (0,2%)2. c) 6 × (0,2%)2 × (99,8%)2. d) 4 × (0,2%). e) 6 × (0,2%) × (99,8%). RESOLUÇÃO: C4,2 . (0,2%) 2 . (99,8%)2 = 6 . (0,2%)2 . (99,8%)2 Resposta: C � Numa avenida existem 10 semáforos. Por causa de uma pane no sistema, os semáforos ficaram sem controle durante uma hora, e fixaram suas luzes unicamente em verde ou vermelho. Os semáforos funcionam de forma independente; a probabilidade de acusar a cor verde é de e a de acusar a cor vermelha é de . Uma pessoa percorreu a pé toda essa avenida durante o período da pane, observando a cor da luz de cada um desses semáforos. Qual a probabilidade de que esta pessoa tenha observado exatamente um sinal na cor verde? a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: Dos 10 semáforos, temos 1 verde e, consequente mente, 9 verme - lhos. A probabilidade pode ser expressa por: Resposta: A 2 . 54 –––––– 65 �5–––6�� 1 ––– 6� 53 ––– 65 1 ––– 6 1 ––– 6 5 ––– 6 5 ––– 6 5 ––– 6 53 ––– 65 5 ––– 6 5 ––– 6 5 ––– 6 1 ––– 6 1 ––– 6 �5–––6� �1–––6� 1 ––– 6 1 ––– 6 1 ––– 6 1 ––– 6 1 ––– 6 � 1–––6 � � 5 ––– 6 � 53 ––– 65 53 ––– 65 2 . 54 –––––– 65 1�––� 2 3 ––– 8 2 –– 3 1 –– 3 10 x 2 –––––– 310 10 x 29 –––––– 310 210 –––– 3100 290–––– 3100 2 –––– 310 2 1 1 9 2 1 10 . 2 p = C10;1 . �––� . �––� = 10 . –– . ––– = ––––––3 3 3 39 310 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 47 48 MATEMÁTICA No triângulo retângulo ABC da figura, sen do BC = a, AC = b; AB = c; AH = h; BH = m e CH = n, valem as se - guin tes relações: • O quadrado de um “cateto” é igual ao produto da “hipotenusa” pela “projeção” (ortogonal) desse cateto na hipotenusa. • O quadrado da “hipotenusa” é igual à soma dos quadrados dos catetos. • O quadrado da “altura” (relativa à hipotenusa) é igual ao produto das “projeções” (ortogonais) dos cate - tos na hipotenusa. • O produto da “hipotenusa” pela “altura” (relativa à hipotenusa) é igual ao produto dos “catetos”. Assim, Relações de Euclides (Teorema de Pitágoras) a . h = b . c h2 = m . n a2 = b2 + c2 b2 = a . n c2 = a . m hipotenusa x altura = cateto x cateto (altura)2 = projeção x projeção (hipotenusa)2 = (cateto)2 + (cateto)2 (cateto)2 = hipotenusa x projeção 17 e 18 Palavras-chave:Relações métricas no triângulo retângulo • Hipotenusa • Cateto • Altura • Projeção Geometria Plana e Métrica Módulos 17 – Relações métricas no triângulo retângulo 18 – Relações métricas no triângulo retângulo 19 – Natureza dos triângulos 20 – Lugares geométricos 21 – Pontos notáveis do triângulo 22 – Pontos notáveis do triângulo 23 – Ângulos na circunferência 24 – Potência de ponto 25 – Ângulos na circunferência e potência de ponto: exercícios 26 – Área dos quadriláteros 27 – Área dos triângulos 28 – Área das figuras circulares 29 – Área dos polígonos 30 – Área de figuras semelhantes 31 – Prismas 32 – Prismas C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 48 49MATEMÁTICA � (MODELO ENEM) - Observe a figura: Depois de tirar medidas de uma atleta, o fotó grafo resolveu fazer uma brincadeira: 1o.) esticou uma linha AB ___ , cujo comprimento é metade da altura dela; 2o.) ligou B ao seu pé no ponto C; 3o.) fez uma rotação de BA ___ com centro B, obtendo o ponto D sobre BC ___ ; 4o.) fez uma rotação de CD ___ com centro C, determinando E sobre AC ___ . Para surpresa da modelo, CE é a altura do seu umbigo. Tomando AB como unidade de comprimento e considerando � 5 = 2,2, a medida CE da al tu ra do umbigo da modelo é: a) 0,9 b) 1,0 c) 1,1 d) 1,2 e) 1,3 Resolução (CB)2 = (AB)2 + (AC)2 ⇒ (1+ x)2 = 12 + 22 ⇒ ⇒ x2 + 2x – 4 = 0 ⇒ x = ⇒ x = – 1 + � 5 ⇒ x = 1,2 Resposta: D � (FUVEST – MODELO ENEM) – Um lateral L faz um lan ça mento para um atacante A, situado 32 m à sua frente em uma linha paralela à lateral do campo de futebol. A bola, entretanto, segue uma trajetória retilínea, mas não paralela à lateral e, quando passa pela linha de meio do campo, está a uma distância de 12 m da linha que une o lateral ao atacante. Sa bendo- se que a linha de meio do campo está à mesma dis - tância dos dois jogadores, a dis tância mínima que o atacante terá que per correr para encontrar a trajetória da bola será de: a) 18,8 m b) 19,2 m c) 19,6 m d) 20 m e) 20,4 m Resolução A menor distância do atacante à trajetória da bola está na perpendicular à trajetória e essa perpendicular contém a posição do atacante. Na figura seguinte, é a medida do segmento — AP. Assim, considerando os dados da figura em metros, temos: 1) No triângulo LMB, retângulo em M, (LM)2 + (MB)2 = (LB)2 ⇒ 162 + 122 = (LB)2 ⇒ LB = 20 2) Da semelhança dos triângulos LPA e LMB, = ⇒ = ⇔ ⇔ AP = ⇔ AP = 19,2 Resposta: B 96 –––– 5 32 –––– 20 AP –––– 12 AL –––– BL AP –––– BM – 2 + � 20 ––––––––––– 2 Exercícios Resolvidos – Módulos 17 e 18 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 49 50 MATEMÁTICA � Um marceneiro está construindo um material didático que corresponde ao encaixe de peças de madeira com 10 cm de altura e formas geométricas variadas, num bloco de madeira em que cada peça se posicione na perfuração com seu formato correspondente, conforme ilustra a figura. O bloco de madeira já possui três perfurações prontas de bases distintas: uma quadrada (Q), de lado 4 cm, uma retangular (R), com base 3 cm e altura 4 cm, e uma em forma de um triângulo equilátero (T), de lado 6,8 cm. Falta realizar uma perfuração de base circular (C). O marceneiro não quer que as outras peças caibam na per furação circular e nem que a peça de base circular caiba nas demais perfurações e, para isso, escolherá o diâmetro do círculo que atenda a tais condições. Procurou em suas ferramentas uma serra copo (broca com formato circular) para perfurar a base em madeira, encontrando cinco exemplares, com diferentes medidas de diâmetros, como segue: (l) 3,8 cm; (ll) 4,7 cm; (lll) 5,6 cm; (IV) 7,2 cm e (V) 9,4 cm. Considere 1,4 e 1,7 como aproximações para � 2 e � 3, respectivamente. Para que seja atingido o seu objetivo, qual dos exemplares de serra copo o marceneiro deverá escolher? a) I b) II c) III d) IV e) V Resolução 1) A maior circunferência que pode ser inserida no quadrado tem diâmetro de 4 cm, como se vê na figura (I). A menor circunferência na qual se pode inserir o quadra do tem diâmetro de 4 ��2 cm = 4 . 1,4 cm = 5,6 cm, como se vê na figura (II). 2) A maior circunferência que se pode inserir no triângulo equilátero tem diâmetro, em cm, igual a 2a = 2 . . = � 3,86, conforme figura III. A maior circunferência na qual se pode inserir o triân gulo tem diâmetro 2R = 4a � 7,72 cm, conforme figura IV. 3) A maior circunferência que se pode inserir no re tân gulo tem diâmetro 3 cm, conforme figura V. A menor circunferência na qual se pode inserir o re tângulo tem diâmetro 5 cm, conforme figura VI. Para que as peças não caibam na perfuração circular, o diâmetro desta deverá ser menor que 5 cm. Para que a peça da base circular não caiba nas demais perfurações, a peça de base circular deverá ter diâmetro maior que 4 cm. Assim, a serra copo adequada deverá ter diâmetro de 4,7 cm. Resposta: B R T C Q 4 cm 4 cm 4 cm 4 cm 4 2 cm Figura I Figura II 1 ––– 3 6,8 ��3 ––––––– 2 6,8 . 1,7 ––––––– 3 6,8 cm a Figura III 6,8 cm Figura IV R = 3,86 cm a 1,93 cm 4 cm 3 cm Figura V 3 cm Figura VI 4 cm5 cm C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 50 51MATEMÁTICA � Calcular a medida de uma das diagonais de um quadrado de lado “�”. RESOLUÇÃO: Aplicando Pitágoras, temos; D2 = �2 + �2 ⇔ D = �� 2 Resposta: �� 2 � Calcular a altura de um triângulo equilátero de lado “�”. RESOLUÇÃO: Aplicando Pitágoras no ΔMAC, temos: h2 + 2 = �2 ⇔ h = Resposta: � Em exposições de artes plásticas, é usual que estátuas sejam expostas sobre plata formas giratórias. Uma medida de segurança é que a base da escultura esteja integral mente 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 estátua. Qual relação entre R e L o auxiliar técnico deverá apresentar de modo que a exigência de segurança seja cumprida? a) R ≥ L / ��2 b) R ≥ 2L / π c) R ≥ L / ��π d) R ≥ L /2 e) R ≥ L / (2 ��2 ) RESOLUÇÃO: Para que a base quadrada seja fixada sobre a plata forma circular, o diâmetro do círculo deve ser maior ou igual à diagonal do quadrado de lado L. Logo, 2 R ≥ L ��2 ⇔ R ≥ = Resposta: A ( �––2 ) �� 3–––––2 �� 3 ––––– 2 L ––––– ��2 L ��2 –––––– 2 Exercícios Propostos – Módulo 17 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 51 52 MATEMÁTICA � A manchete demonstra que o transporte de grandes cargas representa cada vez mais preocupação quando feito em vias urbanas. Caminhão entala em viaduto no Centro Um caminhão de grande porte entalou embaixo do viaduto no cruzamento das avenidas Borges de Medeiros e Loureiro da Silva no sentido Centro-Bairro, próximo à Ponte de Pedra, na capital. Esse veículo vinha de São Paulo para Porto Alegre e transportavatrês grandes tubos, conforme ilustrado na foto. Disponível em: www.caminhoes-e-carretas.com. Acesso em: 21 maio 2012 (adaptado). Considere que o raio externo de cada cano da imagem seja 0,60 m e que eles estejam em cima de uma carroceria cuja parte superior está a 1,30 m do solo. O desenho representa a vista traseira do empilhamento dos canos. A margem de segurança recomendada para que um veículo passe sob um viaduto é que a altura total do veículo com a carga seja, no mínimo, 0,50 m menor do que a altura do vão do viaduto. Considere 1,7 como aproximação para � 3. Qual deveria ser a altura mínima do viaduto, em metro, para que esse caminhão pudesse passar com segurança sob seu vão? a) 2,82 b) 3,52 c) 3,70 d) 4,02 e) 4,20 RESOLUÇÃO: Todas as dimensões da figura estão em metros. A altura mínima do viaduto deverá corresponder, em metros, à soma da altura da carroceria, de dois raios, da altura do triângulo equilátero ABC e mais 0,5 de segurança. Assim, a altura mínima do viaduto é H = 1,3 + 2 x 0,6 + + 0,5 = 1,3 + 1,2 + 0,6 . 1,7 + 0,5 = 4,02 Resposta: D 0,5m de segurança A B C 1,3m1,3m h H piso viadulto 0, 6m 0, 6m 0,6m 0,6m 1,2 � 3 ––––––– 2 0,60m C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 52 53MATEMÁTICA � (FATEC) – O valor do raio da circunferência da figura é: a) 7,5 b) 14,4 c) 12,5 d) 9,5 e) 10,0 RESOLUÇÃO: De acordo com o Teorema de Pitágoras, tem-se: r2 = (r – 5)2 + 102 ⇔ 10r = 125 ⇔ r = 12,5 Resposta: C � Na figura, o triângulo ABC é equilátero e cada um de seus lados mede 8 cm. Se AD –– é uma altura do triângulo ABC e M é o ponto médio de AD –– , então a medida CM ––– é: a) cm b) cm c) � 7 cm d) 2� 7 cm e) cm RESOLUÇÃO: I. hΔ = ⇔ hΔ = ⇔ hΔ = 4� 3 cm II. MD = ⇒ MD = 2� 3 cm III. Pitágoras no Δ MDC: (CM)2 = (DC)2 + (MD)2 ⇔ ⇔ (CM)2 = 42 + (2� 3 )2 ⇒ CM = 2� 7 cm Resposta: D � (UNICAMP – MODELO ENEM) – Para trocar uma lâm - pada, Roberto encostou uma escada na parede de sua casa, de forma que o topo da escada ficou a uma altura de 4 m. En - quanto Roberto subia os degraus, a base da escada escorregou por 1 m, tocando o muro paralelo à pa rede, conforme ilustração abaixo. Refeito do susto, Roberto reparou que, após deslizar, a escada passou a fazer um ângulo de 45° com o piso horizontal. A distância entre a parede da casa e o muro equivale a a) (4 ��3 + 1) metros. b) (3 ��2 – 1) metros. c) (4 ��3 ) metros. d) (3 ��2 – 2) metros. RESOLUÇÃO: � 3 ––– 2 1 ––– 2 � 2 ––– 2 8� 3 ––––– 2 �� 3 ––––– 2 hΔ –––– 2 Exercícios Propostos – Módulo 18 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 53 54 MATEMÁTICA Na figura 2, temos y2 = x2 + x2 = 2x2 Na figura 1, temos y2 = 42 + (x – 1)2 ⇔ 2x2 = 16 + x2 – 2x + 1 ⇔ ⇔ x2 + 2x – 17 = 0 ⇒ x = 3��2 – 1, pois x > 1. Resposta: B � (PUC-SP – MODELO ENEM) – No esquema abaixo, a reta AB representa a trajetória de um navio e no ponto I localiza-se uma ilha. Quando o navio se encontra no ponto A, AI = 60 km e, quando o navio está em B, BI = 48 km. Se BI é a menor das distâncias do navio à ilha, quando o navio estiver em C, a distância dele à ilha será, em quilômetros: a) 40 b) 60 c) 80 d) 100 e) 120 RESOLUÇÃO: Como — BI é a menor das dis tâncias do navio a ilha, pode mos concluir que — BI é perpen dicular a — AC e, por tanto, — BI é altura relativa à hipotenusa do triângulo retân gulo IAC. I) No ΔABI temos: (AI)2 = (AB)2 + (BI)2 ⇔ 602 = (AB)2 + 482 ⇒ AB = 36 km II) No ΔAIC temos: (AI)2 = (AC) . (AB) ⇔ 602 = (AC) . 36 ⇒ AC = 100 km III)No ΔAIC temos: (AC)2 = (AI)2 + (CI)2 ⇔ 1002 = 602 + (CI)2 ⇒ CI = 80 km Assim, quando o navio estiver em C, a distância dele à ilha será de 80 km. Resposta: C � (FUVEST – MODELO ENEM) – No jogo de bocha, dis - putado num terreno plano, o objetivo é conseguir lançar uma bola de raio 8 o mais próximo possível de uma bola menor, de raio 4. Num lançamento, um jogador conseguiu fazer com que as duas bolas ficassem encostadas, conforme ilustra a figura abaixo. A distância entre os pontos A e B, em que as bolas tocam o chão, é: a) 8 b) 6� 2 c) 8� 2 d) 4� 3 e) 6� 3 RESOLUÇÃO: x2 + 42 = 122 ⇔ x2 = 144 – 16 ⇔ x2 = 128 ⇔ x = � 128 ⇔ x = 8� 2 Resposta: C C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 54 55MATEMÁTICA Sejam a, b, e c, respectivamente, as medidas dos lados –– BC, AC –– e AB –– do triângulo ABC da figura. Lembrando que, num triângulo, ao maior lado se opõe o maior ângulo, e sen do BC –– o maior lado do triân - gulo, temos: • a2 = b2 + c2 ⇔ A^ = 90° ⇔ ΔABC é retângulo (Teorema de Pitágoras). • a2 < b2 + c2 ⇔ A^ < 90° ⇔ ΔABC é acutângulo, pois o maior ângulo é agudo. • a2 > b2 + c2 ⇔ A^ > 90° ⇔ ΔABC é obtusângulo, pois o maior ângulo é obtuso. � (FUVEST - MODELO ENEM) – Uma folha de papel ABCD de formato retangular é dobrada em torno do segmento — EF de maneira que o ponto A ocupe a posição de G, como mostra a figura. Se AE = 3 e BG = 1, então a medida do segmento — AF é a) b) c) d) e) Resolução Como os triângulo AEF e GEF são con gruen tes, temos: AF = GF = x e EA = EG = 3. Sendo – EH ⊥ –BC, temos HB = 3 e HG = 3 – 1 = 2 Assim, no triângulo EHG, temos: (EH)2 + 22 = 32 ⇔ EH = � 5 Logo, FB = � 5 – x e portanto, no triângulo FBG, temos: (GF)2 = (FB)2 + (BG)2 ⇔ x2 = (� 5 – x)2 + 12 ⇔ ⇔ x2 = 5 – 2� 5x + x2 + 1 ⇔ 2� 5x = 6 ⇔ ⇔ x = Resposta: D � (FUVEST - MODELO ENEM) – Um banco de altura regulável, cujo assento tem forma retangular, de comprimento 40 cm, apóia-se sobre duas barras iguais, de comprimento 60 cm (ver figura 1). Cada barra tem três furos, e o ajuste da altura do banco é feito colo can do-se o parafuso nos primeiros, ou nos segun dos, ou nos terceiros furos das barras (visão lateral do banco, na figura 2). 3� 5 ––––– 4 7� 5 ––––– 8 3� 5 ––––– 2 � 5 ––– 3 3� 5 ––––– 5 3� 5 ––––– 5 19 Palavras-chave: Natureza dos triângulos • Retângulo • Acutângulo • Obtusângulo Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 55 56 MATEMÁTICA � Em um triângulo ABC, tem-se AB = 3, AC = 6 e BC = 7. Esse triângulo é: a) equilátero. b) isósceles. c) retângulo. d) acutângulo. e) obtusângulo. RESOLUÇÃO: (AB)2 = 9 (AC)2 = 36 ⇒ (AB)2 + (AC)2 = 45 (BC)2 = 49 Portanto: (BC)2 > (AB)2 + (AC)2 Resposta: E � (FUVEST) – Os lados de um triângulo medem � 5, � 10 e 5. Qual o comprimento da altura relativa ao lado maior? a) � 1 b) � 2 c) � 3 d) � 5 e) � 15 RESOLUÇÃO: x2 + h2 = 5 ⇒ x2 – (5 – x)2 = – 5 ⇔ 10x = 20 ⇔ x = 2 (5 – x)2 + h2 = 10 Assim, 22 + h2 = 5 ⇒ h2 = 1 ⇒ h = � 1 . Resposta: A � (FEI-SP) – Se, em um triângulo, os lados medem 9 cm, 12 cm e 15 cm, então a altura relativa ao maior lado mede: a) 8,0 cm b) 7,2 cm c) 6,0 cm d) 5,6 cm e) 4,8 cm RESOLUÇÃO: 9 . 12 = 15 . h ⇔ h = ⇔ h = 7,2 Resposta: B 36 ––– 5 A menor altura que pode ser obtida é: a) 36 cm b) 38 cm c) 40 cm d) 42 cm e) 44 cm Resolução 1) A altura mínima é obtida com a confi gu ra - ção esbo çada na figura. 2) Considerando-se o triângulo retângulo de ca - te tos de medidas 20 e h1 e hipotenusa de medida 25, obtém-se h21 + 20 2 = 252 ⇒ h1 = 15 3) Por semelhança de triângulos: = Para h1 = 15 ⇒ h2 = 21 Portanto, a altura mínima será h1 + h2 = 15 + 21 = 36 Resposta: A h1 ––– h2 25 ––– 35 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 56 57MATEMÁTICA � (FUVEST) – Na figura abaixo, tem-se AC = 3, AB = 4 e CB = 6. O valor de CD é: a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: Se h é a altura do triângulo ACB relativa ao lado CB, e se x é a medida de CD, então: 1) No triângulo ADC, tem-se h2 + x2 = 32 ⇔ h2 = 9 – x2 2) No triângulo ADB, tem-se h2 + (6 – x)2 = 42 ⇔ h2 = 12x – 20 – x2 Logo, 12x – 20 – x2 = 9 – x2 ⇔ x = Resposta: E � (FGV-SP – MODELO ENEM) – Usando régua e compasso, procedemos à se guin te cons trução: I. segmento de reta AB de comprimento 5 cm (com a régua); II. circunferência λ1 de centro A e raio 4 cm (como compasso); III. circunferência λ2 de centro B e raio 3 cm (com o compasso); IV. reta r ligando os pontos C e D de intersecção de λ1 e λ2 e intersectando o segmento AB em E (com a régua). Na construção realizada, a medida do segmento CE, em cm, é igual a: a) 2,4 b) 2,5 c) 2,6 d) 2,8 e) 3,2 RESOLUÇÃO: O triângulo ABC, retângulo em C, tem hipotenusa AB = 5 cm e catetos AC = 4 cm e BC = 3 cm. Como ––– CE é a altura relativa à hipotenusa, temos: AB . CE = AC . BC ⇒ 5 . CE = 4 . 3 ⇒ CE = 2,4 Resposta: A 29 ––– 12 29 ––– 12 25 ––– 12 23 ––– 12 19 ––– 12 17 ––– 12 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 57 58 MATEMÁTICA 1. Distância entre duas figuras Dadas duas figuras pla nas F1 e F2, a dis tân cia d entre elas é a medida do menor seg mento de reta que se po de obter, tomando um ponto em cada figura. Exemplos 1) Ponto e reta 2) Retas paralelas 3) Retas concorrentes 4) Ponto e circunferência 5) Reta e circunferência 2. Definição de lugar geométrico Uma figura é um lugar geométrico se, e somente se, todos os seus pontos e apenas eles possuem uma certa propriedade. Apresentaremos, a seguir, os prin - cipais lugares geométricos. 3. Circunferência A circunferência é o lugar geométrico dos pontos de um plano, cujas distâncias a um ponto fixo O deste plano são uma constante r dada. O ponto O é o centro da circun fe rência e a constante r é a medida do raio. 20 Palavras-chave: Lugares geométricos • Circunferência • Mediatriz • Bissetriz C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 58 59MATEMÁTICA Observe que qualquer pon to da circunferência está a uma distância r do ponto O e que qualquer ponto do plano que está a uma distância r do ponto O pertence à circunferência. 4. Par de paralelas O lugar geométrico dos pontos de um plano, que distam uma constante k dada de uma reta r desse plano, é o par de retas paralelas à reta r e a uma distância k desta reta. Observe que qualquer ponto de uma das retas do par de paralelas está a uma distância k da reta r, e que qualquer ponto do plano que está a uma distância k da reta r é elemento de uma das retas do par de paralelas. 5. Mediatriz A mediatriz é o lugar geométrico dos pontos de um plano que equidistam dos extremos de um segmento deste plano. Assim, qualquer ponto da me dia triz mAB do seg - mento de reta AB –– da figura equidista de A e B, e qualquer ponto do plano que equidista de A e B per tence a mAB. 6. Par de retas perpendiculares O lugar geométrico dos pon tos de um plano, que equidis tam de duas retas con cor rentes des te plano, é um par de retas per pen diculares entre si e que contém as bissetrizes dos ân gulos for mados pelas con cor rentes. � (FGV – MODELO ENEM) – A cidade D localiza-se à mesma dis - tân cia das cidades A e B, e dista 10 km da cidade C. Em um mapa rodoviário de escala 1:100 000, a localização das cidades A, B, C e D mostra que A, B e C não estão alinhadas. Nesse mapa, a cidade D está localizada na intersecção entre a) a mediatriz de AB e a circun ferência de centro C e raio 10 cm. b) a mediatriz de AB e a circunferência de centro C e raio 1 cm. c) as circunferências de raio 10 cm e centros A, B e C. d) as bissetrizes de C^AB e C^BA e a circun ferência de centro C e raio 10 cm. e) as bissetrizes de C ^ AB e C ^ BA e a circun ferência de centro C e raio 1 cm. Resolução A figura a seguir ilustra uma possível dis tribui ção das cidades A, B, C e D, de acordo com os dados do enunciado. I. A cidade D equidista das cidades A e B e, portanto, está na mediatriz do segmento AB. II. A cidade D dista 10km = 1.000.000 cm da cidade C. Assim, em um mapa de escala 1 : 100 000, a cidade D está na circunfe rência de centro C e raio 10 cm. III. De I e II, conclui-se que a cidade D está localizada na intersecção entre a media triz de AB e a circunferência de centro C e raio 10 cm. Resposta: A Exercício Resolvido C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 59 60 MATEMÁTICA � O lugar geométrico dos pontos de um plano equi distantes de duas retas concorrentes desse plano é: a) uma circunferência; b) uma mediatriz; c) duas retas concorrentes e não perpendiculares; d) duas retas concorrentes e perpendiculares; e) uma semirreta (bissetriz). RESOLUÇÃO: Resposta: D � Considere duas retas r e s paralelas distintas e uma reta t transversal às duas. O número de pontos do plano das parale - las equidistantes das retas r, s e t é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 RESOLUÇÃO: Resposta: B � (MODELO ENEM) – Na figura seguinte, o ponto A representa uma árvore e a reta r representa um riacho. Um te - souro está escondido a 10 m da árvore e a 2 m do riacho. Se a distância do riacho até a árvore é 8 m, a quantidade de pontos onde pode estar es con dido o tesouro é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 RESOLUÇÃO: O tesouro está escondido num ponto que pertence à intersecção da circunferência de centro em A e raio 10 m com o par de retas r1 e r2 paraleas à reta r e distantes 2 m desta reta. A reta r1 intercepta a circunferência nos pontos P e Q, e r2 tangência a circunferência em R. Resposta: C Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 60 61MATEMÁTICA � (FUVEST) – Os pontos A, B e C são colineares, AB = 5, BC = 2 e B está entre A e C. Os pontos C e D pertencem a uma circunferência com centro em A. Traça-se uma reta r perpendicular ao segmento — BD passando pelo seu ponto médio. Chama-se de P a interseção de r com — AD. Então, AP + BP vale a) 4 b) 5 c) 6 d) 7 e) 8 RESOLUÇÃO I) Como r é mediatriz de — BD e P ∈ r, tem-se PD = BP II) O raio da circunferência é AB + BC = 5 + 2 = 7 III)AP + BP = AP + PD = AD = 7, pois AD é raio da circunferência de centro A. Resposta: D � (UNESP-MODELO ENEM) – Um aluno precisa localizar o centro de uma moeda cir cular e, para tanto, dispõe apenas de um lápis, de uma folha de papel, de uma régua não graduada, de um com passo e da moeda. Nessas condições, o número mínimo de pontos distintos necessários de serem marcados na circunferência descrita pela moeda para localizar seu centro é a) 3. b) 2. c) 4. d) 1. e) 5. RESOLUÇÃO: São necessários e suficientes marcar três pontos na circun - ferência, pois para se determinar um ponto (centro) basta encontrarmos dois lugares geométricos distintos a que este pertence. 1) O centro da circunferência equidista de A e B e está na mediatriz do segmento — AB. 2) O centro da circunferência equidista de B e C e está na mediatriz do segmento — BC. Resposta: A A 5 B 2 D r P C A C B 0 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 61 62 MATEMÁTICA 1. Incentro Incentro é o ponto de intersecção das bissetrizes inter nas do triângulo. O incentro equi dis ta dos lados do triân gulo e é o cen tro da cir cun fe rên cia ins crita (cir cun ferência tan - gen te aos lados) no triângulo. 2. Circuncentro Circuncentro é o ponto de in tersecção das media - trizes dos lados do triângulo. O circuncentro equidista dos vértices do triângulo e é o centro da circun fe rên cia cir cuns crita (que contém os vértices) ao triân gulo. É importante saber que: a) O circuncentro do triângulo acu tângulo é sempre um ponto da re - gião interior do triângulo. b) O circuncentro do triângulo ob- tu sân gulo é sempre um ponto da região exterior do triângulo. c) O circuncentro do triângulo re- tân gulo é o ponto médio da hipo te - nusa. 3. Baricentro Baricentro é o ponto de intersecção das medianas do triângulo. O baricentro é o centro de gravidade do triângulo e divide cada mediana na razão 2 : 1. Assim, 4. Ortocentro Ortocentro é o ponto de intersecção das retas su - por tes das alturas do triângulo. É importante saber que: a) O ortocentro do triân gulo acu tângulo é sempre um ponto da região interior do triângulo. b) O ortocentro do triângulo obtusân gulo é sempre um ponto da região ex terior do triângulo. c) O ortocentro do triângulo retân gulo é o vértice do ângulo reto. PBQB RB 2 ––––– = –––––– = –––––– = ––– BMP BMQ BMR 1 21 e 22 Palavras-chave: Pontos notáveis do triângulo • Baricentro • Incentro • Circuncentro • Ortocentro C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 62 63MATEMÁTICA 5. Particularidades a) No triângulo isósceles, os quatro pontos no tá - veis são alinhados. b) No triângulo equilátero, os quatro pontos notá - veis são coincidentes. � (UNESP) – Sejam A, B, C pontos distintos no interior de um círculo, sendo C o centro dele. Se construirmos um triângulo inscrito no círculo com um lado passando por A, outro por B e outro por C, podemos afirmar que este triângulo a) é acutângulo. b) é retângulo. c) é obtusângulo. d) não é isósceles. e) pode ser equilátero. Resolução O triângulo é retângulo, pois o centro da circun - ferência circunscrita é o ponto médio da hipotenusa. Resposta: B � (MODELO ENEM) - Três canos de forma cilíndrica e de mesmo raio r, dispostos como indica a figura adiante, devem ser colocados dentro de outro cano cilíndrico de raio R, de modo a ficarem presos sem folga. Expresse o valor de R em termos de r para que isso seja possível. Resolução R = OC + r ⇔ R = . + r ⇔ ⇔ R = ⇔ R = Resposta: R = � (UNIFOR-CE – MODELO ENEM) – Em um triângulo ABC, retângulo em A, a mediana relativa à hipotenusa é perpen - dicular ao segmento — BC. Se BC = 2 cm, então é verdade que a) a medida de um dos catetos é 1 cm. b) as mediatrizes dos catetos se interce tam no interior do triângulo ABC. c) o quadrado da soma das medidas dos catetos é igual a 4 cm2. d) a medida do raio da circunferência cir - cuns crita ao triângulo ABC é igual a 2 cm. e) a medida doraio da circunferência circuns - crita ao triângulo ABC é igual a 1 cm. Resolução I) AB = AC e (AB)2 + (AC)2 = (2 cm)2 Assim: AB = AC = � 2 cm II) O circuncentro O do triângulo ABC é o ponto médio da hipote nusa — BC. III) (AB + AC)2 = (2 � 2 cm)2 = 8 cm2 IV) R + R = 2 cm ⇔ R = 1 cm Resposta: E r(3 + 2 � 3 ) ––––––––––– 3 r(3 + 2 � 3 ) ––––––––––– 3 2� 3 r + 3r ––––––––––– 3 2r� 3 –––––– 2 2 ––– 3 B C R RO R M N A Exercícios Resolvidos – Módulos 21 e 22 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 63 64 MATEMÁTICA Exercícios Propostos – Módulo 21 � Na figura, sendo B o baricentro, determine AB. RESOLUÇÃO: I) B é baricentro do triân gulo, então, — AM é me dia na (seg men to que liga o vértice ao ponto médio do lado oposto). II) (AM)2 = 32 + 22 ⇔ (AM)2 = 13 ⇒ AM = � 13 III) AB = . AM (propriedade do baricentro) AB = Resposta: cm � Na figura abaixo, o ponto I é o centro da circunfe rência inscrita no triângulo ABC. Pode-se afirmar que a) I é o baricentro do triângulo ABC. b) I é o ortocentro do triângulo ABC. c) I é o ponto de intersecção das medianas do triân gulo ABC. d) I é o ponto de intersecção das bissetrizes dos ân gulos internos do triângulo ABC. e) I é o ponto de intersecção das mediatrizes dos la dos do triângulo ABC. RESOLUÇÃO: I é o incentro do triângulo ABC e, portanto, trata-se do ponto de inter secção das bissetrizes dos ângulos internos do triân gulo ABC. Resposta: D � Na figura abaixo, o ponto C é o centro da circunferência circunscrita ao triângulo DEF. Pode-se afirmar que a) C é o baricentro do triângulo DEF. b) C é o incentro do triângulo DEF. c) C é o ponto de intersecção das medianas do triân gulo DEF. d) C é o ponto de intersecção das alturas do triân gulo DEF. e) C é o ponto de intersecção das mediatrizes dos la dos do triângulo DEF. RESOLUÇÃO: C é o circuncentro do triângulo DEF e, portanto, trata-se do ponto de intersecção das mediatrizes dos lados do triângulo DEF. Resposta: E 2 ––– 3 2� 13 –––––– 3 2� 13 –––––– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 64 65MATEMÁTICA � O segmento da perpendicular traçada de um vértice de um triângulo à reta do lado oposto é denominada altura. O ponto de intersecção das três retas suportes das alturas do triângulo é chamado: a) baricentro b) incentro c) circuncentro d) ortocentro e) mediano RESOLUÇÃO: O ponto de intersecção das retas suportes das três alturas de um triângulo é o ORTOCENTRO do referido triângulo. Resposta: D � Assinale a afirmação falsa. a) Os pontos notáveis de um triângulo equilátero são coin - ciden tes. b) O incentro de qualquer triângulo é sempre um ponto in - terno. c) O ortocentro de um triângulo retângulo é o vértice do ângulo reto. d) O circuncentro de um triângulo retângulo é o ponto médio da hipotenusa. e) O baricentro de qualquer triângulo é o ponto médio de cada mediana. RESOLUÇÃO: O baricentro de qualquer triângulo não é o ponto médio de cada me diana, pois o baricentro, invariavel mente, divide cada mediana na razão 2:1. Resposta: E � (PUC-MG – MODELO ENEM) – Na figura, o triângulo ABC é equilátero e está circunscrito ao círculo de centro O e raio 2 cm. AD é altura do triângulo. Sendo E ponto de tangência, a medida de — AE, em centímetros, é a) 2� 3 b) 2� 5 c) 3 d) 5 e) � 26 RESOLUÇÃO: I) OD = OE = 2 II) OA = 2 . OD ⇔ OA = 4 III) (AE)2 = (OA)2 – (OE)2 Assim: (AE)2 = 42 – 22 ⇔ (AE)2 = 12 ⇒ AE = � 12 ⇔ AE = 2� 3 Resposta: A Exercícios Propostos – Módulo 22 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 65 66 MATEMÁTICA � (UNIFESP) – Tem-se um triângulo equilátero em que cada lado mede 6 cm. O raio do círculo circunscrito a esse triângulo, em centímetros, mede: a) � 3 b) 2� 3 c) 4 d) 3� 2 e) 3� 3 RESOLUÇÃO: Na figura, O é o circun centro, que coincide com o baricentro do triângulo equi látero ABC, de lado � = 6 cm e altura h. Assim: I) h = = cm = 3� 3 cm II) OA = . h Logo: R = . 3� 3 cm ⇔ R = 2� 3 cm Resposta: B � (CFT-CE) – No triângulo ABC da figura a seguir, as media - nas que partem de A e de B são perpendiculares. Se BC = 8 e AC = 6, então AB é igual a: a) 3��6 b) 4��3 c) 12��7 d) 2��5 e) 4��2 RESOLUÇÃO: I) Nos triângulos GAN e GBM, tem-se: (2x)2 + y2 = 32 e x2 + (2y)2 = 42 Assim: 5x2 + 5y2 = 32 + 42 ⇔ x2 + y2 = 5 II) No triângulo retângulo GAB, tem-se: (AB)2 = (2x)2 + (2y)2 ⇔ (AB)2 = 4(x2 + y2) Assim: (AB)2 = 4 . 5 ⇒ AB = 2��5 Resposta: D � � 3 ––––– 2 6� 3 ––––– 2 2 ––– 3 2 ––– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 66 67MATEMÁTICA � 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 medida R. Para posteriormente ter fácil manutenção, é necessário haver uma distância de 10 cm entre os canos soldados e o cano de raio maior. Essa distância é garantida por um espaçador de metal, confor - me 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 RESOLUÇÃO: De acordo com a figura e o enunciado, tem-se: R = OC + CD + DE Assim: R = . + 30 + 10 ⇔ ⇔ R = 20��3 + 40 ⇔ R = 34 + 40 ⇔ R = 74 Resposta: C 30 cm 10 cm R A B C 60 cm 30 cm E O D 60��3 –––––– 2 2 ––– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 67 68 MATEMÁTICA 1. Elementos da circunferência Numa circunferência de centro O e raio r, define-se: a) Corda Corda de uma circunferência é qualquer seg mento de reta cujas extremidades são pontos distintos da cir - cun ferência. b) Diâmetro Diâmetro de uma circunferência é qualquer corda que passa pelo centro da circunferência. A medida do diâmetro da circunferência é o dobro do raio. c)Arco Arco de circunferência é cada uma das partes em que fica dividida uma circunferência quando tomamos dois pontos distintos nela. d) Semicircunferência Semicircunferência é todo arco cujas extremi dades são também extremidades de um diâmetro da cir cun - ferência. 2. Posições relativas de reta e circunferência Tangente Toda reta com um único ponto em comum com uma circunferência é chamada reta tangente ou simples - mente tangente à circunferência. Se a reta t é tangente à circunferência de centro O e raio r no ponto T, entãot é perpendicular a OT –– e a distân - cia do ponto O à reta t é igual a r. Secante Toda reta que possui dois pontos em comum com uma circunferência é chamada reta secante ou simples - mente secante à circunferência. A distância do centro da circunferência a uma reta secante é menor que o raio. Externa Toda reta que não possui ponto em comum com uma circunferência é chamada reta externa ou sim - plesmente externa à circunferência. A distância do centro da circunferência a uma reta externa é maior que o raio. t � OT –– e dist (T; O) = r 23 Palavras-chave: Ângulos na circunferência • Central • Inscrito • Excêntrico C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 68 69MATEMÁTICA 3. Ângulos na circunferência Ângulo central Ângulo central de uma circunferência é todo ângulo que tem o vértice no centro da circunferência. Na figura, AB � é o arco cor res pondente ao ângulo central AO ^ B. Se tomarmos para unidade de arco (arco unitário), o arco de fini do na circunferência por um ân gulo central uni tário, teremos a medida do ângulo AO ^ B igual à me - dida do arco AB � . Assim, Ângulo inscrito Ângulo inscrito numa circunferência é todo ângulo que tem o vértice na circunferência e os lados secantes a ela. A medida do ângulo inscrito é a metade da medida do arco que ele determina na circun ferência. Assim, Ângulo de segmento Ângulo de segmento é todo ângulo que tem como vértice um ponto da circunferência, sendo um dos lados secante e o outro tangente à circunferência. Na figura, a é um ângulo de segmento e ele deter - mina na circunferência o arco ABy. A medida do ângulo de seg mento é a metade da medida do arco por ele determinado. Ângulo excêntrico interior Ângulo excêntrico interior é todo ângulo que tem como vértice um ponto (distinto do centro) da região interior de uma circunferência. Na figura, o ângulo AP ^ B é ex cêntrico interior e deter - mi na na circunferência o arco AB � . As retas PA ↔ e PB ↔ in ter - cep tam a circunferência nos pontos C e D, respec tiva - mente, deter mi nando o arco CD � . A medida do ângulo AP ^ B é a metade da soma dos arcos AB � e CD � . Assim, α = AB � u é secante à circunferência; dist (O; u) < r v é externa à circunferência; dist (O; v) > r AB � α = –––– 2 AB � + CD � α = –––––––––––– 2 AB � α = –––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 69 70 MATEMÁTICA Exercícios Resolvidos Ângulo excêntrico exterior Ângulo excêntrico exterior é todo ângulo que tem como vértice um ponto da região exterior de uma circun - fe rência e lados secantes ou tangentes à circunferência. Na figura anterior, o ângulo AP ^ B é excên trico exterior e deter mina na circun ferência os arcos AB � e CD � . A medida do ângulo A ^ PB é a metade da diferença entre os arcos � AB e � CD, por ele deter minados. Assim, AB � – CD � α = –––––––––––– 2 � (MACKENZIE – MODELO ENEM) Percorrendo uma estrada de 20 m de largura, um veículo inicia um retorno em um ponto A, utilizando a trajetória circular da figura, cujo raio é 20 m. Se nessa rotatória a velocidade máxima permitida é de 20 km/h, o menor tempo necessário para que esse veículo per corra o arco AB é: (adote π = 3) a) 12 s b) 18 s c) 15 s d) 25 s e) 22 s Resolução Admitindo que a trajetória do veículo seja a represen tada na figura, concluímos que o comprimento do arco � AB, em metros, é d = . 2π . r ⇒ d = . 2π . 20 ⇒ ⇒ d = 100 m (para π = 3) Então, 100 m = . t ⇔ t = 18 s Resposta: B � (FUVEST) – Na figura abaixo, ABCDE é um petágono regular. A medida, em graus, do ângulo α é: a) 32° b) 34° c) 36° d) 38° e) 40° Resolução Como α é um ângulo inscrito, que determina na circunferência de centro O, circunscrita ao pen tágono regular, o arco � CD, temos: � CD = = 72° Assim: α = = = 36° Resposta: C 300° –––––– 360° 5 ––– 6 20 000 m ––––––––– 3600 s 360° ––––– 5 � CD ––––– 2 72° ––––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 70 71MATEMÁTICA Nos exercícios de � a �, determinar o valor de �, associan - do-o com as seguintes alternativas: a) 40° b) 45° c) 50° d) 80° e) 85° � RESOLUÇÃO: α = ⇔ α = 45° Resposta: B � (MACKENZIE) RESOLUÇÃO: α = ⇔ α = 85° Resposta: E � RESOLUÇÃO: α = ⇔ α = 40° Resposta: A � (UNIFENAS-MG) – O quadrilátero ABCD está inscrito em uma circunferência e o ângulo AB^C mede 108°. A medida do ângulo CD^ A é igual a: a) 22° b) 36° c) 72° d) 92° e) 108° RESOLUÇÃO: 2 med(CD ^ A) + 216° = 360° ⇔ med(CD^A) = 72° Resposta: C 90° ––– 2 40° + 130° ––– –––––– 2 105° – 25° ––– –––––– 2 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 71 72 MATEMÁTICA � (UFMG) – Observe a figura: Suponha que as medidas dos ângulos P ^ SQ, Q ^ SR e S ^ PR, assinalados na figura, sejam 45°, 18° e 38°, respectivamente. A me dida do ângulo P ^ QS, em graus, é: a) 38 b) 63 c) 79 d) 87 RESOLUÇÃO: ^ P + ^ Q + ^ S = 180° ⇔ 56° + θ + 45° = 180°⇔ ⇔ θ = 180° – 56° – 45° ⇔ θ = 79° Resposta: C � (FUVEST) – A, B, C e D são vértices consecutivos de um hexágono regular. A medida, em graus, de um dos ângulos formados pelas diagonais — AC e — BD é: a) 90 b) 100 c) 110 d) 120 e) 150 RESOLUÇÃO: θ = = = 120° Resposta: D 180° + 60° ––––––––––– 2 � AD + � BC ––––––––––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 72 73MATEMÁTICA 1. Potência de um ponto em relação a uma circunferência Dados um ponto P e uma circunferência λ, consi deremos uma reta r que passa por P e intercepta λ nos pontos A e B. Chama-se potência do ponto P em relação a λ, o pro duto das medidas dos segmentos PA — e PB — . É importante observar que: a) Se P é um ponto de λ, temos PA = 0 ou PB = 0 e, portanto, a potência é nula. b) Se P ∉ λ e r é tangente a λ, temos A = B = T e, portanto, a potência do ponto, em relação à circunferência, é PA . PB = PT . PT = (PT)2. 2. Propriedade da potência de ponto A potência é uma característica do ponto em relação à circunferência, portanto, não depende da reta escolhida, desde que intercepte a circunferência. É importante destacar, pois: Potência de P em relação a λ = PA . PB 24 Palavras-chave: Potência de ponto • Secante • Tangente C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 73 74 MATEMÁTICA Exercícios Resolvidos � (MODELO ENEM) – As estradas representadas pelas retas r, s e t da figura seguinte tangenciam o lago λ nos pontos P, Q e R. Se AB = 14 km, BC = 16 km e AC = 18 km, então, a distância do ponto A até o ponto P mede: a) 6 km b) 7 km c) 8 km d) 9 km e) 10 km Resolução Sendo x a medida de — AP, temos: Como BC = 16 km, temos: 18 – x + 14 – x = 16 ⇒ – 2x = – 16 ⇒ x = 8 km Resposta: C � (UNIFESP – MODELO ENEM) – Na figura, o segmento AC é per - pendicular à reta r. Sabe-se que o ângulo AÔB, com O sendo um ponto da reta r, será máximo quando O for o ponto onde r tangencia uma cir - cun ferência que passa por A e B. Se AB re pre senta uma estátua de 3,6 m sobre um pedestal BC de 6,4 m, a distância OC, para que o ângulo AÔB de visão da estátua seja máximo, é a) 10 m b) 8,2 m c) 8 m d) 7,8 m e) 4,6 m Resolução Calculando a potência do ponto C em relação à circun fe rência da figu - ra, tem-se: (CO)2 = CB . CA Assim, (OC)2 = 6,4 . 10 ⇔ (OC)2 = 64 ⇔ OC = 8 Resposta: C � (UNESP – MODELO ENEM) – Em uma residência, há uma área de lazer com uma piscina redonda de 5 m de diâmetro. Nessa área há um coqueiro, representado na figura por um ponto Q. Se a distância de Q (coqueiro) ao ponto de tangência T (da piscina) é 6 m, a distância d = — QP, do coqueiro à piscina, é: a) 4 m b) 4,5 m c) 5 m d) 5,5 m e) 6 m Resolução QP . QR = (QT)2 ⇒ d . (d + 5) = 36 ⇔ d2 + 5d – 36 = 0 ⇒ d = 4, pois d > 0 Resposta: A O T d Q 6 PR 2,5 2,5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 74 75MATEMÁTICA � (FUVEST) – O valor de x, na figura abaixo, é: a) 20/3 b) 3/5 c) 1 d) 4 e) 15 RESOLUÇÃO: x . 10 = 3 . 2 ⇔ x = Resposta: B � O valorde x na figura seguinte é: a) 2 b) 4,5 c) 10 d) 16 e) 24 RESOLUÇÃO: x . (x + 8) = 12 . (12 + 3) ⇒ x = 10 Resposta: C � (UNESP) – Em um plano horizontal encontram-se representadas uma circunferência e as cordas AC e BD. Nas condições apresentadas na figura, determine o valor de x. RESOLUÇÃO: (AE) . (EC) = (BE) . (ED) ⇒ 2x . (x + 3) = x . (3x – 1) Como x � 0, temos: 2 . (x + 3) = 3x – 1 ⇒ 2x + 6 = 3x – 1 ⇒ x = 7 Resposta: x = 7 � (FUVEST) – Os segmentos AB e CD se interceptam num ponto P e são cordas perpendiculares de um mesmo círculo. Se AP = CP = 2 e PB = 6, ache o raio do círculo. RESOLUÇÃO: I) PA . PB = PC . PD ⇒ 2 . 6 = 2 . PD ⇔ PD = 6 II) R2 = 22 + 42 ⇔ R2 = 20 ⇒ R = 2� 5, pois R > 0 P 2 2 2 2 4 R R4 2 2 A C B D 3 –– 5 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 75 76 MATEMÁTICA � (FUVEST) – Os pontos A, B e C perten cem a uma cir cun - ferência γ e AC é lado de um polígono regular inscrito em γ. Sabendo que o ângulo A ^ BC mede 18°, podemos concluir que o número de lados do polígono é igual a: a) 5 b) 6 c) 7 d) 10 e) 12 RESOLUÇÃO: Se o ângulo A ^ BC mede 18°, então o ângulo central A ^ OC desse polígono regular mede 36°. Assim, sendo n o número de lados desse polígono regular, tem-se: n = ⇔ n = 10 Resposta: D � Se —AB e —CD são, respectivamente, lados do pentágono e do pen tadecágono regulares inscritos no círculo, então α + β é igual a: a) 24° b) 36° c) 48° d) 60° e) 72° RESOLUÇÃO: I) AB = ⇔AB = 72° II) CD = ⇔CD = 24° ⇒ α + β = 72° Resposta: E � (FGV-SP) – Dado um pentágono re gular ABCDE, cons trói- se uma circunfe rência pelos vértices B e E de tal forma que — BC e — ED sejam tangentes a essa circun ferência, em B e E, respec tivamente. A medida do menor arco � BE na circunferência cons truída é: a) 72° b) 108° c) 120° d) 135° e) 144° RESOLUÇÃO: Os ângulos internos do pentágono regular ABCDE medem 108°, pois = 108°. 360° –––––– 36° 360° ––––– 5 360° ––––– 15 AB + CD III) α = –––––––––– ⇔ α = 48° 2 AB –CD IV) β = –––––––––– ⇔ β = 24° 2 180°(5 – 2) –––––––––– 5 25 Ângulos na circunferência e potência de ponto: exercício Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 76 77MATEMÁTICA Os ângulos internos do pentágono OBCDE, em que O é o centro da cir cunferência, medem x, 90°, 108°, 108° e 90° e têm soma igual a 540°. Assim, x + 90° + 108° + 108° + 90° = 540° ⇔ x = 144°. Portanto,BE = x = 144°. Resposta: E � (UFMA – MODELO ENEM) – De um ponto exterior a uma circun ferên cia, são traçadas uma tangente e uma secante, con - for me a figura seguinte. A tangente — AB mede 10 m e as medidas de — AC e — CD são iguais. Assim, o compri men to da secante — AD é igual a a) 10 m b) 5� 2 m c) 10� 2 m d) 15� 2 m e) 15 m RESOLUÇÃO: (AB)2 = AC . AD 102 = . x ⇔ x2 = 200 ⇒ x = � 200 ⇔ x = 10� 2 Resposta: C � (FEI) – Na figura seguinte, em que D, E e F são pontos de tangência e AE = 10 cm, o perímetro do triângulo ABC vale: a) 10 cm b) 15 cm c) 20 cm d) 25 cm e) 30 cm RESOLUÇÃO: AF = AE = 10 cm BD = BE = x cm CD = CF = y cm O perímetro 2p (em centímetros) do triângulo ABC é dado por: 2p = AB + BC + CA = (10 – x) + (x + y) + (10 – y) = 10 + 10 = 20 Resposta: C x –– 2 B D C A x 2 x 2 10 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 77 78 MATEMÁTICA 1. Definição Área de uma figura é um número, associado à sua superfície, que exprime a relação existente entre esta su per fície e a superfície de um quadrado de lado unitário. Dizemos que duas superfícies são equivalentes quando possuem a mesma área. 2. Área do retângulo A área S de um retângulo é o produto das medidas a e b de dois de seus lados consecutivos. Assim, 3. Área do quadrado Sendo o quadrado um caso particular do retângulo, a área S de um quadrado de lado � é S = � . �. Assim, 4. Área do paralelogramo Os triângulos RST e QPU são congruentes pelo critério LAAo e, portanto, são equivalentes. O paralelogramo PQRS e o retângulo UQRT, ambos de base b e altura h, possuem, portanto, a mesma área S. Assim, 5. Área do losango O retângulo ABCD está dividido em oito triângulos retângulos congruentes. O losango PQRS, cujas diago - nais medem D e d, é composto por quatro desses triân - gulos. A área S do losango é, portanto, a metade da área do retângulo. Assim, 6. Área do trapézio O trapézio PQRS, cujas bases medem B e b e cuja altura mede h, é equivalente ao trapézio P’Q’SR. A união dos dois trapézios é o paralelogramo PQP’Q’, cuja base mede B + b e a altura mede h. A área S do trapézio PQRS é, portanto, a metade da área do paralelogramo. Assim, (B + b) . h S = ––––––––––– 2 D . d S = ––––––– 2 S = b . h S = �2 S = a . b 26 Palavras-chave: Área dos quadriláteros • Base • Altura C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 78 79MATEMÁTICA � Em uma empresa, exis te um galpão que precisa ser divi dido em três depó sitos e um hall de entrada de 20 m2, conforme a figura abaixo. Os de pósitos I, II e III serão construídos para o armazenamento de, res pec tivamente, 90, 60 e 120 fardos de igual volume, e suas áreas devem ser proporcionais a essas capa cidades. A largura do depósito III dever ser, em metros, igual a: a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. Resolução Sendo S1, S2 e S3 as áreas, em metros quadrados, dos depósitos I, II e III, respectivamente, e b a largura, em metros, do depósito III, tem- se: 1o. ) S1 + S2 + S3 + 20 = 11 . 10 ⇔ S1 + S2 + S3 = 90 2o. ) = = = = = 3o. ) = ⇔ S3 = 40 4o. ) S3 = b . 10 Assim: b . 10 = 40 ⇔ b = 4 Resposta: D � A maior piscina do mundo, registrada no livro Guiness, está localizada no Chile, em San Alfonso del Mar, cobrindo um terreno de 8 hectares de área. Sabe-se que 1 hectare corresponde a 1 hectômetro quadrado. Qual é o valor, em metros quadrados, da área coberta pelo terreno da piscina? a) 8 b) 80 c) 800 d) 8000 e) 80000 Resolução A área da piscina é de 8 hectares = 8 hectômetros quadrados = = 800 decâmetros quadrados = 80 000 metros quadra dos. Resposta: E � Uma indústria produz malhas de proteção solar para serem aplicadas em vidros, de modo a diminuir a passagem de luz, a partir de fitas plásticas entrelaçadas perpendicularmente. Nas direções vertical e horizontal, são aplicadas fitas de 1 milímetro de largura, tal que a distância entre elas é de (d – 1) milímetros, conforme a figura. O material utilizado não permite a passagem da luz, ou seja, somente o raio de luz que atingir as lacunas deixadas pelo entrelaçamento consegue transpor essa proteção. A taxa de cobertura do vidro é o percentual da área da região coberta pe - las fitas da malha, que são colocadas paralelamente às bordas do vidro. Resolução Essa indústria recebeu a encomenda de uma malha de proteção solar para ser aplicada em um vidro retangular de 5 m de largura por 9 m de comprimento. A medida de d, em milímetros, para que a taxa de cobertura da malha seja de 75% é a) 2 b) 1 c) d) e) Para cada quadrado de d por d da malha, apenas uma área de (d – 1) por (d – 1) permite a passagem de luz. Como a taxa de cobertura é 75%, apenas 25% da luz incidente deverá passar. Assim, sendo d > 1, temos: = 25% ⇔ 2 = ⇒ ⇒ = ⇔ 2d – 2 = d ⇔ d = 2 Resposta: A S3 ––––– 120 S3 –––– 120 1 ––– 3 90 –––– 270 1 ––– 3 S1 + S2 + S3 –––––––––––––– 90 + 60 + 120 S1 –––– 90 S2 –––– 60 11 ––– 3 4 ––– 3 2 ––– 3 1 ––– 4� d – 1 –––––– d� (d – 1)2 –––––––– d2 1 ––– 2 d – 1 –––––– d Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 79 80 MATEMÁTICA � A vazão do Rio Tietê, em São Paulo, constitui preo - cu pação 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 especifi - cadas 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. (Disponível em: www2.uel.br) 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 Resolução 1) A área do trapézio da figura I, em m2, é: 2) A área do trapézio da figura II, em m2, é: 3) Supondo que a velocidade da água não se altere e sendo v a vazão após a reforma, em m3/s, temos: Resposta: D � (UFLA – MODELO ENEM) – Sabendo-se que os seg mentos —AE, — EF, — FG e — GC são congruentes, a área do losango BGDE, contido no quadrado ABCD de lado x, é: a) x2 b) x2 c) x2 d) x2 e) 2x2 Resolução Sendo S a área do losango BGDE, tem-se I) BD = x� 2 II) AE = EF = FG = GC = III) EG = EF + FG = + = IV) S = Assim: S = = = Resposta: D 30 + 20 ––––––––– . 2,5 = 62,5 2 41 + 49 ––––––––– . 2 = 90 2 1050 v –––––– = –––– ⇔ v = 1512 62,5 90 1 ––– 2 3 ––– 4 1 ––– 8 1 ––– 4 x� 2 ––––– 4 x� 2 ––––– 2 x� 2 ––––– 4 x� 2 ––––– 4 BD . EG –––––––– 2 x2 –––– 2 x2 . (� 2) ––––––––– 22 x� 2 x� 2 . –––– 2 –––––––––––– 2 Exercícios Propostos � Em uma certa cidade, os moradores de um bairro carente de espaços de lazer reivin - dicam 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 caracterís - ticas 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 m Terreno 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) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. RESOLUÇÃO: O terreno de maior área, que atende às restrições impostas pela prefeitura, é o terreno 3. Resposta: C Lados (em m) Perímetro (em m) Área (em m2) Terreno 1 55 x 45 200 > 180 – Terreno 2 55 x 55 220 > 180 – Terreno 3 60 x 30 180 1800 Terreno 4 70 x 20 180 1400 Terreno 5 95 x 85 360 > 180 – C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 80 81MATEMÁTICA � (UNIFESP – MODELO ENEM) – Um comício deverá ocorrer num ginásio de esportes, cuja área é delimitada por um retângulo, mostrado na figura. Por segurança, a coordenação do evento limitou a con cen - tração, no local, a 5 pessoas para cada 2 m2 de área disponível. Excluin do-se a área ocupada pelo palan que, com a forma de um trapézio (veja as di men sões da parte hachu rada na figura), quantas pessoas, no má xi mo, poderão participar do evento? a) 2700 b) 1620 c) 1350 d) 1125 e) 1050 RESOLUÇÃO: A área disponível para o evento, em metros qua drados, é dada pela diferença entre as áreas do retângulo e do trapézio. Assim: A = 30 . 18 – . 6 = 540 – 90 = 450 m2 Como a concentração de pessoas está limitada a 5 pessoas para cada 2 m2 de área disponível, o número máximo de pes soas que poderão participar do evento é igual a: . 5 = 1 125 pessoas Resposta: D � O Esquema I mostra a configuração de uma quadra de basquete. Os trapézios em cinza, chamados de garrafões, correspon dem a áreas restritivas. Esquema I: área restritiva antes de 2010 Visando atender as orientações do Comitê Central da Federação lnternacional de Basquete (Fiba) em 2010, que unificou as marcações das diversas ligas, foi prevista uma modificação nos garrafões das quadras, que passariam a ser retângulos, como mostra o Esquema II. Esquema II: área restritiva a partir de 2010 Após executadas as modificações previstas, houve uma alteração na área ocupada por cada garrafão, que corresponde a um(a) a) aumento de 5 800 cm2. b) aumento de 75 400 cm2. c) aumento de 214 600 cm2. d) diminuição de 63 800 cm2. e) diminuição de 272 600 cm2. RESOLUÇÃO: I) A área do trapézio do esquema I, em cm2, é = 278 400 II) A área do retângulo do esquema II, em cm2, é 580 . 490 = 284 200 III)O aumento da área, em cm2, foi de 284 200 – 278 400 = 5 800 Resposta: A � 18 + 12––––––– 2 � � 450–––––2 � (600 + 360) . 580 ––––––––––––––––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 81 82 MATEMÁTICA � Um terreno com o formato mos trado na figura foi her dado por quatro irmãos e deve - rá ser dividido em quatro lotes de mesma área. Um dos irmãos fez algu mas propostas de divi são para que fossem analisadas pelos de mais herdeiros. Dos esquemas apresentados, onde lados de mes ma medida têm sím bolos iguais, o único em que os quatro lotes não possuem, neces saria mente, a mes ma área é: RESOLUÇÃO: Nos esquemas (A), (B), (C) e (D), cada um dos quatro lotes desenhados tem exatamente da área do terreno original. No esquema (E) os quatro lotes desenhados só terão a mesma área se os lados indicados pelo símbolo –––/ tiverem exatamente do com pri mento da base do paralelogramo configu rado pelo terreno original. Assim sendo, os quatro lotes do esquema (E) não pos suem, necessa riamente, a mesma área. Resposta: E � Para decorar a fachada de um edifício, um arquiteto pro jetou a colocação de vitrais com - postos 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 RESOLUÇÃO: Sendo M o centro do quadrado de lado 1 m, temos: I) A área da região mais clara SC, em m 2, é igual a quatro vezes a área do triângulo APB. SC = 4 . = 4 . = m 2 II) A área da região sombreada SS, em m 2, é igual à área do quadrado menos SC. SS = 1 2 – = m2 Logo, o custo C na fabricação deste vitral, será: C = . R$ 30,00 + . R$ 50,00 Resposta: B 1 –– 4 1 –– 4 AP . MB�–––––––––�2 1 1 –– . –– 4 2�–––––––� 2 1 –– 4 1 ––– 4 3 ––– 4 3 ––– 4 1 ––– 4 C = R$ 35,00 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 82 83MATEMÁTICA 1. Em função da base e da altura O triângulo PQR, cuja base mede b e a altura h, é equivalente ao triângulo RQ’P. A área S do triângulo PQR é, portanto, a metade da área do paralelogramo PQRQ’, cuja base mede b e a altura mede h. Assim, 2. Triângulo equilátero Seja ABC um triângulo equilátero cujo lado mede �, a altura h e a área S. Lembrando que h = e S = , temos: 3. Em função do raio da circunferência inscrita Seja S a área do triângulo ABC, cujo raio da circun - ferência inscrita mede r. Sendo a, b e c as medidas dos lados do triângulo ABC, po de mos calcular sua área somando as áreas dos triângulos BOC, COA e AOB. Assim, S = SBOC + SCOA + SAOB = + + = = . r = p . r, onde p = é o semi - perímetro. Assim, 4. Em função de dois lados e do ângulo entre eles Sejam a e b as medidas de dois lados de um triân - gulo ABC e α a medida do ângulo entre eles: a altura h relativa ao lado a é dada por h = b . sen α. Assim, a área S do triângulo ABC é: b . h S = –––––– 2 � . h ––––– 2 �� 3 ––––– 2 �2 . � 3 S = –––––––– 4 c . r –––– 2 b . r –––– 2 a . r –––– 2 a + b + c ––––––––– 2� a + b + c ––––––– 2� S = p . r a . b . sen α S = ––––––––––––– 2 27 Palavras-chave: Área dos triângulos • Equilátero • Semiperímetro C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página83 84 MATEMÁTICA 5. Em função do raio da circunferência circunscrita Sendo S a área do triângulo ABC, cujos lados me - dem a, b e c e cujo raio da circunferência circunscrita mede R, temos: 6. Em função dos lados Sendo a, b e c as medidas dos lados do triângulo ABC de área S, temos: (Fórmula de Hierão) onde p = é o semiperímetro. S = � p . (p – a) . (p – b) . (p – c) a + b + c–––––––– 2 a . b . c S = ––––––––– 4R � (UIT – MODELO ENEM) – Observe a figura: Nessa figura, temos quatro quadrados de lados 4 cm, 3 cm, 2 cm e 1 cm, respectivamente, co locados em um retângulo ABCD. A área da figura hachurada, em centímetros quadrados, é igual a: a) 10 b) 20 c) 30 d) 15 e) 40 Resolução A área S, em centímetros quadrados, da figura hachurada é dada por: S = 42 + 32 + 22 + 12 – ⇔ ⇔ S = 16 + 9 + 4 + 1 – 20 ⇔ S = 10 Resposta: A � Um engenheiro, para calcular a área de uma cida de, copiou sua planta numa folha de papel de boa qualida de, recortou e pesou numa balança de precisão, obten do 40g. Em seguida, recortou, do mesmo desenho, uma praça de dimensões reais 100m x 100m, pesou o recorte na mesma balança e obteve 0,08g. Com esses dados foi possível dizer que a área da cidade, em me tros quadrados, é de, aproxi madamente, a) 800 b) 10000 c) 320000 d) 400000 e) 5000000 Resolução A planta da área da cidade pesou 40g. A praça tem di mensões 100 m por 100 m. A área é de 10 000 m2 e o recorte da planta pesou 0,08g. Logo, a área da cidade é de 5 000 000 m2, pois A 10 000 —– = ———— ⇒ A = 5 000 000 40 0,08 Resposta: E (4 + 3 + 2 + 1) . 4––––––––––––––––– 2 Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 84 85MATEMÁTICA � (UNESP-MODELO ENEM) – Os polígonos ABC e DEFG estão desenhados em uma malha formada por quadrados. Suas áreas são iguais a S1 e S2, respec tivamente, conforme indica a figura. Sabendo que os vértices dos dois polígonos estão exata mente sobre pontos de cruzamento das linhas da malha, é correto afirmar que é igual a a) 5,25. b) 4,75. c) 5,00. d) 5,50. e) 5,75. RESOLUÇÃO: Sendo � a medida do lado de cada quadrado da malha, temos: I) A área S1 do triângulo ABC é igual a S1 = = 2� 2 u.a. II) A área S2 de quadrilátero DEFG é igual a área do retângulo PQRS menos a área dos triângulos DGS, FGR, EFQ e DEP. S2 = (4�) . (5�) – – – – – = = 20�2 – �2 – 2�2 – 4,5�2 – 2�2 = 10,5�2 u.a. Logo, = = 5,25 Resposta: A S2–––– S1 (2�) . (2�) –––––––––– 2 (2�) . (2�) –––––––––– 2 (2�) . � –––––––– 2 (4�) . � –––––––– 2 (3�) . (3�) –––––––––– 2 10,5 �2 –––––––– 2 �2 S2 ––––– S1 Exercícios Propostos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 85 86 MATEMÁTICA � (FGV-SP) – Na figura plana abaixo, os triângulos ABC e CDE são equiláteros. Os lados medem 4 cm e 6 cm, res pec tivamente. Calcule a área do quadrilátero ABDE. RESOLUÇÃO: Sendo S a área do qua dri lá tero ABDE, em cm2 e su pondo A, C e E alinha dos, temos: S = SABC + SCDE + SBCD = = + + = 4� 3 + 9� 3 + 6� 3 = 19� 3 Resposta: A área do quadrilátero ABDE é 19� 3 cm2 � (UFPE) – Na figura seguinte, o qua drado ABCD tem área igual a 100 cm2. Sabe-se que AE = AF e que as medidas de –– AE e –– EB estão na razão de 1 para 4. A área da região som brea - da é, em cm2: a) 63 b) 59 c) 64 d) 70 e) 58 RESOLUÇÃO: I) De acordo com o enunciado, tem-se: AB = BC = 10 cm, AE = AF = 2 cm e EB = 8 cm II) A área S da região sombreada é igual à área do quadrado ABCD, menos a área ocupada pelos triângulos retângulos AEF e BCE. Assim: S = 100 – – cm2 ⇔ ⇔ S = (100 – 2 – 40) cm2 ⇔ S = 58 cm2 Resposta: E � (FUVEST) – Um triângulo tem 12 cm de perímetro e 6 cm2 de área. Quanto mede o raio da circunferência inscrita nesse triângulo? RESOLUÇÃO: Assim: r = ⇔ r = 1 cm Resposta: r = 1 cm 4 . 6 . sen60° ––––––––––––– 2 62 � 3 –––––––– 4 42 � 3 –––––––– 4 2 . 2 ––––– 2 10 . 8 ––––– 2 � 2p = 12 cm ⇔ p = 6 cm S = 6 cm2 ⇔ p . r = 6 cm2� 6 cm2 –––––– 6 cm � C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 86 87MATEMÁTICA 1. Área do círculo Sendo S a área do círculo de raio R, temos: Observação O comprimento da circunferência de raio R é dado por , onde π � 3,1416. 2. Área da coroa circular Sendo S a área da coroa circular de raios R e r, te - mos: S = π R2 – π r2. Assim, 3. Área do setor circular Sendo S a área do setor circular de raio R limitado por um arco de comprimento �, temos: ⇒ 4. Área do segmento circular A área S do segmento circular limitado pela corda AB –– e pelo arco AB � é obtida da diferença entre a área do setor circular AOB e a área do triângulo AOB. Assim, S = – ⇔ S = π . (R2 – r 2) C = 2π R S = π . R2 � . R S = –––––– 2 � S = –––––– . π R2 2π R R S = ––– . (� – h) 2 R . h ––––– 2 � . R ––––– 2 � (FUVEST) – Na figura seguinte, estão re - pre sen tados um quadrado de lado 4, uma de suas diagonais e uma semicir cunferência de raio 2. Então a área da região hachurada é a) + 2 b) π + 2 c) π + 3 d) π + 4 e) 2π + 1 Resolução A semicircunferência e a dia go nal AC __ passam pelo centro O do quadrado ABCD de lado 4. Assim, a área S da região ha chu rada é igual à soma das áreas do triângulo retângulo MOA e do setor circular MOB, ou seja, S = + . π . 22 ⇔ S = π + 2 Resposta: B π –– 2 1 –– 4 2 . 2 ––––– 2 28 Palavras-chave: Área das figuras circulares • Círculo • Coroa circular • Setor circular • Segmento circular Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 87 88 MATEMÁTICA � Uma empresa produz tam pas circulares de alu mínio para tanques cilín dricos a partir de chapas quadradas de 2 metros de la do, con for me a figura. Para 1 tampa grande, a em presa produz 4 tampas médias e 16 tam pas pequenas. As sobras de material da produção diária das tam pas grandes, médias e pequenas dessa em presa são doa das, respectivamente, a três entida des: I, II e III, para efe tuarem recicla gem do material. A partir dessas in or mações, 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 quanti dades de material. Resolução Os raios das tampas grandes, médias e pe que nas são, respectiva mente, 1 m, m e m. Em metros quadrados, as sobras SI, SII e SIII das tam pas grandes, médias e pequenas são, respectivamente, tais que: SI = 4 – π . 1 2 = 4 – π SII = 4 – 4 . π . 2 = 4 – π SIII = 4 – 16 . π . 2 = 4 – π Supondo que as quantidades de chapas qua dra das usadas diariamente para produzir as tampas grandes sejam as mesmas para as tampas médias e para as tampas pequenas, as sobras serão iguais, pois SI = SII = SIII. Resposta: E � (UNIFENAS-MG–MODELO ENEM) – Considere três círculos concêntri cos de modo que as áreas do círculo interno e da coroa circular externa sejam iguais. Se o raio do menor círculo é 5 cm e o do maior é 13 cm, então a largura da coroa circular intermediária é: a) 7 cm b) 8 cm c) 9 cm d) 12 cm e) � 157 cm Resolução I) π (132 – R2) = π . 52 ⇔ R2 = 132 – 52 ⇔ R2 = 144 ⇒ R = 12 II) x = R – 5 Assim: x = 12 – 5 ⇔ x = 7 Resposta: A � Dois holofotes iguais, situados em H1 e H2, res - pec tiva mente, iluminam regiões H1 H2 circulares, ambas de raio R. Essas regiões se sobrepõem e deter minam uma região S de maior intensidade luminosa, conforme figura. Área do setor circular: Asc = , α em radianos. A área da região S, em unidades de área, é igual a: a) – b) c) – d) e) Resolução A área da região S é dada por AS = 2Asetor circular O1AO2B – 2ADO1AO2 Assim, AS = . 2 = Resposta: A 1 –– 2 1 –– 4 1�––�2 1�––�4 5 x 13 R α R2 ––––– 2 2πR2 –––––– 3 � 3 R2 –––––– 2 (2π – 3� 3)R2 –––––––––––––– 12 πR2 ––––– 12 R2 ––– 8 πR2 ––––– 2 πR2 ––––– 3 2π ––– . R23 R2��3��––––––––� – –––––– � 2 4 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 88 89MATEMÁTICA Exercícios Propostos � Uma empresa de telefonia celular possui duas antenas que serão substituídas por uma nova, mais potente. As áreas de cobertura das antenas que serão substituídas são círculos de raio 2 km, cujas circunferências se tangenciam no ponto O, como mostra a figura. O ponto O indica a posição da nova antena, e sua região de cobertura será um círculo cuja circunferência tan genciará externamente as circunferências das áreas de cobertura menores. Com a instalação da nova antena, a medida da área de cobertura, em quilômetros quadrados, foi ampliada em a) 8p. b) 12p. c) 16p. d) 32p. e) 64p. RESOLUÇÃO: Todas as áreas calculadas a seguir estão em quilôme tros quadrados. A área coberta pelas antenas antigas era: SA = 2 π . 2 2 = 8π A área coberta pela nova antena é: SN = π . 4 2 = 16π A área de cobertura foi ampliada em 16π – 8π = 8π Resposta: A � O proprietário de um parque aquático deseja construir uma piscina em suas dependências. A fi - gu ra representa a vista superior dessa piscina, que é formada por três setores circulares idênticos, com ângulo central igual a 60°. O raio R deve ser um número natural. O parque aquático já conta com uma piscina em formato retangular com dimensões 50 m x 24 m. O proprietário quer que a área ocupada pela nova piscina seja menor que a ocupada pela piscina já existente. Considere 3,0 como aproximação para π. O maior valor possível para R, em metros, deverá ser a) 16. b) 28. c) 29. d) 31. e) 49. RESOLUÇÃO: A área ocupada pela nova piscina deve ser menor que a ocupada pela piscina já existente, então: 3 . Asetor < Aretângulo ⇒ 3 . πR 2 < 50 . 24 ⇒ ⇔ 3 . 3R2 < 1200 ⇔ R2 < ⇔ ⇔ R2 < 800 ⇒ R = 28, pois R deve ser natural e 282 < 800 < 292. Resposta: B � 60°––––– 360° � 1 –– 6 1200 . 6 –––––––– 9 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 89 90 MATEMÁTICA � (MODELO ENEM) – Com centro no ponto médio de cada lado e com raio igual à metade de cada um, descrevem-se quatro semicircunferências que passam pelo centro do quadrado, conforme a figura. A área da rosácea de quatro folhas assim formada, em m2, é igual a: a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: S = 4 . – AΔ = 4 . – = = 2 – = – 1 = Resposta: C � (MACKENZIE) – Na figura, o raio —OA da circunferência mede 6 cm. Adotando-se π = 3, a área da região sombreada, em cm2, é igual a: a) 9(4 – � 3) b) 9 – � 3 c) 4� 3 d) 9� 3 e) 4(9 – � 3) RESOLUÇÃO: No triângulo AOC, isósceles, da figura, tem-se: A ^ CO = C ^ AO = 30° e A ^ OC = 120° A área S, em cm2, do segmento circular hachurado, é tal que: S = . π . 62 – = = . 3 . 36 – = 36 – 9� 3 = 9 (4 – � 3) Resposta: A A 30° O B 120° 30° C 6 6 6 120° –––––– 360° 6 . 6 . sen 120° ––––––––––––––– 2 1 ––– 3 � 3 36 . –––– 2 –––––––––– 2 π ––– 2 π ––– 4 π – 2 ––––– 2 π – 2 ––––– 3 π – 1 ––––– 2 �1 . 1/2–––––––2π (1/2) 2 –––––––– 2�� Acirc –––––– 2� π – 2 ––––– 2 π ––– 2�1–––2π–––4� C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 90 91MATEMÁTICA 1. Polígonos circunscritos Dizemos que um polígono é circunscritível quando ele admite uma circunferência inscrita. A área S de um polígono circunscrito a uma circun - ferência de raio r é: onde p é semiperímetro do polígono. De fato: S = SO A1 A2 + SO A2 A3 + … + SO An–1 An + SO An A1 ⇒ ⇒ S = + + … + = = . r ⇒ S = p . r Se o polígono for regular, então o raio da circun fe - rên cia inscrita recebe o nome de apótema e é re pre - sentado por a. 2. Área dos polígonos regulares A área S de um polígono regular de perímetro 2p e apótema a é, portanto: 3. Triângulo equilátero Sendo � a medida do lado do triângulo equilátero da figura, temos: a) Altura: b) Apótema: a = h ⇒ c) Raio da circunferência circunscrita: R = h ⇒ d) Área: e) O raio da circunscrita é o dobro do raio da inscrita: 4. Quadrado Sendo � a medida do lado do quadrado da figura, temos: S = p . r an . r––––– 2 a2 . r––––– 2 a1 . r––––– 2 a1 + a2 + … + an –––––––––––––––– 2 S = p . a �� 3 h = –––––– 2 � � 3 a = ––––– 6 1–– 3 � � 3 R = ––––– 3 2–– 3 � 2� 3 S = –––––– 4 R = 2r 29 Palavras-chave: Área dos polígonos • Apótema • Polígono regular C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 91 92 MATEMÁTICA a) Diagonal: b) Apótema: c) Raio da circunferência circunscrita: R = ⇒ d) Área: 5. Hexágono regular Sendo � a medida do lado do hexágono regular da figura, temos: a) Apótema: (altura do triângulo equi látero AOB) b) Raio da circunferência circunscrita: (lado do triângulo equilátero AOB). c) Área: S = 6 . SΔAOB ⇒ 3�2� 3 S = ––––––– 2 R = � � � 3 a = ––––– 2 S = �2 �� 2 R = ––––– 2 d–– 2 � a = ––– 2 d = �� 2 � (FUVEST–MODELO ENEM) – A figura representa sete hexá - gonos regulares de lado 1 e um hexágono maior, cujos vértices coin - cidem com os centros de seis dos hexágonos menores. Então a área do pentágono hachurado é igual a a) 3� 3 b) 2� 3 c) d) � 3 e) Resolução A área S do pentágono hachurado é igual à soma das áreas de dois triângulos equiláteros congruentes de lado 1. Assim: S = 2 . ⇔ S = Resposta: E 3� 3 ––––– 2 � 3 –––– 2 � 3 –––– 2 12 . � 3 ––––––– 4 Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 92 93MATEMÁTICA � O apótema de um hexágono regular inscrito numa circun - ferência de raio 8 cm, vale em cm: a) 4 b) 4� 3 c) 8 d) 8� 2 e) 12 RESOLUÇÃO: a = hΔ eq ⇔ a = ⇒ a = ⇔ a = 4� 3 Resposta: B �� 3 ––––– 2 8� 3 ––––– 2 Exercícios Propostos � UNIFESP - MODELO ENEM) Se k é a área do hexágono, a soma das áreas desses dois triângulos é igual a: a) k b) 2k c) 3k d) 4k e) 5k Resolução Na figura, o triângulo ABC e o triân gulo DEF estão divididos em 9 triângulos equiláteros menores, dos quais o hexágono ocupa seis deles. Desta forma, se SABC, SDEF e k, são as áreas, respectivamente, dos triân gulos ABC, DEF e do hexágono regular, então: = = ⇒ SABC = SDEF = k e SABC + SDEF = k + k = 3k Resposta: C � (FGV – MODELO ENEM) – 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 ) Resolução Como o hexágono é regular, CQD e EQD são triân gulos equiláteros de lado 1 dm e, portanto, CE = 2 . = � 3 Assim, o perímetro do polígono AQCEF é 4 . 1 + � 3 = (4 + � 3 ) Resposta: B 1 . � 3 ––––––– 2 9 ––– 6 SDEF –––––– k SABC –––––– k 3 ––– 2 3 ––– 2 3 ––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 93 94 MATEMÁTICA � A área, em cm2, do hexágono regular do exercício anterior é igual a: a) 32� 3 b) 96� 3 c) 16� 3 d) 96� 2 e) 108� 3 RESOLUÇÃO: A área A, em cm2, é: A = 6 . 8 . = 96� 3 ou A = 6 . = 96� 3 Resposta: B � (FUVEST) – Uma das piscinas do Centro de Práticas Esportivas da USP tem o formato de três hexágonos regulares con gruentes, justapostos, de modo que cada par de hexá - gonos tem um lado em comum, conforme representado na figura abaixo. A distância entre lados paralelos de cada hexá - gono é de 25 metros. Assinale a alternativa que mais se aproxima da área da piscina. a) 1.600 m2 b) 1.800 m2 c) 2.000 m2 d) 2.200 m2 e) 2.400 m2 RESOLUÇÃO: Sendo � a medida, em metros, de cada lado dos hexágonos regulares e d a distância, em metros, entre lados paralelos de cada hexágono, de acordo com o enunciado, tem-se: d = 2 . = �� 3 e d = 25 Assim, �� 3 = 25 ⇔ � = A área S, em metros quadrados, da área da superfície da piscina é dada por: S = 3 . 6 . = . �2 . � 3 = = . . � 3 = 937,5.� 3 � 1600 Resposta: A 4� 3 ––––– 2 82� 3 ––––– 4 �� 3 ––––– 2 25 –––– � 3 9 ––– 2�� 2� 3 –––––– 4� 625 –––– 3 9 ––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 94 95MATEMÁTICA � (MACKENZIE) – Na figura,um octógono regular e um qua - drado estão inscritos na circunferência de raio r = ��2. A área da região sombreada é: a) 4 . (��2 – 1) b) + 1 c) d) e) RESOLUÇÃO: I) Soctógono = 8.SΔOCD = 8 . = 4� 2 II) Squadrado = 4.SΔAOB = 4 . = 4 Assim, a área S da região sombreada é: S = Soctógono – Squadrado = 4� 2 – 4 = 4(� 2 – 1) Resposta: A � 2 . � 2 . sen 45° ––––––––––––––––– 2 � 2 . � 2 ––––––––– 2 ��2 + 11 –––––––– 8 ��2 –––– 2 8��2 –––– 7 4 . (��2 + 1) ––––––––––––– 5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 95 96 MATEMÁTICA � (MODELO ENEM) – O terreno plano ABC da figura seguinte tem 760 metros quadrados de área e o mu ro da divisa BC tem 38 metros de com primento. Seu proprietário resolveu dividi-lo em dois terrenos menores de mesma área, construindo o muro DE paralelo ao muro BC. Considerando ��2 = 1,4, pode-se afir mar que a distância entre os muros para lelos DE e BC, em metros, é apro xi mada mente igual a: a) 12 b) 16 c) 18 d) 20 e) 28 Resolução = � � 2 = Assim: = ⇔ x = 40 – 20��2 ⇔ x ≅ 40 – 28 = 12 Resposta: A � (MODELO ENEM) – No terreno ABC da figura, uma pessoa pretende construir uma resi dên cia, preservando a área verde da região assinalada. Se BC = 80 m, AC = 120 m e MN = 40 m, a área livre para a construção, em metros quadra dos, é de: a) 1400 b) 1600 c) 1800 d) 2000 e) 2200 Resolução Sendo SAMN, SABC e SL, respectivamente, as áreas, em m 2, dos triângulos AMN, ABC e a área livre, tem-se: 1) SABC = = 2 400 1 ––– 2 40 – x ––––––– 40 SΔADE ––––––– SΔABC ��2 –––––– 2 40 – x ––––––– 40 80 . 120 . sen 30° ––––––––––––––––– 2 A razão entre as áreas de duas figuras semelhantes é igual ao quadrado da razão de semelhança. Exemplo Os polígonos ABCDE e PQRST são semelhantes e a razão de semelhança é k. Sendo S 1 e S 2 as áreas dos polígonos ABCDE e PQRST, respectivamente, temos: e S1 –––– = k2 S2 a b c d e –– – = ––– = ––– = ––– = ––– = k a’ b’ c’ d’ e’ 30 Palavras-chave: Área de figuras semelhantes • Razão de semelhança Exercícios Resolvidos C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 96 97MATEMÁTICA 2) ΔAMN ~ ΔABC ⇔ = � � 2 ⇔ ⇔ = � � 2 ⇔ SAMN = 600 3) SL = SABC – SAMN = 2 400 – 600 = 1 800 Resposta: C � (FUVEST – MODELO ENEM) – No retângulo ABCD da figura, tem-se CD = � e AD = 2�. Além disso, o ponto E per tence à diagonal — BD, o ponto F pertence ao lado — BC, e — EF é perpendicular a — BD. Sabendo que a área do retângulo ABCD é cinco vezes a área do triângulo BEF, então — BF mede a) �� 2 / 8 b) �� 2 /4 c) �� 2 / 2 d) 3�� 2 / 4 e) �� 2 Resolução I) (BD)2 = (2�)2 + � 2 ⇒ BD = �� 5 II) SABCD = 5 . SBEF ⇔ 2 . SDAB = 5 . SBEF ⇔ = III) Os triângulos BEF e DAB são semelhantes. Assim: = 2 IV) De (II) e (III) tem-se finalmente: = 2 ⇔ (BF)2 = 2�2 ⇒ BF = �� 2 Resposta: E 40 –––– 80 SAMN ––––––– 2 400 MN ––––– BC SAMN ––––––– SABC SBEF –––––– SDAB 2 ––– 5 SBEF –––––– SDAB � BF––––BD � 2 ––– 5 � BF –––––– �� 5 � Exercícios Propostos � (FUVEST) – No papel quadriculado da figura abaixo, ado - ta-se como unidade de comprimento o lado do quadrado ha - churado. — DE é paralelo a — BC. Para que a área do triângulo ADE seja a metade da área do triângulo ABC, a medida de — AD, na unidade adotada, é a) 4� 2 b) 4 c) 3� 3 d) e) RESOLUÇÃO: Os triângulos ADE e ABC são semelhantes pelo critério (AA~). Assim, = 2 ⇔ = ⇔ ⇔ (AD)2 = 32 ⇒ AD = � 32 ⇔ AD = 4� 2 Resposta: A 7� 3 ––––– 2 8� 3 ––––– 3 (AD)2 –––––– 82 1 ––– 2�AD–––––AB� SΔADE –––––––– SΔABC C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 97 98 MATEMÁTICA � (UNESP) – A figura representa uma chapa de alumínio de formato triangular de massa 1250 gramas. Deseja-se cortá-la por uma reta r, paralela ao lado — BC, que intercepta o lado — AB em D e o lado — AC em E, de modo que o trapézio BCED tenha 700 gramas de massa. A espessura e a densidade do material da chapa são uniformes. Determine o valor percentual da razão de — AD por — AB. Dado: � 11 � 3,32 a) 88,6 b) 81,2 c) 74,8 d) 66,4 e) 44,0 RESOLUÇÃO: Para que o trapézio BCED tenha 700 gramas de massa, a massa do triângulo ADE deve ser: 1250 gramas – 700 gramas = 550 gramas Como r // — BC, os triângulos ADE e ABC são semelhantes. Assim, sendo SADE e SABC as áreas dos triângulos ADE e ABC, respecti - vamente, temos: = 2 A razão entre as áreas dos triângulos ADE e ABC é igual à razão entre suas massas, pois a espessura e a densidade do material da chapa são uniformes; portanto: = 2 = ⇒ ⇒ = � = 0,664 = 66,4% Resposta: D � A razão entre a área do círculo inscrito e a área do círculo circunscrito a um mesmo hexágono regular é igual a: a) b) c) d) e) RESOLUÇÃO: Consideremos o hexágono regular de lado “�”. I. r = hΔeq ⇔ r = ⇒ Resposta: C 4 ––– 5 2 ––– 3 3 ––– 4 1 ––– 2 1 ––– 4 �� 3 ––––– 2 3π �2 –––––– A1 4 3 –––– = –––––––– = ––– A2 π � 2 4 �2 . 3 II. A1 = π r 2 ⇔ A1 = π . ––––––4 III. R = � IV. A2 = π R 2 ⇔ A2 = π �2 SADE –––––– SABC � AD–––––AB � 550 ––––– 1250 AD ––––– AB 11 –––– 25 3,32 ––––– 5 �AD–––––AB� SADE –––––– SABC C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 98 � A figura apresenta dois mapas, em que o estado do Rio de Janeiro é visto em diferentes escalas Há interesse em estimar o número de vezes que foi ampliada a área correspondente a esse estado no mapa do Brasil. Esse número é a) menor que 10. b) maior que 10 e menor que 20. c) maior que 20 e menor que 30. d) maior que 30 e menor que 40. e) maior que 40. RESOLUÇÃO: Sendo R a distância real entre dois pontos específicos do estado do Rio de Janeiro, G a distância entre estes dois pontos no mapa grande (escala pequena) e P a distância entre estes mesmos dois pontos no mapa pequeno (escala grande), temos: ⇒ ⇒ 25G = 4P ⇔ = Se a razão linear dos mapas é , a razão entre as áreas é 2 = � 39,06. A área foi ampliada aproximadamente 39,06 vezes. Resposta: D G 1 ––– = –––––––––– ⇒ R = 25 000 000 G R 25 000 000 P 1 ––– = –––––––––– ⇒ R = 4 000 000 P R 4 000 000 � P ––– G 25 ––– 4 25 ––– 4 � 25––– 4 � 625–––– 16 99MATEMÁTICA C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:27 Página 99 100 MATEMÁTICA 1. Definição de prisma Sejam α e β dois planos paralelos distintos. Con - sideremos uma região poligonal com n lados contida em α e uma reta r, que intercepta os planos α e β nos pontos A e B, respectivamente. Chama-se prisma a união de todos os segmentos paralelos ao segmento de reta AB –– , com uma extremidade na região poligonal e a outra extremidade em β. 2. Elementos A1A2A3 … An e B1B2B3 … Bn são polígonos côngruos e paralelos chamados de bases. A1B1 –––– , A2B2 –––– , … AnBn –––– são segmentos côngruos e paralelos chamados de arestas laterais. Os segmentos A1A2, A2A3, … An – 1An, AnA1, B1B2, B2B3, … Bn – 1Bn, BnB1 são chamados arestas das bases. A1A2B2B1, A2A3B3B2, … são paralelogramos cha ma - dos de faces laterais. A distância h, entre os planos que contêm as bases do prisma, é chamada de altura do prisma. 3. Classificação Prisma reto é todo prisma cujas arestas laterais são perpendiculares aos planos que contêm as bases. Prisma oblíquo é todo prisma cujas arestas laterais são oblíquas aos planos que contêm as bases. Prisma regular é todo prisma reto cuja base é um polígono regular. 4. Nomenclatura Os prismas são chamados de triangulares, quadran gulares, pentagonais etc., conforme as bases sejam triângulos, quadriláteros, pentágonos etc. 5. Áreas Área de uma face lateral é a área de um dos polígonos que constitui uma face lateral do prisma. Se o prisma for regular, todas as faces laterais terão mesma área. Área lateral é a soma das áreas de todas as faces laterais de um prisma. Área total é a soma das áreas de todas as faces do prisma. Assim, sendo A � a área lateral de um prisma, A b a área de uma das bases e A t a área total, temos: At = 2 . Ab+ A� 31 e 32 Palavras-chave: Prismas • Base • Face • Aresta C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 100 101MATEMÁTICA 6. Volume Definição Volume de um sólido é um número, associado a ele, que exprime a razão exis tente entre o espaço por ele ocupado e o espaço ocupado por um cubo de aresta unitária. Volume dos prismas O volume V de um prisma com área da base Ab e altura h é dado por: V = Ab . h � (MODELO ENEM) – Uma piscina de forma retangular tem 15 m de comprimento, 8 m de largura, 1 m de profundidade num de seus extremos e 2 m de profundidade no outro extremo, sendo seu fundo um plano inclinado. Quantos litros de água são necessários para encher completamente essa piscina? a) 60 000 b) 90 000 c) 120 000 d) 150 000 e) 180 000 Resolução V = Ab . h V = . 80 dm3 V = 180 000 litros Resposta: E � (PUC) – Suponha que o bolo mostrado na tira a seguir apoie-se sobre um suporte circular feito de chocolate que, por sua vez, encontra-se sobre uma mesa de madeira de tampo retangular, cujas dimensões são 0,90 m de comprimento, 0,80 m de largura e 0,02 m de espessura. Assim, a parte dura que o Cebolinha mordeu diz respeito apenas a um pedaço do tampo da mesa. Fonte: Jornal O Estado de S. Paulo – 13/10/01 Se o pedaço de madeira na fatia tem a forma de um prisma regular triangular, cuja aresta da base mede 6 cm, o volume de madeira do pedaço equivale a que por centagem do volume do tampo da mesa? (Use � 3 =1,7) a) 0,2125% b) 0,425% c) 2,125% d) 4,25% e) 21,25% Resolução Sejam VT e VP, respectivamente, os volumes do tampo da mesa e do pedaço de madeira, em centímetros cúbicos. Supondo que o tampo da mesa tem a forma de um paralelepípedo reto retângulo, temos: a) VT = 90 . 80 . 2 = 14 400 b) VP = . 2 = 9 . 1,7 . 2 = 30,6 Assim, o volume de madeira do pedaço equivale a = 0,002125 = 0,2125% do volume do tampo da mesa. Resposta: A � Técnicos concluem mapeamento do aquífero Guarani O aquífero Guarani localiza-se no subterrâneo dos territórios da Argen - tina, Brasil, Paraguai e Uruguai, com extensão total de 1.200.000 quilô - metros quadrados, dos quais 840.000 quilômetros quadrados estão no Brasil. O aquífero armazena cerca de 30 mil quilômetros cúbicos de água e é considerado um dos maiores do mundo. Na maioria das vezes em que são feitas referências à água, são usadas as unidades metro cúbico e litro, e não as unidades já descritas. A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) divulgou, por exemplo, um novo reservatório cuja capacidade de armazenagem é de 20 milhões de litros. Disponível em: http:/noticias.terra.com.br. Acesso em: 10 jul. 2009. (adaptado). Comparando as capacidades do aquífero Guarani e desse novo reservatório da SABESP, a capacidade do aquífero Guarani é a) 1,5 x 102 vezes a capacidade do reservatório novo. b) 1,5 X 103 vezes a capacidade do reservatório novo. c) 1,5 x 106 vezes a capacidade do reservatório novo. d) 1,5 X 108 vezes a capacidade do reservatório novo. e) 1,5 x 109 vezes a capacidade do reservatório novo. Resolução A capacidade c do Aquífero Guarani é de 30 000 km3 = 30 . 103 . 109 m3 = 30 . 1012 . 103 litros = 30 . 1015 litros e a capacidade c’ do novo reservatório da Sabesp é de 20 . 106 litros. Assim: = = 1,5 . 109 Resposta: E (20 + 10) . 150 –––––––––––––– 2 c –– c’ 30 . 1015 –––––––––– 20 . 106 62� 3 –––––– 4 30,6 ––––––– 14 400 Exercícios Resolvidos – Módulos 31 e 32 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 101 102 MATEMÁTICA � (VUNESP – MODELO ENEM) – Se dobrarmos convenien - temente as linhas tracejadas da figura abaixo, obteremos uma figura espacial cujo nome é: a) pirâmide de base pentagonal. b) paralelogramo. c) octaedro. d) tetraedro. e) prisma. RESOLUÇÃO: Resposta: E � Um prisma regular triangular tem aresta da base 6 e altura 10. Determinar a área da superfície total do prisma. RESOLUÇÃO: I) AB = = = 9� 3 II) A� = 3 . A� = 3 . 6 . 10 = 180 III) AT = 2 . AB + A� = 2 . 9� 3 + 180 ⇔AT = 18( � 3 + 10) Resposta: 18( � 3 + 10) � Calcular a área lateral e a área total de um prisma hexa - gonal regular cujas arestas da base medem 2 cm e cuja altura mede 5 cm. RESOLUÇÃO: I) A� = 6 . Aretângulo = 6 . 2 . 5 = 60 II) At = A� + 2AB = 60 + 2 Ahexágono = 60 + 2 . 6 . = = 60 + 12� 3 = 12(5 + � 3) Resposta: 60 cm2 e 12(5 + � 3) cm2 � O volume, em cm3, do prisma da questão anterior é igual a: a) 60 b) 120 c) 120� 3 d) 30� 3 e) 40� 3 RESOLUÇÃO: V = AB . h = Ahexágono . h = 6 . . 5 = 30� 3 Resposta: D 62� 3 –––––– 4 l 2� 3 –––––– 4 22� 3 ––––––– 4 22� 3 –––––– 4 Exercícios Propostos – Módulo 31 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 102 103MATEMÁTICA � Na alimentação de gado de corte, o processo de cortar a forragem, colocá-la no solo, compactá-la e protegê-la com uma vedação denomina-se silagem. Os silos mais comuns são os horizontais, cuja forma é a de um prisma reto trape zoidal, conforme mostrado na figura. Considere um silo de 2 m de altura, 6 m de largura de topo e 20 m de comprimento. Para cada metro de altura do silo, a largura do topo tem 0,5 m a mais do que a largura do fundo. Após a silagem, 1 tonelada de forragem ocupa 2 m3 desse tipo de silo. EMBRAPA. Gado de corte. Disponível em: www.cnpgc.embrapa.br Acesso em: 1 ago. 2012 (adaptado) Após a silagem, a quantidade máxima de forragem que cabe no silo, em toneladas, é a) 110. b) 125. c) 130. d) 220. e) 260. RESOLUÇÃO Se, para cada metro de altura do silo, a largura do topo tem 0,5 m a mais do que a largura do fundo, então em 2 m de altura do silo a largura do topo tem 2 × 0,5 m = 1 m a mais do que a largura do fundo. Desta forma, a largura do fundo é de (6 – 1) m = 5 m. O volume do silo, em metros cúbicos, é V = . 20 = 220 Se, após a silagem, 1 tonelada de forragem ocupa 2 m3 desse tipo de silo, então cabem no silo: = 110t Resposta: A (6 + 5) . 2 –––––––––– 2 220 m3 ––––––––– 2 m3/t � (PUC-SP) – Um tanque de uso industrial tem a forma de um prisma cuja base é um trapézio isósceles. Na figura abaixo, são dadas as dimensões, em metros, do prisma. O volume desse tanque, em metros cúbicos, é: a) 50 b) 60 c) 80 d) 100 e) 120 RESOLUÇÃO: I) Ab = m 2 ⇒ Ab = 20m2 II) V = Ab . h = 20m 2 . 5m = 100m3 Resposta: D � (FAAP) – Em um prisma triangular regular, a altura mede 2� 3 m e a área lateral é o quádruplo da área da base. Calcule o volume do prisma. RESOLUÇÃO: I) Ab = II) A� = 3 . A� = 3 . � . 2 � 3 = 6� � 3 III) A� = 4 . AB ⇒ 6� . � 3 = 4 . ⇒ � = 6 IV) V = Ab . h = . 2 � 3 = 54 Resposta: 54 m3 (8 + 2) . 4 ––––––––– 2 �2� 3 –––––– 4 �2� 3 –––––– 4 62� 3 –––––– 4 Exercícios Propostos – Módulo 32 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 103 104 MATEMÁTICA � (UNICAMP ) – A figura abaixo apresen ta um prisma reto cujas bases são hexágonos regu lares. Os lados dos hexágonos me dem 5 cm cada um e a altura do prisma mede 10 cm. a) Calcule o volume do prisma. b) Encontre a área da secção desse prisma pelo plano que passa pelos pontos A, C e A’. RESOLUÇÃO: a) O volume do prisma é dado pelo produto entre a área do polígono da base e a sua altura. Assim, o seu volume V, em centímetros cúbicos, é tal que: V = 6 . . 10 ⇔ V = 375� 3 b) A secção desse prisma pelo plano α, que passa pelos pontos A, C e A’, é o retângulo ACC’A’, cuja altura — AA’ mede 10cm e cuja base — CA tem a sua medida em centímetros dada por: AC = � 52 + 52 – 2 . 5 . 5 . cos 120° ⇔ AC = 5� 3 Assim, a área S, em centímetros quadrados, dessa secção é dada por: S = AC . AA’ ⇔ S = 5� 3 . 10 ⇔ S = 50� 3 Respostas: a) 375� 3 cm3 b) 50� 3 cm2 � Uma rede hoteleira dispõe de cabanas sim - ples na ilha de Gotland, na Suécia, conforme Figura 1. A estrutura de sustentação de cada uma dessas cabanas está representada na Figura 2. A ideia é permitir ao hóspede uma estada livre de tecnologia, mas conectada com a natureza. ROMERO. L. Tendências. Superinteressante,n. 315, fev. 2013 (adaptado). A forma geométrica da superfície cujas arestas estão representadas na Figura 2 é a) tetraedro. b) pirâmide retangular. c) tronco de pirâmide retangular. d) prisma quadrangular reto. e) prisma triangular reto. RESOLUÇÃO: A figura 2 é a representação de um prisma triangular reto de bases ABC e DEF. Resposta: E �52 � 3––––––– 4 � C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 104 105MATEMÁTICA FRENTE 1 Módulo 17 – Característica de uma matriz, discus são de um sistema linear Nas questões de � a �, calcular a carac terística de cada matriz. � � � � � A matriz tem característica: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 0 � A característica da matriz M = é: a) 4 b) 3 c) 2 d) 1 e) 0 Calcular a característica da matriz: Calcular a característica da matriz � Calcular a característica da matriz . Nas questões de � a �, verificar se cada sistema é possível e determinado (SPD), pos sível e indeterminado (SPI) ou impossível (SI). Caso seja possível, resolvê-lo. � � � � Discutir e resolver o sistema � Discutir e resolver o sistema . Módulo 18 – Característica de uma matriz, discus são de um sistema linear � O sistema a) é impossível. b) é possível e determinado. c) é possível e indeterminado. d) admite apenas a solução (1; 2; 3). e) admite a solução (2; 0; 0). � 11 2 3 2 5 � � 1 1 2 2 3 5 2 3 5 � � 1 1 2 2 3 5 2 3 6 � � 1 1 2 2 3 5 2 3 6 3 1 2 1 2 5 � � 1 0 3 0 1 1 0 0 2 1 3 0 4 2 6 0 � � 1 2 1 4 3 0 1 2 1 3 1 4 –2 3 0 2 4 3 2 6 � � 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 0 – 1 4 2 1 2 0 3 � 1 5 2 a� 1 2 3 3 �2 7 b 5 � 1 2 2 2 1 0 1 – 2 a � x + 2y = 4 2x – y = 0� x – y = 2 2x + 3y = 9 3x + 2y = 11 � x + 2y + 3z = 7 3x + 2y + 7z = 4� x + 2y + z = 4 3x + 4y + 2z = 7 x + 6y + 3z = 11 � 2x – y + 3z = 5 � x + 2y – 6z = 33x – 4y + 12z = 7 x + 2y = 3 x – y = 0 2x + y = 3 � x + 2y – z = 2 � 2x – 3y + 5z = 11 x – 5y + 6z = 9 Exercícios-Tarefa C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 105 106 MATEMÁTICA � O sistema tem solução deter minada se: a) a � 4 b) a � – 2 e a � 2 c) a � 0 d) a � 1 e) a � 2 � (FGV) – Considere o sistema linear nas incógnitas x, y e z: a) Encontre o valor de a que torna o sistema impossível ou indeter minado. b) Utilize o valor de a, encontrado no item anterior, para ve - rificar se o sistema dado é impossível ou indeter minado. � (MAUÁ) – Para que valores reais de m o sistema abaixo admite soluções? � Para que valor de m o sistema é incompatível? � (FGV) – Considere o sistema linear de incógnitas x e y e parâ metro k. Para que o sistema seja possível e indeterminado, devemos ter: a) k = – 7 b) k � – 7 c) O sistema nunca será possível e indeter minado. d) k é um número real qualquer. e) k > – 3 (MACKENZIE) – As afirmações abaixo referem-se ao sistema , k ∈ � I) Existe um único valor de k para o qual o sistema admite mais de uma solução. II) Existe um único valor de k para o qual o sistema não admite solução. III) Existe k irracional para o qual o sistema tem solução única. Então: a) somente III é verdadeira. b) somente II é verdadeira. c) somente I é verdadeira. d) somente I e II são verdadeiras. e) somente II e III são verdadeiras. (UEL) – O sistema de equações é possível e deter minado se, e somente se, a) k � 0 b) k � – 1 c) k � 1 e k � – 1 d) – 1 ≤ k ≤ 1 e) k � 1 � (FGV) – Dadas as matrizes A = e B = , quantas matrizes X satisfazem a equação matricial A . X = B? a) duas b) uma c) nenhuma d) três e) infinitas � (UNICAMP-2018) – Sabendo que k é um número real, considere o sistema linear nas variáveis reais x e y, É correto afirmar que esse sistema a) tem solução para todo k. b) não tem solução única para nenhum k. c) não tem solução se k = 1. d) tem infinitas soluções se k ≠ 1. (IME) – Classifique o sistema abaixo como determinado, possível inde terminado e impossível de acordo com os valores reais de m. Módulo 19 – Sistema linear homogêneo � Resolver o sistema � Resolver o sistema � Resolva o sistema: � � � � = � � � x – 2y – z = 82x + y + 3z = –2ax + y + 2z = 8 x + y = 1� x + m2 . y = m m . x + y + z =1� x – y – z = 2 � 3x – 2y = 4 4x + y = –13 x + y = k x + ky = 2� kx + 4y = 2 – k x + ky = k2� x + y = 1 1 2 –2 4 3 –1� � 0 1� � � x + ky = 1x + y = k (m – 2)x + 2y – z = m + 1 2x + my + 2z = m2 + 2 2mx + 2 (m + 1)y + (m + 1)z = m3 + 3� �2x + 3y = 03x + 4y = 0 � x + 2y + z = 0 x + y + 3z = 0 2x + 3y + 4z = 0 ax – y = 1� ay – 4x = 1 0 0 0 x y z 1 4 5 3 –1 7 1 –22 –11 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 106 107MATEMÁTICA � (FGV) – O sistema linear admite solução não trivial, se: a) α = – 2 b) α � – 2 c) α = 2 d) α � 2 e) α � �, sendo � o conjunto dos números reais. � Dado o sistema: , deter minar m para que ele admita soluções distintas da trivial. � (FUVEST) – Sabendo-se que x, y e z são números reais e (2x + y – z)2 + (x – y)2 + (z – 3)2 = 0, então x + y + z é igual a: a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 � O sistema linear admite solução não trivial, se: a) k = 1 ou k = 2 b) k = 3 ou k = 4 c) k � 1 e k � 2 d) k � 3 e k � 4 e) k = 5 � (MACKENZIE) – A soma dos possíveis valores do real k para que � � � � = k � � admita solução � � � � � é: a) zero b) 10 c) – 10 d) 8 e) – 8 Módulo 20 – Fatorial e número binomial 21!� O valor de –––– é: 19! a) 210 b) 400 c) 420 d) 7980 e) 540 21! – 20! � O valor de –––––––––– é: 19! a) 210 b) 420 c) 360 d) 400 e) 500 Calcular o valor de � Resolver a equação = 30 (n + 1)!� Simplificando a expressão ––––––––, obtemos: (n – 1)! a) n b) n2 + 1 c) n2 + n d) n2 – 1 e) n2 – n � (FEI) – Simplificar as expressões: a) b) � (UNIFESP) – O valor de log2 é: a) n2 b) 2n c) n d) 2 log2n e) log2n � Calcule o valor de cada número binomial dado a seguir. a) = b) = c) = d) = Resolvendo-se, em �, a equação = 2, obtém-se um valor pertencente ao intervalo a) [4; 6] b) [7; 10] c) [11; 15] d) [16; 18] e) [19; 23] � (UEL) – A solução da equação = é um número inteiro múltiplo de a) 11 b) 9 c) 7 d) 5 e) 3 x + y + z = 0 � 4x – 2my + 3z = 0 2x + 6y – 4mz = 0 � x + y + z = 0x + 2y + kz = 0 x + 4y + k2z = 0 5 4 4 5 x y x y x y 0 0 10! – 8! –––––––– 8! n! –––––––– (n – 2)! 7! . 9! ––––––– 6! . 8! (2n + 2)! ––––––––– (2n)! � 2 . 4 . 6 . … . 2n––––––––––––––––n! � � 125 � � 127 � � 50 � � 55 � x + αy – 2z = 0 x + y + z = 0 x – y – z = 0 � n – 1� �3 –––––––––– n – 2� �2 7 –– 2 n + 1� 4 � –––––––– n – 1� 2 � C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:28 Página 107 108 MATEMÁTICA Módulo 21 – Propriedades dos números binomiais � Calcular os números bino miais. a) � � = b) � � = c) � � = d) � � = e) � � = � Resolver a equação = � 0, sendo x um número natural maior que 1. � Resolver a equação = 11 � O valor de + + + + é a) b) c) d) e) � O valor de � � + � � é a) � � b) � � c) � � d) � � e) � � � O valor da expressão � � + � � + � � + ... + � � é a) 896 b) 948 c) 1024 d) 1628 e) 2048 Calcular o valor da expressão � � + � � + � � + ... + � � Calcular o valor da expressão � � + � � + � � + ... + � � � Calcular o valor da expressão: � (MODELO ENEM) – Sabendo-se que a soma dos elementos de uma coluna do triângulo de Pascal pode ser calculada pela fórmula + + +… + = , com n e p número naturais (n ≥ p) e é o número binomial de n sobre p, podemos concluir que a soma S = + + + … + resulta igual a a) 870 b) 969 c) 1140 d) 1330 e) 1560 Módulo 22 – Binômio de Newton – Desenvolvimento de (x + y)n Desenvolver: � (x + y)0 = � (x + y)1 = � (x + y)2 = � (x + y)3 = � (x + y)4 = � (x – y)4 = (x + y)5 = (x – 2)4 = � (2x + 1)6 = � (2x – 3y)4 = (x + 2)4 = � (2x – 1)4 = � 2xx – 1 � � 2x 3 � � x + 24 � � x 2 � 3� �0 4� �1 5� �2 6� �3 7� �4 8� �4 7� �5 8� �5 8� �6 9� �6 60 30 60 31 60 30 60 31 61 29 61 30 61 31 11 0 11 1 11 2 11 113 3 4 3 5 3 10 3 3 0 4 1 5 2 10 7 3 3 3 3 2 3 4 10 �� � + � � + � � + � �� + 2�� � + � � + � ��0 1 2 3 2 2 2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2 3 4 5� � + � � + � � + � �0 1 2 3 � pp � � p + 1 p � � p + 2 p � � n p � � n + 1 p + 1� � np � � 22 � � 3 2 � � 4 2 � � 18 2 � 100 2 100 98 60 0 60 60 60 1 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 108 109MATEMÁTICA � O quarto termo do desenvolvimento de (x + 3)4 segundo expoentes decrescentes de x é: a) x4 b) 12x3 c) 12x2 d) 108x2 e) 108x � O quarto termo do desenvolvimento de (x + 3)4 segundo expoentes crescentes de x é: a) x4 b) 12x3 c) 12x2 d) 108x2 e) 108x � O termo independente de x no desenvol vimento de (2x + 5)4 é igual a: a) 16 b) 160 c) 600 d) 1000 e) 625 Módulo 23 – Binômio de Newton – Desenvolvimento de (x + y)n � Calcular o 6o. termo do desenvolvimento de (x + y)15, feito segundo expoentes decres centes para x. � Calcular o 10o. termo do desenvolvimento de (x – y)12, feito segundo expoentes crescentes para x. � Calcular o termo independente de x, no desenvolvimento de 12 � Calcular o termo de grau 15, no desenvol vimento de 15 � (MODELO ENEM) – O termo geral do desenvolvimento do bi nômio (x + y)n, Tk + 1 = x k . yn – k, pode ser utilizado para resolver certos problemas de probabili dade. Por exemplo, se um casal tem n filhos (n ≥ 2), a probabilidade de serem k homens e, con sequentemente, n – k mulheres é dada por p = xk . yn – k, em que x e y são, respecti vamente, as probabilidades de, em cada nascimento, o filho ser homem ou mulher. Então, a probabilidade de um casal ter 6 filhos, sendo 2 homens e 4 mulheres é igual a a) b) c) d) e) � Calcular a soma dos coeficientes dos termos do desenvolvimento de (3x + 2y)5. A soma dos coeficientes numéricos dos termos do desenvolvimento de ( + ) 10 é igual a: a) 1024 b) 1024–1 c) 512 d) 310 e) 512–1 A soma dos coeficientes numéricos dos termos do desenvolvimento de (3x – 2y)n é: a) 1 b) – 1 c) 2 d) 2n e) – 2n Módulo 24 – Análise combinatória – Princípio da contagem e arranjos � Quantos números de três algarismos dis tintos podem ser formados com os algarismos 1, 2, 3, 4, 5, 7 e 8? � Quantos números, compreendidos entre 3000 e 4000 e formados de al garismos dis tintos, podemos formar com os algarismos 2, 3, 4, 5, 6 e 7? � Quantos números pares, de quatro algaris mos distintos, podem ser formados com os algarismos 1, 2, 4, 6, 8 e 9? a) 300 b) 120 c) 360 d) 240 e) 180 � No Nordeste brasileiro, é co mum encon trar - mos peças de artesanato cons tituídas por garrafas preenchidas com areia de dife rentes cores, formando desenhos. Um artesão deseja fazer peças com areia de cores cinza, azul, verde e amarela, mantendo o mesmo desenho, mas variando as cores da paisagem (casa, palmeira e fundo), conforme a figura. O fundo pode ser representado nas cores azul ou cinza; a casa, nas cores azul, verde ou ama rela; e a palmeira, nas cores cinza ou verde. Se o fundo não pode ter a mesma cor nem da casa nem da pal meira, por uma questão de con traste, então o número de varia ções que podem ser obtidas para a paisagem é a) 6. b) 7. c) 8. d) 9. e) 10. � (UEL-MODELO ENEM) – Para responder a certo questionário, preenche-se o cartão apresentado a seguir, colocando-se um “x” em uma só res posta para cada questão. De quantas maneiras distintas pode-se responder a esse questio nário? a) 3125 b) 120 c) 32 d) 25 e) 10 � x + x2___ 1 � � x3 – x2___ 1 � � nk � � nk � 2 ––– 3 1 ––– 6 7 ––– 32 15 ––– 64 7 ––– 64 3x3 ––– 2 x2 –– 2 CARTÃO RESPOSTA QUESTÕES 1 2 3 4 5 SIM o o o o o NÃO o o o o o C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 109 110 MATEMÁTICA � (UNESP-MODELO ENEM) – Quatro amigos vão ocupar as poltronas a, b, c, d de um ônibus dispostas na mesma fila ho - rizon tal, mas em lados diferen tes em relação ao corredor, conforme a ilustração. Dois deles desejam sentar-se juntos, seja do mesmo lado do corredor, seja em lados diferentes. Nessas condições, de quan - tas maneiras distintas os quatro podem ocupar as poltronas referidas, considerando-se distintas as posições em que pelo menos dois dos amigos ocupem poltronas diferentes? a) 24 b) 18 c) 16 d) 12 e) 6 (UFRJ) – Um construtor dispõe de quatro cores (verde, amarelo, cinza e bege) para pintar cinco casas dispostas lado a lado. Ele deseja que cada casa seja pintada com apenas uma cor e que duas casas consecutivas não possuam a mesma cor. Por exemplo, duas possibilidades diferentes de pintura seriam: Primeira verde amarelo bege verde cinza Segunda verde amarelo bege verde cinza Determine o número de possibilidades diferentes de pintura. (FATEC) Assim sendo, a quantidade de senhas distintas que João pode formar é a) 123 . 104 . 42 b) 122 . 11 . 102 . 9 . 8 . 7 . 2 c) 122 . 11 . 102 . 9 . 8 . 7 . 3 d) 122 . 11 . 10 . 9 . 8 . 7 . 4 e) 122 . 11 . 10 . 9 . 8 . 7 . 2 � Para estimular o raciocínio de sua filha, um pai fez o seguinte desenho e o entregou à criança junta mente com três lápis de cores diferentes. Ele deseja que a menina pinte somente os círculos, de modo que aqueles que este jam ligados por um segmento tenham cores diferentes. a) 6. b) 12. c) 18. d) 24. e) 72. � (FAMEMA) – Uma pessoa dispõe de 5 blocos de papel colorido nas cores azul, amarelo, verde, branco e rosa, sendo cada um deles de uma única cor, e irá utilizar 3 folhas para anotações. O número total de maneiras possíveis de essa pessoa escolher essas 3 folhas, sendo pelo menos 2 delas de uma mesma cor, é a) 22. b) 12. c) 15. d) 18. e) 25. Módulo 25 – Permutações � Calcular o número total de anagramas da palavra VESTIBULAR. � Quais os anagramas da palavra PAI? � Quantos anagramas tem a palavra PALMITO? � (MACKENZIE-MODELO ENEM) – Um trem de passageiros é constituído de uma locomotiva e 6 vagões distintos, sendo um deles restaurante. Sabendo-se que a locomotiva deve ir à frente e que o vagão res taurante não pode ser colocado imediatamente após a locomo tiva, o número de modos diferentes de montar a composição é: a) 120 b) 320 c) 500 d) 600 e) 720 João vai criar uma senha para o seu roteador. Para ter mais segurança, • a senha terá nove caracteres que não se repetem, sendo 4 algarismos, 3 letras e 2 caracteres não alfanuméricos; • a senha ou começará ou terminará por um caractere não alfanumérico; • as três letras serão seguidas por um único caractere não alfanumérico seguido por quatro algarismos; • há distinção entre letra maiúscula e letra minúscula; • as letras serão escolhidas entre a, i, p, g, k e v, apenas; • os caracteres não alfanuméricos serão escolhidos entre !, %, & e >, apenas. Observe dois exemplos de senhas nas condições dadas: !pGk&8460 ou AiV%3841> C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 110 111MATEMÁTICA � (FGV) – Um processo industrial deve passar pelas etapas A, B, C, D e E. a) Quantas sequências de etapas podem ser delineadas se A e B devem ficar juntas no início do processo e A deve antece der B? b) Quantas sequências de etapas podem ser delineadas se A e B devem ficar juntas, em qualquer ordem, e não necessaria mente no início do processo? � (FUVEST) – Um lotação possui três ban cos para pas - sageiros, cada um com três lugares, e deve transportar os três membros da família Sousa, o casal Lúcia e Mauro e mais quatro pessoas. Além disso, 1. a família Sousa quer ocupar um mesmo banco; 2. Lúcia e Mauro querem sentar-se lado a lado. Nessas condições, o número de maneiras distintas de dispor os nove passageiros no lotação é igual a a) 928 b) 1152 c) 1828 d) 2412 e) 3456 � (FGV) – O número de permutações da palavra ECONOMIA que não começam nem terminam com a letra O é a) 9 400. b) 9 600. c) 9 800. d) 10 200. e) 10 800. � (UNIFESP) – As permutações das letrasda palavra PROVA foram listadas em ordem alfabética, como se fossem palavras de cinco letras em um dicionário. A 73a. palavra nessa lista é a) PROVA. b) VAPOR. c) RAPOV. d) ROVAP. e) RAOPV. � Considere todos os números formados por 6 algaris mos distintos obtidos permutando-se, de todas as formas possíveis, os algarismos 1, 2, 3, 4, 5 e 6. a) Determine quantos números é possível for mar (no to tal) e quantos números se iniciam com o algarismo 1. b) Escrevendo-se esses números em ordem cres cente, determine qual posição ocupa o número 512346 e que número ocupa a 242a. posição. � (FGV-2018) – Uma senha é formada por 8 caracteres, permutan do-se os elementos do conjunto {a, b, c, d, e, 1, 3, 5}. Quantas senhas diferentes podem ser formadas de modo que na 2.a posição haja uma letra e na 6.a posição um algarismo? a) 40 320 b) 10 800 c) 720 d) 4 320 e) 14 400 Módulo 26 – Combinações simples � (FUVEST) – Numa primeira fase de um campeonato de xadrez, cada jogador joga uma vez contra todos os demais. Nessa fase foram realizados 78 jogos. Quantos eram os jogado res? a) 10 b) 11 c) 12 d) 13 e) 14 A escrita Braile para cegos é um sistema de símbolos no qual cada caráter é um con jun to de 6 pontos dispostos em forma retan gular, dos quais pelo menos um se destaca em relação aos demais. Por exemplo, a letra A é representada por . O número total de caracteres que podem ser represen tados no sistema Braile é a) 12. b) 31. c) 36. d) 63. e) 720. (FUVEST) – Participam de um torneio de voleibol 20 times distri buídos em 4 chaves, de 5 times cada uma. Na 1a. fase do torneio, os times jogam entre si uma única vez (um único turno), todos contra todos em cada chave, sendo que os 2 melhores de cada chave passam para a 2a. fase. Na 2a. fase, os jogos são elimina tórios; depois de cada partida, apenas o ven - cedor permanece no torneio. Logo, o número de jogos necessários até que se apure o campeão do torneio é: a) 39 b) 41 c) 43 d) 45 e) 47 � (FUVEST-MODELO ENEM) – Em uma classe de 9 alunos, todos se dão bem, com exceção de Andréia, que vive brigando com Manoel e Alberto. Nessa classe, será cons tituída uma comissão de 5 alu nos, com a exigência de que cada membro se relacione bem com todos os outros. Quantas comis sões podem ser formadas? a) 71 b) 75 c) 80 d) 83 e) 87 � (UNIFESP-MODELO ENEM) – O corpo clínico da pediatria de um certo hospital é composto por 12 profissionais, dos quais 3 são capacitados para atuação junto a crianças que apresentam necessidades educacio nais especiais. Para fins de assessoria, deverá ser criada uma comis são de 3 profissionais, de tal maneira que 1 deles, pelo me nos, tenha a capacitação referida. Quantas comis sões distintas podem ser formadas nestas condições? a) 792 b) 494 c) 369 d) 136 e) 108 Questões �, � e �. Considere duas retas paralelas. Marque 7 pontos distintos numa delas e 4 pontos distintos na outra. Determine, em seguida, o número total de: � retas determinadas por estes 11 pontos. � triângulos com vértices nestes 11 pontos. � quadriláteros convexos com vértices nestes 11 pontos. • • • • • • C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:32 Página 111 112 MATEMÁTICA � Como não são adeptos da prática de esportes, um grupo de amigos resolveu fazer um torneio de futebol utilizando videogame. Decidiram que cada jogador joga uma única vez com cada um dos outros jogadores. O campeão será aquele que conseguir o maior número de pontos. Observaram que o número de partidas jogadas depende do número de jogadores, como mostra o quadro: Se a quantidade de jogadores for 8, quantas partidas serão realizadas? a) 64 b) 56 c) 49 d) 36 e) 28 � (FUVEST-2018) – Doze pontos são assinalados sobre quatro segmentos de reta de forma que três pontos sobre três segmentos distintos nunca são colineares, como na figura. O número de triângulos distintos que podem ser desenhados com os vértices nos pontos assinalados é a) 200. b) 204. c) 208. d) 212. e) 220. (FAMEMA-2018) – Três tubos de ensaio, com rótulos A, B e C, serão colocados em um suporte que possui cinco lugares alinhados e encontra-se fixado em uma parede. A figura mostra uma das possíveis disposições dos tubos. Sabendo que o tubo com o rótulo A não pode ocupar as extremidades do suporte, o número de maneiras distintas de esses tubos serem colocados nesse suporte é a) 12. b) 24. c) 36. d) 18. e) 30. � (FAMERP-2018) – Lucas possui 6 livros diferentes e Milton possui 8 revistas diferentes. Os dois pretendem fazer uma troca de 3 livros por 3 revistas. O total de possibilidades distintas para que essa troca possa ser feita é igual a a) 1 040. b) 684. c) 980. d) 1 120. e) 364. Módulo 27 – Arranjos, permutações e combinações: exercícios � (UNESP) – Dispomos de 4 cores distintas e temos de colorir o mapa mostrado na figura com os países P, Q, R e S, de modo que paí ses cuja fronteira é uma linha não podem ser coloridos com a mesma cor. Responda, justificando sua resposta, de quantas manei ras é pos sível colorir o mapa, se a) os países P e S forem coloridos com cores distin tas? b) os países P e S forem coloridos com a mesma cor? � (MODELO ENEM) – Num veículo com 9 lugares, sendo um deles o do motorista, deverão viajar 9 pessoas das quais apenas 4 podem dirigir. Nessas condições, de quantas maneiras essas pessoas poderão ser dispostas no referido veículo? a) 20 160 b) 40 320 c) 80 640 d) 161 280 e) 362 880 � (ESPCEX) – A equipe de professores de uma escola possui um banco de questões de matemática composto de 5 questões sobre parábolas, 4 sobre circunferências e 4 sobre retas. De quan tas ma neiras distintas a equipe pode montar uma prova com 8 ques tões, sendo 3 de parábolas, 2 de circunferências e 3 de retas? a) 80 b) 96 c) 240 d) 640 e) 1280 � (FUVEST) – Num programa transmitido diariamente, uma emissora de rádio toca sem pre as mesmas 10 músicas, mas nunca na mesma ordem. Para esgotar todas as possíveis se - quên cias dessas músicas serão necessários, aproxima - damente, a) 100 dias. b) 10 anos. c) 1 século. d) 10 séculos. e) 100 séculos. � (MACKENZIE) Ao utilizar o caixa eletrônico de um banco, o usuário digita sua senha numérica em uma tela como mostra a figura. Os dez algarismos (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) são associados aleatoria mente a cinco botões, de modo que a cada botão correspondam dois algarismos, indicados em ordem crescente. O número de maneiras diferentes de apresentar os dez algarismos na tela é a) b) c) 25 . 5! d) 25 . 10! e) Quantidade de jogadores 2 3 4 5 6 7 Número de partidas 1 3 6 10 15 21 P Q R S 10! ––– 2 10! ––– 5 10! ––– 25 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 112 113MATEMÁTICA � Seis pessoas serão distribuídas em duas equi pes para concorrer a uma gincana. O número de maneiras diferentes de formar duas equipes é a) 10 b) 15 c) 20 d) 25 e) 30 � (IBMEC) – Considere um cubo ABCDE FGH, cujas arestas medem 2 cm. O número de maneiras diferentes de escolher três de seus vértices de modo que a área do triângulo por eles determinados seja maior do que 2 cm2 é igual a a) 32 b) 36 c) 40 d) 48 e) 56 � (MACKENIE) – Num quadro, as chaves de 6 salas e de 2 ba nhei ros, todas distintas, estão dispostas em duas filas com quatro chaves cada uma. Se as chaves dos banheiros devem ocupar as extremidades da primeira fila, o número de formas diferentes de se colocar as chaves no quadro é: a) 6! b) 6. 6! c) 4. 6! d) 8! e) 2. 6! Módulo 28 – Arranjos completos e combinações completas � Quantos números de três algarismos distin tos podemos formar com os elementos do conjunto {1, 2, 3, 4, 5, 6}? a) 60 b) 120 c) 216 d) 20 e) 36 � Quantos números de três algarismos pode mos formar com os elementos do conjunto {1, 2, 3, 4, 5, 6}? a) 60 b) 120 c) 216 d) 20 e) 36 � Quantos números de três algarismos, com pelo menos dois al garismos iguais, podemos formar com os elementos do conjunto {1, 2, 3, 4, 5, 6}? a) 216 b) 120 c) 96 d) 48 e) 24 � (UNESP) – Considere a identificação das pla cas de veículos, compostas de três letrasseguidas de 4 dígitos. Sendo o alfabeto cons tituído de 26 letras, o número de placas pos síveis de serem cons ti tuídas, pensando em todas as combinações possíveis de 3 letras seguidas de 4 dígitos, é: a) 3 120 b) 78 624 000 c) 88 586 040 d) 156 000 000 e) 175 760 000 Quantos são os anagramas da palavra ARARAS? � (FUVEST) – A figura a seguir representa parte do mapa de uma cidade no qual estão assinalados as casas de João (A), de Maria (B), a escola (C) e um possível caminho que João percorre para, passando pela casa de Maria, chegar à escola. Caminhando somente para Norte(N) ou Leste(L), qual o número total de caminhos que João poderá percorrer para ir de sua casa à escola, passando pela casa de Maria? � (ITA) – O número de soluções inteiras, maiores ou iguais a zero, da equação x + y + z + w = 5 é: a) 36 b) 48 c) 52 d) 54 e) 56 � (UNICAMP) a) De quantas maneiras é possível distribuir 20 bolas iguais entre 3 crianças de modo que cada uma delas receba, pelo menos, 5 bolas? b) Escolhendo, aleatoriamente, uma das distribuições do item (a), qual a probabilidade de uma delas receber exatamente 9 bolas? (INSPER) Automóveis do Brasil terão placas do Mercosul a partir de 2017 De acordo com a Resolução 590/2016 do Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN), todos os veículos em território nacional deverão ter placas de identificação no padrão Mercado Comum do Sul (Mercosul) até 2020. [...] Atualmente com três letras e quatro números, a nova placa inverterá essa ordem e possuirá quatro letras e três números, dispostos agora de forma aleatória (com o último caractere sendo sempre numérico para não interferir nos rodízios municipais). (http://quatrorodas.abril.com.br. Adaptado) A ilustração a seguir apresenta um formato válido da nova placa do Mercosul: (https://carros.uol.com.br) Considerando as diferentes posições que as 4 letras e os 3 números podem assumir na composição do formato da nova placa do Mercosul, o número total de formatos de placas válidos é igual a a) 35. b) 30. c) 12. d) 15. e) 64. C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:35 Página 113 114 MATEMÁTICA � Um brinquedo infantil caminhão-cegonha é formado por uma carreta e dez carrinhos nela transportados, conforme a figura. No setor de produção da empresa que fabrica esse brinquedo, é feita a pintura de todos os carrinhos para que o aspecto do brinquedo fique mais atraente. São utilizadas as cores amarelo, branco, laranja e verde, e cada carrinho é pintado apenas com uma cor. O caminhão-cegonha tem uma cor fixa. A empresa determinou que em todo caminhão-cegonha deve haver pelo menos um carrinho de cada uma das quatro cores disponíveis. Mudança de posição dos carrinhos no caminhão-cegonha não gera um novo modelo do brinquedo. Com base nessas informações, quantos são os modelos distintos do brinquedo caminhão-cegonha que essa em presa poderá produzir? a) C6,4 b) C9,3 c) C10,4 d) 6 4 e) 46 (FGV) – Existe quantidade ilimitada de bolas de três cores dife rentes (branca, preta, azul) em um depósito, sendo que as bolas se diferenciam apenas pela cor. Oito dessas bolas serão colocadas em uma caixa. A quantidade de caixas diferentes que podem ser compostas com oito bolas é igual a a) 38. b) 336. c) 56. d) 45. e) 25. � Uma empresa construirá sua página na internet e espera atrair um público de aproximadamente um milhão de clientes. Para acessar essa página, será necessária uma senha com formato a ser definido pela empresa. Existem cinco opções de formato oferecidas pelo programador, descritas no quadro, em que “L” e “D” representam, respectivamente, letra maiúscula e dígito. As letras do alfabeto, entre as 26 possíveis, bem como os dígitos, entre os 10 possíveis, podem se repetir em qualquer das opções. A empresa quer escolher uma opção de formato cujo número de senhas distintas possíveis seja superior ao número esperado de clientes, mas que esse número não seja superior ao dobro do número esperado de clientes. A opção que mais se adequa às condições da empresa é a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V. Módulo 29 – Probabilidade – definição � Joga-se, ao acaso, um dado “honesto” de seis faces nu - me ra das de 1 a 6 e lê-se o número da face voltada para cima. Cal cular a pro babilidade de obter o número 2. � Joga-se, ao acaso, um dado “honesto” de seis faces numeradas de 1 a 6 e lê-se o número da face voltada para cima. Calcular a proba bilidade de obter um número maior do que 4. � Numa urna, existem 4 bolas numeradas de 1 a 4 que diferem apenas pela numeração. Retiram-se duas bolas ao acaso e simulta neamente. Qual a probabilidade de se obterem bolas com nú me ros que têm soma par? � Um município de 628 km2 é atendido por duas emis soras de rádio cujas antenas A e B alcan çam um raio de 10 km do município, conforme mostra a figura: Para orçar um contrato publicitário, uma agência precisa avaliar a probabilidade que um morador tem de, circulando livremente pelo município, encontrar-se na área de alcance de pelo menos uma das emissoras. Essa probabilidade é de, aproximadamente, a) 20% b) 25% c) 30% d) 35% e) 40% Opção Formato I LDDDDD II DDDDDD III LLDDDD IV DDDDD V LLLDD C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 114 115MATEMÁTICA � (UNESP-MODELO ENEM) – Numa pesquisa feita com 200 ho mens, observou-se que 80 eram casados, 20 separados, 10 eram viúvos e 90 eram solteiros. Escolhido um homem ao acaso, a probabilidade de ele não ser solteiro é a) 0,65 b) 0,6 c) 0,55 d) 0,5 e) 0,35 � (MODELO ENEM) – Foram preparadas noventa empadinhas de camarão, das quais, a pedido, sessenta deveriam ser bem mais api men tadas. Por pressa e confusão de última hora, foram todas colocadas ao acaso, numa mesma travessa para serem servidas. A proba bilidade de alguém retirar uma empadinha mais apimentada é: a) b) c) d) e) (ALBERT EINSTEIN) – Em uma urna vazia foram colocadas fichas iguais, em cada uma das quais foi escrito apenas um dos anagramas da palavra HOSPITAL. A probabilidade de que, ao sortear-se uma única ficha dessa urna, no anagrama nela marcado as letras inicial e final sejam ambas consoantes é a) b) c) d) Uma caixa contém uma cédula de R$ 5,00, uma de R$ 20,00 e duas de R$ 50,00 de modelos diferentes. Retira-se aleatoriamente uma cédula dessa caixa, anota-se o seu valor e devolve-se a cédula à caixa. Em seguida, repete-se o procedimento anterior. A probabilidade de que a soma dos valores anotados seja pelo menos igual a R$ 55,00 é a) b) c) d) e) � (FGV-2018) – Uma urna I contém cinco bolinhas idênticas nume radas com os valores 2, 3, 4, 5 e 6. Outra urna II contém três bolinhas idênticas numeradas com os valores 1, 3 e 5. Uma bolinha é sorteada de cada urna e são observados os seus números. A probabilidade de que o produto deles seja par é: a) 0,54 b) 0,40 c) 0,48 d) 0,60 e) 0,72 � (FUVEST-2018) – Em uma urna, há bolas amarelas, bran - cas e vermelhas. Sabe se que: I. A probabilidade de retirar uma bola vermelha dessa urna é o dobro da probabilidade de retirar uma bola amarela. II. Se forem retiradas 4 bolas amarelas dessa urna, a probabilidade de retirar uma bola vermelha passa a ser 1/2. III. Se forem retiradas 12 bolas vermelhas dessa urna, a probabilidade de retirar uma bola branca passa a ser 1/2. A quantidade de bolas brancas na urna é a) 8. b) 10. c) 12. d) 14. e) 16. Módulo 30 – União de eventos � Retirando, ao acaso, uma carta de um baralho comum de 52 cartas, qual é a probabi lidade de obter-se “uma dama ou uma carta de copas”? � Retirando, ao acaso, uma carta de um baralho comum de 52 cartas, qual é a probabi lidade de obter-se “uma dama ou um rei”? Jogam-se dois dados “honestos” de seis faces, numeradas de 1 a 6, e lê-se o número de cada uma das duas faces voltadas para cima. Calcular, nas questões de � a �, a probabili dade de serem obtidos: � números cuja soma é 5 ou 6? � dois números pares ou dois números ímpares? � dois números ímpares ou dois números iguais? � (UNESP) – Lançando-se simultaneamente dois dados não viciados, a probabilidadede que suas faces superiores exibam soma igual a 7 ou 9 é a) b) c) d) e) Dois dados perfeitos e distinguíveis são lançados ao acaso. A proba bilidade de os dois números obtidos serem ímpares ou terem soma maior que 7 é: a) b) c) d) e) Uma urna contém 500 bolas, numeradas de 1 a 500. Uma bola dessa urna é escolhida ao acaso. A probabilidade de que seja escolhida uma bola com um número de três algarismos ou múltiplo de 10 é a) 10% b) 12% c) 64% d) 82% e) 86% � Numa comunidade de 1000 habitantes, 400 são sócios de um clube A, 300 de um clube B e 200 de ambos. Qual é a probabilidade de uma pessoa escolhida ao acaso ser sócia de A ou B? � Uma urna contém 4 bolas amarelas, 2 brancas e 3 bolas vermelhas. Retirando-se uma bola ao acaso, qual a probabili - dade de ela ser amarela ou branca? (UFU-MODELO ENEM) – De uma urna que contém bolas numeradas de 1 a 100 será retirada uma bola. Sabendo-se que qualquer uma das bolas tem a mesma chance de ser retirada, qual é a probabilidade de se retirar uma bola, cujo número é um quadrado perfeito ou um cubo perfeito? a) 0,14 b) 0,1 c) 0,12 d) 0,16 e) 0,2 1––– 90 2––– 3 1––– 60 1––– 2 1––– 3 9 ––– 14 4 ––– 7 3 –– 7 5 ––– 14 5 –– 9 2 –– 9 3 –– 4 1 –– 4 1 –– 2 3 –– 7 5 ––– 18 2 ––– 11 4 –– 9 1 –– 6 7 ––– 12 4 –– 9 17 ––– 36 1 –– 2 7 –– 1 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 115 116 MATEMÁTICA Módulo 31 – Intersecção de eventos � Retirando-se uma carta de um baralho co mum de 52 cartas, qual a probabilidade de obter-se uma dama, sabendo-se que a carta é de copas? � Retirando-se uma carta de um baralho co mum de 52 cartas, os eventos “dama” e “carta de copas” são independentes? � Joga-se, ao acaso, um dado “honesto” de seis faces nume radas de 1 a 6 e lê-se o número da face voltada para cima. Sabendo que este número é par, calcule a probabilidade de ser o número dois. � Duas pessoas A e B atiram num alvo com probabilidade 40% e 30%, respectivamente, de acertar. Nestas condições, a probabilidade de apenas uma delas acertar o alvo é: a) 42% b) 45% c) 46% d) 48% e) 50% � Um piloto de Fórmula 1 estima que suas chances de subir ao pódio numa dada prova são de 60% se chover no dia da prova e de 20% se não chover. O serviço de Meteorologia prevê que a probabilidade de chover durante a prova é de 75%. Nessas condições, calcule a proba bilidade de que o piloto venha a subir ao pódio. � (MODELO ENEM) Uma urna contém apenas 10 bolas, sendo 7 azuis e 3 ver des. Reti - rando-se duas bolas ao acaso e sem repo sição da pri meira antes de retirar a segunda, qual a probabili dade de as duas bolas serem ver des? a) b) c) d) e) (MODELO ENEM) – Em um determinado semáforo, as luzes completam um ciclo de verde, amarelo e vermelho em 1 minuto e 40 se gundos. Desse tempo, 25 segundos são para a luz verde, 5 segundos para a amarela e 70 segundos para a vermelha. Ao se aproximar do semáforo, um veículo tem uma determinada probabilidade de encontrá-lo na luz verde, amarela ou vermelha. Se essa aproximação for de forma aleatória, pode-se admitir que a probabilidade de encon trá-lo com uma dessas cores é diretamente propor cio nal ao tempo em que cada uma delas fica acesa. Suponha que um motorista passa por um semá foro duas vezes ao dia, de maneira aleatória e independente uma da outra. Qual é a probabili dade de o motorista encontrar esse semáforo com a luz verde acesa nas duas vezes em que passar? a) b) c) d) e) A queima de cana aumenta a con centração de dióxido de car bono e de mate rial particu - lado na atmosfera, cau sa alteração de clima e contribui para o aumento de doenças respira tórias. A tabela abaixo apresenta nú meros relativos a pacientes internados em um hospital no período da queima da cana. Escolhendo-se aleatoriamente um paciente inter nado nesse hospital por problemas res pira tórios causados pe las quei - madas, a probabili dade de que ele seja uma criança é igual a a) 0,26, o que sugere a necessidade de imple mentação de medidas que reforcem a atenção ao idoso internado com problemas respiratórios. b) 0,50, o que comprova ser de grau médio a gravidade dos pro blemas respiratórios que atin gem a população nas regiões das quei ma das. c) 0,63, o que mostra que nenhum aspecto relativo à saúde infantil pode ser negligen ciado. d) 0,67, o que indica a necessidade de cam panhas de conscientização que objetivem a eliminação das queimadas. e) 0,75, o que sugere a necessidade de que, em áreas atin - gidas pelos efeitos das queimadas, o atendimento hospitalar no setor de pedia tria seja reforçado. � (UNESP) – Em um jogo de tabuleiro, o jogador desloca seu peão nas casas por meio dos pontos obtidos no lançamento de um par de dados convencionais e não viciados. Se o jogador obtém números diferentes nos dados, ele avança um total de casas igual à soma dos pontos obtidos nos dados, en cer rando-se a jogada. Por outro lado. se o jogador obtém números iguais nos dados, ele lança novamente o par de dados e avança seu peão pela soma dos pontos obtidos nos dois lançamentos, encerrando-se a jogada. A figura a seguir indica a posição do peão no tabuleiro desse jogo antes do início de uma jogada. Iniciada a jogada, a probabilidade de que o peão encerre a jogada na casa indicada na figura com a bomba é igual a a) b) c) d) e) 1 ––– 4 1 ––– 3 1 ––– 5 2 ––– 15 1 ––– 15 1 ––– 2 1 ––– 3 1 ––– 9 1 –––– 16 1 –––– 25 pacien - tes problemas respira tórios causados pelas queimadas problemas respira tórios resultantes de outras causas outras doenças total idosos 50 150 60 260 crianças 150 210 90 450 23 –––– 216 23 –––– 135 23 –––– 144 49 –––– 432 37 –––– 324 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 116 117MATEMÁTICA � (FAMEMA) – Um professor colocou em uma pasta 36 trabalhos de alunos, sendo 21 deles de alunos do 1o. ano e os demais de alunos do 2o. ano. Retirando-se aleatoriamente 2 trabalhos dessa pasta, um após o outro, a probabilidade de os dois serem de alunos de um mesmo ano é a) . b) . c) . d) . e) . (FAMEMA-2018) – Em um curso para profissionais da saúde, há 25 alunos, dos quais 16 são mulheres. Entre as mulheres, 12 têm curso de especialização e, entre os homens, 8 têm curso de especialização. Sorteando-se aleatoriamente dois alunos desse curso, a probabilidade de eles serem de sexos diferentes e pelo menos um deles ter curso de espe - cialização é a) b) c) d) e) � Um casal, ambos com 30 anos de idade, pretende fazer um plano de previdência privada. A seguradora pes qui sada, para definir o valor do recolhimento mensal, estima a probabilidade de que pelo menos um deles esteja vivo daqui a 50 anos, tornando por base dados da popu lação, que indicam que 20% dos homens e 30% das mulheres de hoje alcançarão a idade de 80 anos. Qual é essa probabilidade? a) 50% b) 44% c) 38% d) 25% e) 6% � Um morador de uma região metropolitana tem 50% de probabilidade de atrasar-se para o trabalho quando chove na região; caso não chova, sua probabilidade de atraso é de 25%. Para um determinado dia, o serviço de meteorologia estima em 30% a probabilidade da ocorrência de chuva nessa região. Qual é a probabilidade de esse morador se atrasar para o serviço no dia para o qual foi dada a estimativa de chuva? a) 0,075 b) 0,150 c) 0,325 d) 0,600 e) 0,800 � (INSPER) – Um antigo game show da televisão brasileira consistia em um apresentador fazer perguntas para um participante indicar, entre 4 alternativas, a resposta correta. Ao longo do programa, quando o participante não sabia qual era a resposta correta, ele podia recorrer a um tipo de auxílio, chamado “ajuda das cartas”, no qual ele escolhia aleatoriamente uma entre quatro cartas, podendo ser beneficiado com a exclusão de 0, 1, 2 ou 3 alternativas erradas. Suponha que um participante decida responder uma pergunta em que, para ele, todas as alternativas são igualmente prováveis de ser a correta. Se ele optar pela “ajuda das cartas”, a probabilidade de ele escolher a alternativa correta será a) entre 40%e 45%. b) superior a 50%. c) inferior a 35%. d) entre 35% e 40%. e) entre 45% e 50%. � (UNICAMP) – Lançando-se determinada moeda tenden - ciosa, a probabi lidade de sair cara é o dobro da probabilidade de sair coroa. Em dois lançamentos dessa moeda, a probabilidade de sair o mesmo resultado é igual a a) 1/2. b) 5/9. c) 2/3. d) 3/5. Módulo 32 – Lei binomial de probabilidade Utilize as informações a seguir para as questões de � a �. Uma urna contém 6 bolas: duas brancas e quatro pretas. Retiram-se quatro bolas, sempre com reposição de cada bola antes de retirar a seguinte. � A probabilidade de as quatro serem brancas é: a) b) c) d) e) � A probabilidade de só as duas primeiras serem brancas é: a) b) c) d) e) � A probabilidade de só as duas últimas serem brancas é: a) b) c) d) e) � A probabilidade de só a primeira e a ter ceira se rem brancas é: a) b) c) d) e) � A probabilidade de só duas se rem brancas é: a) b) c) d) e) � (MODELO ENEM) – A probabilidade de um atirador acertar um alvo em um único tiro é 0,2. Com apenas 4 tiros, qual a probabilidade de esse atirador acertar o alvo só 2 vezes? a) 14,25% b) 15% c) 15,36% d) 16% e) 16,35% (MODELO ENEM) – Um casal decidiu que vai ter 3 filhos. Con tudo, quer exatamente 2 filhos homens e decide que, se a proba bilidade for inferior a 50%, irá procurar uma clínica para fazer um tratamento específico para assegurar que terá os dois filhos ho mens. Após os cálculos, o casal concluiu que a proba bi lidade de ter exatamente 2 filhos homens é a) 66,7%, assim ele não precisará fazer um tra ta mento. b) 50%, assim ele não precisará fazer um tra tamento. 1–––6 1 ––– 5 1 ––– 4 1 ––– 3 1 ––– 2 7 ––– 15 3 ––– 5 1 ––– 3 2 ––– 5 4 ––– 15 2––– 81 24––– 81 4––– 81 16––– 81 1––– 81 2––– 81 24––– 81 4––– 81 16––– 81 1––– 81 1––– 81 16––– 81 4––– 81 24––– 81 2––– 81 1––– 81 16––– 81 4––– 81 24––– 81 2––– 81 1––– 81 16––– 81 4––– 81 24––– 81 2––– 81 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 117 118 MATEMÁTICA c) 7,5%, assim ele precisará fazer um tra tamento. d) 25%, assim ele precisará procurar uma clínica para fazer um tratamento. e) 37,5%, assim ele precisará procurar uma clínica para fazer um tratamento. (FGV) – Uma caixa contém 100 bolas de mesmo formato, peso e textura, sendo algumas brancas e outras pretas. Sortean do-se ao acaso, e com reposição, uma bola duas vezes, a pro babilidade de que em ambos os sorteios saia uma bola preta é igual a . Sendo assim, o total de bolas pretas na caixa supera o total de bolas brancas em a) 24. b) 28. c) 30. d) 32. e) 36. � Numa avenida existem 10 semáforos. Por causa de uma pane no sistema, os semáforos ficaram sem controle durante uma hora, e fixaram suas luzes unicamente em verde ou vermelho. Os semáforos funcionam de forma independente; a probabili - dade de acusar a cor verde é de e a de acusar a cor vermelha é de . Uma pessoa percorreu a pé toda essa avenida durante o período da pane, observando a cor da luz de cada um desses semáforos. Qual a probabilidade de que esta pessoa tenha observado exatamente um sinal na cor verde? a) b) c) d) e) FRENTE 2 Módulo 17 – Relações métricas no triângulo retângulo � No triângulo retângulo da figura abaixo, calcule a, h, m e n. � Sendo retângulos os triângulos das figuras, determine os valores de x, y e z. a) b) c) � Dado o triângulo retângulo abaixo, no qual AB = 5 e AH = 2� 5, calcule AC. � Calcular o perímetro de um quadrado cuja dia gonal mede 5� 2 m. � (FGV) – Em um triângulo retângulo, a hipotenusa mede ���52 e a medida de um cateto é 50% superior à medida do outro. A medida da altura relativa à hipotenusa é: a) b) c) d) e) � A altura de um triângulo isósceles cuja base me de 16 cm e cujos lados côngruos medem 17 cm é a) 10 cm. b) 12 cm. c) 13 cm. d) 14 cm. e) 15 cm. Quatro estações distribuidoras de energia, A, B, C e D, estão dispostas como vértices de um quadrado de 40 km de lado. Deseja-se construir uma estação central que seja ao mesmo tempo equidistante das estações A e B e da estrada (reta) que liga as estações C e D. A nova estação deve ser localizada a) no centro do quadrado. b) na perpendicular à estrada que liga C e D, pas sando por seu ponto médio, a 15 km dessa estrada. c) na perpendicular à estrada que liga C e D passando por seu ponto médio, a 25 km dessa estrada. 256 ––––– 625 1 –– 3 2 –– 3 210 –––– 3100 10 x 29 –––––– 310 10 x 2 –––––– 310 2 –––– 310 290 –––– 3100 4� �13 –––––– 5 16� �13 ––––––– 13 12� �13 ––––––– 13 6� �13 ––––––– 5 16� �13 ––––––– 15 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 118 119MATEMÁTICA d) no vértice de um triângulo equilátero de ba se AB, oposto a essa base. e) no ponto médio da estrada que liga as esta ções A e B. � (UNIFESP-2018) – Em um tapete retangular decorado com círculos idênticos, o círculo de centro C tangencia as laterais do tapete em P e Q. O ponto R pertence à circunferência desse círculo e está à distância de 18 cm e de 25 cm das laterais do tapete, como mostra a figura. a) Calcule a distância de R até o canto superior do tapete, indicado por S. Deixe a resposta indicada com raiz quadrada. b) Calcule o raio dos círculos que compõem a decoração do tapete. Módulo 18 – Relações métricas no triângulo retângulo � (MODELO ENEM) – Uma empresa de iluminação necessita esticar um cabo de energia provisório do topo de um edifício, cujo formato é um retângulo, a um determinado ponto do solo distante a 6 metros, como ilustra a figura a seguir. O comprimento desse cabo de energia, em metros, será de a) 28. b) 14. c) 12. d) 10. e) 8. � (PUC) – No esquema a seguir, a reta AB representa a trajetória de um navio e no ponto I localiza-se uma ilha. Quando o navio se encontra no ponto A, AI = 60 km e quando o navio está em B, BI = 48 km. Se BI é a menor das distâncias do navio à ilha, quando o navio estiver em C, a distância dele à ilha será, em quilô me tros: a) 40 b) 60 c) 80 d) 100 e) 120 � (UNIRIO) – Numa circunferência de 16 cm de diâmetro, uma corda AB — é projetada ortogonalmente sobre o diâmetro BC — . Sabendo-se que a referida projeção mede 4 cm, a medida de AB — , em cm, é igual a: a) 6 b) 8 c) 10 d) 12 e) 14 � (FUVEST) – No quadrilátero ABCD da figura abaixo, E é um ponto sobre o lado AD — , tal que o ângulo A ^ BE mede 60° e os ângulos E ^ BC e B ^ CD são retos. Sabe-se ainda que AB = CD = ����3 e BC = 1. Determine a medida de AD.— Módulo 19 – Natureza dos triângulos � Classificar os triângulos das figuras, quanto aos ângulos. a) b) P C S Q 18 cm 25cm R fora de escala C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:37 Página 119 120 MATEMÁTICA c) � Determinar para que valores inteiros de x o ângulo  do triângulo ABC é obtuso. � Calcular a altura AH— do triângulo ABC da figura. � Determine a altura de um trapézio de bases 24 cm e 10 cm, sabendo-se que os lados não paralelos medem, respectivamente, 15 cm e 13 cm. � (MACKENZIE) – Uma folha de papel ABCD de formato retangular é dobrada em torno do segmento — EF de maneira que o ponto A ocupe a posição de G como mostra a figura. Se AE = 3 e BG = 1 então a medida do seg mento — AF é a) b) c) d) e) � Os lados de um triângulo ABC medem AB = 15, BC = 13 e AC = 14. A projeção ortogonal de AB — sobre AC — mede: a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e) 9 (UNICAMP) – A figura abaixo exibe três círculos no plano, tangentes dois a dois, com centros em A, B e C e raios de comprimentos a, b e c, respectivamente. a) Determine os valores de a, b e c, sabendo que a distância entre A e B é de 5 cm, a distância entre A e C é de 6 cm e a distância entre B e C é de 9 cm. b) Para a = 2 cm e b = 3 cm, determine o valor de c > b de modo que o triângulo de vértices em A, B e C seja retângulo. Módulo 20 – Lugares geométricos � O lugar geométrico dos pontos de um plano equidistantes de duas retas concorrentes desse plano é a) uma circunferência; b) uma mediatriz; c) duas retasconcorrentes e não perpendi culares; d) duas retas concorrentes e perpendiculares; e) uma semirreta (bissetriz). � Um ponto P equidista dos vértices de um triângulo ABC. O ponto P é a) o baricentro do triângulo ABC. b) o incentro do triângulo ABC. c) o circuncentro do triângulo ABC. d) o ortocentro do triângulo ABC. e) um ex-incentro do triângulo ABC. � Um ponto Q pertencente à região interna de um triângulo DEF equidista dos lados desse triângulo. O ponto Q é a) o baricentro do triângulo DEF. b) o incentro do triângulo DEF. c) o circuncentro do triângulo DEF. d) o ortocentro do triângulo DEF. e) um ex-incentro do triângulo DEF. 3� 5 ––––– 4 7� 5 ––––– 8 3� 5 ––––– 2 � 5 –––– 3 3� 5 ––––– 5 A B C C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 120 121MATEMÁTICA � Qual dos pontos notáveis de um triângulo pode ser um de seus vér tices? a) baricentro b) incentro c) circuncentro d) ortocentro e) ex-incentro � Qual dos pontos notáveis de um triângulo pode ser o ponto médio de um de seus lados? a) baricentro b) incentro c) circuncentro d) ortocentro e) ex-incentro � Como se posicionam o baricentro, o in cen tro, o circuncentro e o ortocentro de um mesmo triângulo isósceles? � Quais pontos notáveis de um triângulo nunca se posicionam externamente em relação à sua região triangular? a) baricentro e ortocentro b) incentro e circuncentro c) baricentro e circuncentro d) incentro e ortocentro e) baricentro e incentro � O baricentro, o incentro, o circuncentro e o ortocentro de um mes mo triângulo são coin cidentes. Pode-se afirmar que esse triân gulo é a) isósceles e retângulo. b) isósceles e obtusângulo. c) escaleno e retângulo. d) escaleno e acutângulo. e) equilátero. Módulo 21 – Pontos notáveis do triângulo � Assinale V ou F, conforme as afirmações sejam verdadeiras ou falsas. a) ( ) O ponto de encontro das medianas de um triângulo chama-se baricen tro. b) ( ) O baricentro de um triângulo divi de cada mediana em duas partes, tais que a parte que contém o vértice é o dobro da outra. c) ( ) Incentro de um triângulo é o ponto de encontro de suas bissetrizes internas. d) ( ) O incentro de um triângulo é um ponto equidis tante de seus lados, por isso, é o centro da circun ferência inscrita nesse triângulo. e) ( ) Circuncentro de um triângulo é o ponto de encontro das mediatrizes dos lados do triângulo. f) ( ) O circuncentro de um triângulo é o ponto que equidista dos vértices desse triângulo, por isso, é o centro da circunferência circunscrita a esse triângulo. g) ( ) Se o triângulo é retângulo, o cir cun centro é o ponto médio da hipotenusa. h) ( ) Ortocentro de um triângulo é o pon to de encontro das retas supor tes de suas alturas. i) ( ) Em qualquer triângulo, o baricentro é interno. j) ( ) Em qualquer triângulo, o incentro é interno. k) ( ) Em qualquer triângulo, o circun cen tro é interno. l) ( ) Se o circuncentro é externo, o triângulo é obtusân - gulo. m) ( ) Se o circuncentro é interno, o triângulo é equilátero. n) ( ) Se o triângulo é obtusângulo, o orto centro é externo. o) ( ) Se o baricentro, o incentro, o circun centro e o or to cen - tro estão alinha dos, o triângulo é isósceles. p) ( ) Num triângulo equilátero, os quatro pontos notáveis coincidem. � A hipotenusa de um triângulo retângulo mede 10 cm e os catetos medem 6 cm e 8 cm. A medida da mediana relativa à hipotenusa é de a) 3 cm. b) 4 cm. c) 4,5 cm. d) 5 cm. e) 5,5 cm. Sendo I o incentro do triângulo, determine o valor da medida do ângulo BÂC. � No triângulo retângulo PQR da figura, B é o baricentro, PB = 4 cm e QR = 8 cm. Deter mine a medida de — PQ. C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:39 Página 121 122 MATEMÁTICA Módulo 22 – Pontos notáveis do triângulo � Determine a medida do raio da circunfe rência circuns crita a um triângulo equilátero de lado � 3 cm. � Determine a medida do raio da circun fe rência inscrita num triân gulo equilátero de lado 8� 3 cm. � (MACKENZIE) – Se, na figura, T é o in cen tro do triângulo MNP, a medida do ângulo α é: a) 45° b) 50° c) 60° d) 70° e) 80° � Com os dados da figura, determine o valor de x. � (UNIFESP) – Numa circunferência de raio R > 0, consideram-se, como na figura, os triân gulos equiláteros T1, inscrito, e T2, circunscrito. A razão entre a altura de T2 e a altura de T1 é a) 4 b) 3 c) 5/2 d) 2π/3 e) 2 � (FGV) – O lado de um quadrado inscrito num círculo mede 12 ��2 m; a medida do lado do triângulo equilátero circuns crito vale a) 20��3 m b) 20��5 m c) 24��5 m d) 24��3 m e) 40 m (FUVEST) – Na figura, ABCD é um quadrado de 6 cm de lado, M é o ponto médio do lado — DC e A é o ponto médio de — PC. Calcule a medida do segmento –– DN. (ITA) – Seja C1 uma circunferência de raio R1 inscrita num triângulo equilátero de altura h. Seja C2 uma segunda circunferência, de raio R2, que tangencia dois lados do triângulo internamente e C1 externamente. Calcule (R1 – R2)/h. Módulo 23 – Ângulos na circunferência Nos exercícios de � a �, calcular x e associar o resultado às se guin tes alternativas: a) 35° b) 40° c) 65° d) 80° e) 140° � � � C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 122 123MATEMÁTICA � � � � (FGV) – A medida do ângulo A^DC inscrito na circun - ferência de centro O é: a) 125° b) 110° c) 120° d) 100° e) 135° � (UNICAMP) – Calcule a medida angular y em função de x. Módulo 24 – Potência de ponto Nos exercícios � a �, calcular o valor de x e associar o resul - tado com as seguintes alternativas a) b) 1 c) 2 d) 5 e) 8 � � O é o centro da circunferência e T é ponto de tangência. � (FEI) – Na figura seguinte, —AB é tangente à circunferência no ponto B e mede 8 cm. Se – AC e – CD têm a mesma medida x, o valor de x, em cm, é: a) 4 b) 4��3 c) 8 d) 3��2 e) 4��2 4 ––– 5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:41 Página 123 124 MATEMÁTICA � (ITA) – Seja E um ponto externo a uma circunferência. Os seg mentos – EA e – ED interceptam essa circunferência nos pontos B e A, e, C e D, respectivamente. A corda – AF da circunferência intercepta o segmento – ED no ponto G. Se EB = 5, BA = 7, EC = 4, GD = 3 e AG = 6, então GF vale a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Módulo 25 – Ângulos na circunferência e potência de ponto: exercícios � (UNESP) – Os pontos A, B, C, D, E e F pertencem à uma circun ferência. O valor de α é a) 60° b) 50° c) 45° d) 40° e) 35° (PUC) – O pentágono ABCDE da figura seguinte está inscrito em um círculo de centro O. O ângulo central C ^ OD mede 60°. Então x + y é igual a: a) 180° b) 185° c) 190° d) 210° e) 250° � (FUVEST) – Os segmentos AB e CD se interceptam num ponto P e são cordas perpendiculares de um mesmo círculo. Se AP = CP = 2 e PB = 6. Determine o raio do círculo. � (UNIFESP-Modelo enem) – Na figura, o segmento AC é per pendicular à reta r. Sabe-se que o ângulo A ^ OB, com O sendo um ponto da reta r, será máximo quando O for o ponto onde r tan gencia uma circun ferência que passa por A e B. Se AB representa uma estátua de 3,6 m sobre um pedestal BC de 6,4 m, a distância OC, para que o ângulo A ^ OB de visão da estátua seja máximo, é a) 10 m. b) 8,2 m. c) 8 m. d) 7,8 m. e) 4,6 m. � (MACKENZIE-MODELO ENEM) – Na figura, se — MB = 18 cm e A, B e C são pontos de tangência, o perímetro do triângulo as sinalado é igual a: a) 30 cm b) 32 cm c) 34 cm d) 36 cm e) 38 cm Módulo 26 – Área dos quadriláteros � Calcular a área do paralelogramo da figura: (FAAP – MODELO ENEM) – Uma escola de educação artística tem seus canteiros de forma geométrica. Um deles é o trapézio retângulo com as medidas indicadas na figura. A área do canteiro representado pela figura é: a) 26 m2 b) 13 m2 c) 6,5 m2 d) 52 m2 e) 22 m2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 10:41 Página 124 125MATEMÁTICA � Calcular a medida da diagonal de um quadrado cuja área é 36 cm2. � (MODELO ENEM) – Na figura seguinte, o quadrado ABCD tem lado de medida 10 cm. Sabe-se que AE= AF e que as medidas de — AE e –– EB estão na razão de 1 para 4. A área da região sombreada é, em centímetros quadrados: a) 63 b) 59 c) 64 d) 70 e) 58 � (UFABC) – Deseja-se construir uma cal çada contornando dois la dos consecutivos de um jardim, cuja forma é retangular, con forme mostra a figura. Deseja-se que a calçada ocupe uma área de 15 m2. Desse modo, a equação que permite calcular o valor de x é a) x2 – 10x – 24 = 0. b) x2 – 10x + 15 = 0. c) x2 – 15x + 9 = 0. d) x2 – 15x + 24 = 0. e) x2 – 24x – 15 = 0. � (UNESP) – Considere um quadrado sub di vi dido em quadradinhos idênticos, todos de lado 1, conforme a figura. Dentro do quadrado encon tram-se 4 fi gu ras geométricas, desta cadas. A razão entre a área do qua drado e a soma das áreas das 4 figuras é a) 3. b) 3,5. c) 4. d) 4,5. e) 5. � O proprietário de um restaurante deseja comprar um tampo de vidro retangular para a base de uma mesa, como ilustra a figura Sabe-se que a base da mesa, considerando a borda externa, tem a forma de um retângulo, cujos lados medem AC = 105 cm e AB = 120 cm. Na loja onde será feita a compra do tampo, existem cinco tipos de opções de tampos, de diferentes dimensões, e todos com a mesma espessura, sendo: Tipo 1: 110 cm x 125 cm Tipo 2: 115 cm x 125 cm Tipo 3: 115 cm x 130 cm Tipo 4: 120 cm x 130 cm Tipo 5: 120 cm x 135 cm O proprietário avalia, para comodidade dos usuários, que se deve escolher o tampo de menor área possível que satisfaça a condição: ao colocar o tampo sobre a base, de cada lado da borda externa da base da mesa, deve sobrar uma região, correspondendo a uma moldura em vidro, limitada por um mínimo de 4 cm e máximo de 8 cm fora da base da mesa, de cada lado. Segundo as condições anteriores, qual é o tipo de tampo de vidro que o proprietário avaliou que deve ser escolhido? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 125 126 MATEMÁTICA � Um agricultor vive da plantação de morangos que são vendidos para uma cooperativa. A cooperativa faz um contrato de compra e venda no qual o produtor informa a área plantada. Para permitir o crescimento adequado das plantas, as nudas de morango são plantadas no centro de uma área retangular, de 10 cm por 20 cm, como mostra a figura. Atualmente, sua plantação de morangos ocupa área de 10000 m2, mas a cooperativa quer que ele aumente sua produção. Para isso, o agricultor deverá aumentar a área plantada em 20%, mantendo o mesmo padrão de plantio. O aumento (em unidade) no número de mudas de mo rango em sua plantação deve ser de a) 10 000. b) 60 000. c) 100 000. d) 500 000. e) 600 000. � (FGV-MODIFICADA) – Um terreno de forma retangular foi dividido em quatro lotes retangulares. As áreas de três lotes são 4 m2, 8 m2 e 13 m2. Qual é a área total do terreno? (FAMEMA-2018) – Considere o quadrado ABCD, de lado 4 cm, e o retângulo EFGH, com EF = 2 cm, CF = 1 cm e os pontos B, G, C e F alinhados, conforme mostra a figura. Sabendo que G é ponto médio do lado – BC, que o ponto K pertence ao lado – HE e que os pontos A, K e F estão ali nha dos, a área do quadrilátero FGHK é a) 3,5 cm2. b) 4,0 cm2. c) 4,5 cm2. d) 3,0 cm2. e) 2,5 cm2. (FGV) – Um canteiro com formato retangular tem área igual a 40 m2 e sua diagonal mede �����89 m. O perímetro desse retângulo é: a) 24m b) 20m c) 22m d) 28m e) 26m � (UNESP) – Considere o retângulo ABCD, com AB = 8 cm, BC = 5 cm e o segmento — PS que intersecta os prolongamentos dos lados – AD e – BC nos pontos P e S, respectivamente, con - forme mostra a figura. Sabendo que AP = 3 cm e CS = 2 cm, a área do quadri látero QBCR é a) 18 cm2. b) 20 cm2. c) 22 cm2. d) 24 cm2. 20 c m 20 c m 10 cm 10 cm C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 126 127MATEMÁTICA Módulo 27 – Área dos triângulos � Calcular a área de um triângulo equilátero cuja altura mede 2���3 m. A área do triângulo da figura é: a) 20 cm2 b) 25 cm2 c) 30 cm2 d) 35 cm2 e) 40 cm2 � Um triângulo tem 32 cm de perímetro e 32 cm2 de área. A medida do raio da circun ferên cia inscrita é: a) 1 cm b) 2 cm c) 3 cm d) 4 cm e) 5 cm � Calcular a área e a medida do raio da circun ferência circunscrita num triângulo cujos lados medem 5 cm, 6 cm e 7 cm. � (FUVEST) – Considere o triângulo repre sen tado na malha pontilhada com quadrados de lados iguais a 1 cm. A área do triângulo, em centímetros quadrados, é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 � (UNICAMP) – A área S de um triângulo pode ser calculada pela fórmula: S = ��������������������������������� p.(p – a).(p – b).(p – c) em que a, b, c são os comprimentos dos lados e p é o semipe - rímetro. a) Calcule a área do triângulo cujos lados medem 21, 17 e 10 centímetros. b) Calcule o comprimento da altura relativa ao lado que mede 21 centímetros. � (FUVEST) – A figura representa sete hexágonos regulares de lado 1 e um hexágono maior, cujos vértices coincidem com os centros de seis dos hexágonos menores. Então a área do pentágono ha churado é igual a a) 3���3 b) 2���3 c) d) ���3 e) � (FUVEST) – Na figura, o retângulo ABCD tem lados de com primento AB = 4 e BC = 2. Sejam M o ponto médio do lado – BC e N o ponto médio do lado – CD. Os segmentos – AM e – AC interceptam o segmento – BN nos pontos E e F, respectiva - mente. A área do triângulo AEF é igual a a) b) c) d) e) � (FAMEMA) – Na figura, ABCD é um quadrado de lado 6 cm e AFE é um triângulo retângulo de hipotenusa – AE. Considere que – AD = – AF e DE = 4 cm. Sabendo que os pontos A, D e E estão alinhados, o valor da área destacada, em cm2, é a) 24. b) 18. c) 22. d) 20. e) 16. ���3–––– 2 3���3 –––– 2 23 ––– 20 16 ––– 15 61 ––– 60 29 ––– 30 24 ––– 25 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 127 128 MATEMÁTICA (ITA-2018) – Em um triângulo de vértices A, B e C são dados ^B = π/2, ^C = π/3 e o lado BC = 1 cm. Se o lado – AB é o diâmetro de uma circunferência, então a área da parte do triângulo ABC externa à circunferência, em cm2, é a) – . b) – . c) – . d) – . e) – . (PUC-2018) – A figura mostra um quadrado ABCD de 8 cm de lado, com os pontos E, F e G pontos médios dos segmentos ––– DC, ––– AE e ––– BE, respectivamente. O ponto R é ponto médio da diagonal ––– BD e do segmento ––– FG, e o ponto Q pertence à intersecção dos segmentos ––– BD e ––– AE. A área do triângulo FQR, assinalado na figura, é a) . b) . c) . d) . Módulo 28 – Área das figuras circulares � (MODELO ENEM) As maiores rodas-gigantes do mundo No início de 2009, serão inauguradas as duas maiores rodas-gi gantes do mundo. Uma em Pequim e a outra em Berlim. Elas suplantarão a Singapore Flyer, a atual recordista em altura. (Veja; 28.05.2008) Considerando-se que as alturas indicadas no quadro acima cor - respondem ao diâmetro das rodas, e utilizando π = 3,14, pode-se afirmar que a diferença entre os comprimentos das circunferên cias das rodas-gigantes de Pequim e Berlim é igual a a) 63,90 m b) 72,30 m c) 87,92 m d) 90,03 m e) 93,40 m (PUC) – Na figura a seguir, temos dois círculos concên - tricos, com raios 5 cm e 3 cm. A área da região sombreada, em cen tí metros qua drados, é: a) 9π b) 12π c) 16π d) 20π e) 25π 3���3 ––––– 16 π ––– 8 π ––– 2 5���3 ––––– 4 3���3 ––––– 4 5π –––– 8 π ––– 8 5���3 ––––– 16 3���3 ––––– 16 5π ––– 8 3 –– 8 3 –– 4 8 –– 3 4 –– 3 Roda-gigante comum Singapore Flyer Altura 20 metros 165 metros Inauguração 1893 Março de 2008 Passageiros 50, em média 784 O que se vê de cima Até 6 quilômetros de distância A Malásia e a Indonésia, a 48 quilômetros Grande Roda de Berlim Grande Roda de Pequim Altura 180 metros 208 metros Inauguração 2009 2009 Passageiros 1 440 1 920 O que se vê de cima Tudo em um raio de 55 quilômetros A Grande Muralha, a 64 quilômetros C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 128 129MATEMÁTICA � (UFSCar) – A área da figura sombreada é: a) 4 – π b) 4(1 – π) c) 2(2 – π) d) 4 e) π � Na figura, AO = 6 cme A ̂OB = 40°. A área do setor circular é: a) π cm2 b) 2π cm2 c) 3π cm2 d) 4π cm2 e) 6π cm2 � (SANTA CASA-MODIFICADA-2018) – O ginásio de esportes de uma cidade irá receber um evento musical. Os organizadores decidiram dividir o espaço destinado ao público em três setores, conforme mostra a figura. O setor A é formado por uma região retangular e um semicírculo; o setor B é formado por meia coroa circular e o setor C por dois retângulos congruentes. Dado: considerar π = 3. Sabendo-se que serão disponibilizados 5 000 ingressos para esse evento, o número máximo previsto de pessoas, por metro quadrado, em média, está compreendido entre a) 3 e 4. b) 5 e 6. c) 4 e 5. d) 2 e 3. e) 6 e 7. � (FAMERP) – Em uma circunferência trigonométrica de centro C e origem dos arcos em O, foram marcados os pontos P e Q, sendo que as medidas dos arcos �OP e �OQ são iguais, respectivamente, a e 2 , conforme indica a figura. Sabendo-se que Q’ é a projeção ortogonal de Q sobre o eixo y, que λ é uma semicircunferência de diâmetro — CQ’ e que sen α = , a área da região colorida na figura é a) b) c) d) e) � (FAMERP-2018) – As tomografias computadorizadas envolvem sobreposi ção de imagens e, em algumas situações, é necessário conhecer a área da região de intersecção das imagens sobrepostas. Na figura, um triângulo equilátero ABC se sobrepõe a um círculo de centro N e raio NB = NC = NM, com M e N sendo pontos médios, respectivamente, de – AB e – BC. Sendo a área de triângulo equilátero de lado l igual a e a área de círculo de raio r igual a π r2, se o lado do triângulo ABC medir 4 cm, então, a área de intersecção entre o triângulo e o círculo, em cm2, será igual a a) π + 3���3 b) c) π + ���3 d) e) π + 2���3 8 m 14 m 25 m Setor A Setor B Setor C 8 m 8 m 1 ––– 3 16π –––– 81 65π –––– 324 5π ––– 27 31π –––– 162 7π ––– 36 A C B M N l2���3 –––––– 4 π + 3���3 –––––––– 2 2π + 6���3 ––––––––– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 129 130 MATEMÁTICA � (FGV-2018) – A figura representa uma semicircunferência de diâmetro – CD, perfeitamente inscrita no retângulo ABCD. Sabe-se que P é um ponto de – AB, e que – AP é diâmetro da circunferência que tangencia a semicircunferência maior em T. Se CD = 8 cm, a área sombreada na figura é, em cm2, igual a a) b) 32 – 8p c) d) 32 – 9p e) 16 – 4p � (UNICAMP-2018) – A figura abaixo exibe um setor circular dividido em duas regiões de mesma área. A razão a/b é igual a a) ���3 + 1. b) ���2 + 1. c) ���3. d) ���2. Módulo 29 – Área dos polígonos � (FUVEST) – Os pontos A, B e C são vértices consecutivos de um hexágono regular de área igual a 6. Qual a área do triângulo ABC? a) 1 b) 2 c) 3 d) ���2 e) ���3 (MACKENZIE) – Se o hexágono regular da figura tem área 2, a área do pentágono assinalado é: a) b) c) d) e) � (PUCCAMP) – Considere-se o hexágono regular inscrito numa circunferência cujo raio mede 12 cm. A medida do apótema desse hexá gono, em centímetros, é: a) 6 ���3 b) 5 ���3 c) 4 ���3 d) 3 ���3 e) 2 ���3 � (PUC) – Para formar uma estrela regular de seis pontas foram superpostos dois triân gulos equilá teros, cada qual com 12 cm2 de área, como mos tra a figura abaixo. Nessas condições, a área da superfície da es trela, em centíme - tros quadra dos, é a) 16 b) 18 c) 21 d) 24 e) 27 � (ESPM) – Examine o polígono a seguir dese nhado, que é formado a partir de três quadrados, cada um com lados de medida x cm. A B D C P T 64 – 15π –––––––– 4 64 – 15π –––––––– 2 a b 5 ––– 3 4 ––– 3 5 ––– 6 7 ––– 3 7 ––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 130 131MATEMÁTICA O perímetro, em centímetros, e a área, em cen tíme tros quadrados, desse polígono, são dados, res pec tivamente, pelas expressões: a) ; 3x2 b) 6x + ���2 ; c) (6 + ���2 )x; d) (6 + ���2 )x; 7x2 e) 6x + ���2 ; � (PUC) – Seja o octógono EFGHIJKL, ins crito num quadrado de 12 cm de lado, con for me mostra a figura abaixo: Se cada lado do quadrado está dividido pelos pontos assinalados em segmentos congruentes entre si, então a área do octógono, em cen tímetros quadrados, é: a) 98 b) 10 c) 108 d) 112 e) 120 � (FGV-2018) – A figura indica um hexágono regular ABCDEF, de área S1, e um hexágono regular GHIJKL, de vértices nos pontos médios dos apótemas do hexágono ABCDEF e área S2. Nas condições descritas , é igual a a) b) c) d) e) Módulo 30 – Área de figuras semelhantes � Os polígonos ABCDE e A’B’C’D’E’, das figuras, são semelhantes e suas áreas são S1 = 36 cm 2 e S2 = 9 cm 2 respectivamente. Calcular a medida do lado AB, sabendo-se que a medida do lado A'B' é 2 cm. (UFPE) – As figuras F 1 e F 2 são seme lhan tes e os lados AB e CD medem 2 cm e 4 cm, respectivamente. Sabendo que F 1 tem de área 9 cm2, qual a área de F 2 ? a) 27 cm2 b) 30 cm2 c) 36 cm2 d) 20 cm2 e) 18 cm2 � (UNIFESP-MODELO ENEM) – Você tem dois pedaços de arame de mesmo com primento e pequena espessura. Um deles você usa para formar o círculo da figura I, e o outro você corta em 3 partes iguais para formar os três círculos da figura II. Se S é a área do círculo maior e s é a área de um dos círculos menores, a relação entre S e s é dada por a) S = 3s. b) S = 4s. c) S = 6s. d) S = 8s. e) S = 9s. � (MACKENZIE) – Em um trapézio ABCD, os pontos P , Q , M e N são mé dios dos lados AB, BC, CD e DA, respectivamente. A razão entre a área do quadrilátero PQMN e a área do trapézio é: a) b) c) d) e) 7x2 –––– 2 11x –––– 2 7x2 –––– 2 11x2 ––––– 2 A B CF E D G H I J K L S2–––– S1 3 ––– 16 1 ––– 5 7 ––– 25 8 ––– 25 3 –– 4 4 — 5 2 — 3 1 — 3 1 — 2 1 — 4 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 131 MATEMÁTICA � (FUVEST) – Na figura, ABC é um triângulo retângulo de catetos AB = 4 e AC = 5. O segmento DE ___ é paralelo a AB ___ , F é um ponto de AB ___ e o segmento CF ___ intercepta DE ___ no ponto G , com CG = 4 e GF = 2. Assim, a área do triângulo CDE é: a) b) c) d) e) Módulo 31 – Prismas � Determinar a área lateral e a área total de um prisma trian - gular regular, cuja aresta da base mede 4 cm e a altura 10 cm. Calcule o volume de um prisma regular trian gular cujas nove arestas medem 6 cm cada uma. � O perímetro da base de um prisma trian gular regular mede 6 cm e a área lateral é 72 cm2. A altura do prisma, em cm, é: a) 12 b) 13 c) 14 d) 15 e) 16 � O volume de um prisma hexagonal regular, cujas 18 arestas medem 2 m cada uma, vale: a) 6���3 m3 b) 15���3 m3 c) 12���2 m3 d) 12 m3 e) 12���3 m3 � (MACKENZIE) – A área total do sólido abaixo é: a) 204 b) 206 c) 222 d) 244 e) 262 � (FAAP) – Em um prisma triangular regular, a altura mede 2 ���3 m e a área lateral é o quá druplo da área da base. Calcule o volume do prisma. � (MODELO ENEM) – Um pedreiro neces sita comprar tijolos para construir uma mureta de 2 metros de comprimento. As dimen sões de um tijolo e a forma da mureta estão descritas nas figuras a seguir. A espessura da massa é considerada para com pensar as perdas que normalmente ocorrem. O total de tijolos que o pedreiro deve rá adquirir para realizar o serviço é: a) 40 b) 60 c) 80 d) 100 e) 120 � (MACKENZIE) – O recipiente da figura, que contém água, é um prisma reto cujas bases são triângulos equiláteros de altura 2. A super fície da água é paralela à face ABCD. Se o volume ocupado pela água é metade do volume do prisma, o valor de h é a) b) ���3 c) ���2 d) e) 70 ––– 9 40 ––– 9 39 ––– 8 35 ––– 6 16 ––– 3 3 –– 4 1 –– 2 6 –– 5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 132 133MATEMÁTICA � Um grupo de escoteiros mirins, numa atividade num parque da cidade onde moram, montou uma barraca conforme a foto da Figura 1 . A Figura 2 mostra o esquema da estrutura dessa barraca, em forma de um prisma reto em que foram usadas hastes metálicas. Após a armação das hastes, um dos escoteiros observou um inseto deslocar-se sobre elas, partindo do vértice A em direção ao vértice B, deste em direção ao vértice E e, finalmente,fez o trajeto do vértice E ao C. Considere que todos esses deslocamentos foram feitos pelo caminho de menor distância entre os pontos. A projeção do deslocamento do inseto no plano que contém a base ABCD é dada por. Uma rede hoteleira dispõe de cabanas simples na ilha de Gotland, na Suécia, con - forme Figura 1. A estrutura de sustentação de cada uma dessas cabanas está representada na Figura 2. A ideia é permitir ao hóspede uma estada livre de tecnologia, mas conectada com a natureza. ROMERO. L. Tendências. Superinteressante, n. 315, fev. 2013 (adaptado). A forma geométrica da superfície cujas arestas estão representadas na Figura 2 é a) tetraedro. b) pirâmide retangular. c) tronco de pirâmide retangular. d) prisma quadrangular reto. e) prisma triangular reto. Módulo 32 – Prismas � Um prisma reto tem 10 cm de altura e a base é um triân - gulo cujos lados medem 3 cm; 4 cm e 5 cm. A área lateral do prisma é: a) 100 cm2 b) 110 cm2 c) 120 cm2 d) 130 cm2 e) 140 cm2 A área total do prisma do exercício anterior é: a) 124 cm2 b) 126 cm2 c) 128 cm2 d) 130 cm2 e) 132 cm2 � O volume do prisma do exercício 1 é: a) 60 cm3 b) 64 cm3 c) 68 cm3 d) 72 cm3 e) 76 cm3 � Um prisma triangular regular tem a aresta da base igual à altura. Calcular a área total do sólido, sabendo-se que a área lateral é 12 m2. C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 133 134 MATEMÁTICA � (PUC) – Na figura abaixo tem-se o prisma reto ABCDEF, no qual DE = 6 cm, EF = 8 cm e — DE ⊥ —EF. Se o volume desse prisma é 120 cm3, a sua área total, em centímetros quadrados, é a) 144 b) 156 c) 160 d) 168 e) 172 � (MACKENZIE) A figura acima representa uma caçamba com água, na qual as laterais oblíquas e o piso são retangulares e as laterais paralelas têm o for mato de trapézios isósceles. Se d = ���2 m, a razão entre o volume de água e o volume total da caçamba é: a) b) c) d) e) � (PUC) – Para obter a peça esboçada na figura abaixo, um artesão deve recortar 8 cubos iguais, a partir dos vértices de um bloco maciço de madeira que tem as seguintes dimensões: 25 cm × 18 cm × 18 cm. Se ele pretende que o peso da peça obtida seja 6,603 kg e sabendo que a densidade da madeira é 0,93 g/cm3, a aresta de cada cubo recortado deverá medir, em centímetros, a) 6,5 b) 6 c) 5,5 d) 5 e) 4,5 � (INSPER) – Um tanque, inicialmente vazio, tem a forma de prisma triangular regular e suas paredes têm espessuras despre zíveis. Após algum tempo despejando água no tanque, um cano de vazão 3����3 m3 por minuto o encheu parcialmente, tendo a água ocupado o espaço de um prisma triangular regular, conforme indicado na figura. Funcionando na mesma vazão, o tempo necessário para que o cano acabe de encher o tanque é de 5 minutos e t segundos, sendo que t é um número no intervalo a) [1, 12]. b) [13, 24]. c) [25, 36]. d) [37, 48]. e) [49, 59]. 25 ––– 32 17 ––– 28 25 ––– 28 21 ––– 32 17 ––– 25 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 134 135MATEMÁTICA FRENTE 1 Módulo 17 – Característica de uma matriz, discussão de um sistema linear � Seja p a característica da matriz I) �1� = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 II) = 1 � 0 ⇒ p = 2 Resposta: 2 Seja p a característica da matriz I) �1� = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 II) = 1 � 0 ⇒ p ≥ 2 III) = 0 ⇒ p = 2, pois o único determinante de ordem 3 é nulo. Resposta: 2 � Seja p a característica da matriz I) �1� = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 II) = 1 � 0 ⇒ p ≥ 2 III) = 1 � 0 ⇒ p = 3 Resposta: 3 � Seja p a característica da matriz I) �1� = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 II) = 1 � 0 ⇒ p ≥ 2 III) = 1 � 0 ⇒ p = 3 Resposta: 3 � Seja p a característica da matriz I) �1� = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 II) = 1 � 0 ⇒ p ≥ 2 III) = 0 e = 0 ⇒ ⇒ p = 2, pois todos os determinantes de ordem 3 são nulos. Resposta: B � Seja p a característica da matriz I) �1� = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 II) = – 6 � 0 ⇒ p ≥ 2 III) = 2 � 0 ⇒ p ≥ 3 IV) = 0 e = 0 ⇒ ⇒ p = 3, pois todos os determinantes de ordem 4 são nulos. Resposta: B � Se p for a característica de , então: � 11 23 25 � � 11 23 � � 11 2 2 3 5 2 3 5 � � 11 23 � 1 1 2 2 3 5 2 3 5 � 11 2 2 3 5 2 3 6 � � 11 23 � 1 1 2 2 3 5 2 3 6 � 11 2 2 3 5 2 3 6 3 1 2 1 2 5 � � 11 23 � 1 1 2 2 3 5 2 3 6 � 1 0 3 0 1 1 0 0 2 1 3 0 4 2 6 0 � � 10 11 � 1 0 3 1 1 0 2 1 3 1 0 3 1 1 0 4 2 6 � 1 2 1 4 3 0 1 2 1 3 1 4 – 2 3 0 2 4 3 2 6 � � 12 30 � 1 2 1 3 0 1 1 3 1 1 2 1 4 3 0 1 2 1 3 1 4 – 2 3 0 2 1 2 1 4 3 0 1 2 1 3 1 4 4 3 2 6 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 0 – 1 4 2 1 2 0 3 � � Resolução dos Exercícios-Tarefa C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 135 136 MATEMÁTICA a) � 1 � = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 b) = –1 � 0 ⇒ p ≥ 2 c) = – 5 ≠ 0 ⇒ p ≥ 3 d) Orlando este menor de ordem 3, ob temos: e) Sendo nulos todos os determinantes de ordem 4, concluímos que a carac terís tica p é 3. Resposta: 3 � Se p for a característica da matriz , então: a) � 1 � � 0 ⇒ p ≥ 1 b) � 0 ⇒ p ≥ 2 c) Orlando este determinante de ordem 2, temos: d) Se a = 2 e b = 5, então p = 2, pois todos os deter - minantes de ordem 3 são nulos. e) Sendo a � 2 ou b � 5, então p = 3, pois existe pelo menos um deter minante de ordem 3 diferente de zero. Resposta: a = 2 e b = 5 ⇒ p = 2 a � 2 ou b � 5 ⇒ p = 3 9) Seja p a característica da matriz I) �1� = 1 � 0 ⇒ p ≥ 1 II) = – 3 � 0 ⇒ p ≥ 2 III) = a – 8 – 2 – 4a = – 3a – 10 IV) Se – 3a – 10 = 0 ⇔ a = – , então p = 2, pois o único determinante de ordem 3 é nulo. V) Se – 3a – 10 � 0 ⇔ a � – , então p = 3, pois existe um determinante de ordem 3 di ferente de zero. Resposta: 3, se a � – 2, se a = – Sendo p e q as características das matri zes incompleta e completa, temos: I) MI = ⇒ p = 2; pois = –5 � 0 II) MC = ⇒ q = 2; pois = –5 � 0 III) Observando que as variáveis de sistema são x e y; temos n = 2, logo p = q = n. Assim, o sistema será possível e determinado. IV) ⇔ ⇔ ⇔ V = {(36/5; – 8/5)} Sendo p e q as características das ma trizes completa e incompleta, temos: I) MI = onde p = 2, pois = 5 � 0 II) MC = onde q = 3, pois = 36 � 0 III) Como p � q, o sistema será im pos sível e V = ∅ 1 2 0 – 1 1 2 0 0 – 1 4 1 3 1 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 0 – 1 4 2 = 0 1 2 0 3 0 – 1 4 2 1 3 1 1 1 2 0 3 = 0 1 1 5 2 1 1 2 5 2 7 2 3 b = 0 ⇔ b = 5 1 1 2 5 2 7 a 3 5 = 0 ⇔ a = 2 � 12 2 2 1 0 1 – 2 a � � 12 21 � 1 2 2 2 1 0 1 – 2 a 10 ––– 3 10 ––– 3 10 ––– 3 10 ––– 3 1 2 2 –1� � 1 2 2 –1 1 2 2 –1 4 0� � 1 2 2 –1 x + 2y = 42x – y = 0 x = 4 – 2y8 – 4y – y = 0 x = 36/5y = – 8/5 1 2 3 – 1 3 2 � � 1 2 –1 3� � � 1 2 3 –1 3 2 2 9 11 � 1 2 3 –1 3 2 2 9 11 1 5 2 a� 1 2 3 3 �2 7 b 5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 136 137MATEMÁTICA � Sendo p e q as características das matrizes completa e incompleta, temos: I) MI = p = 2; pois = – 4 � 0 II) MC = q = 2; pois = –4 � 0 III) Como as variáveis de sistema são x, y e z, temos n = 3 e logo p = q < n. Assim o sistema será possível e indeterminado. IV) , fazendo onde α ∈ � Temos: –4y – 2z = –17 ⇔ –4y – 2 . α = – 17 ⇔ Além disso se substituirmos em x + 2y + 3z = 7, temos: x + 2 . + 3z = 7 ⇔ Assim: V = ; ; α � Sendo p e q as características das ma trizes incompleta e completa, res pectiva mente, temos: I) MI = p = 2; pois = –2 � 0 II) MC = q = 3; pois = 6 � 0 III) Sendo assim p � 0 e o sistema é impossível, onde V = ∅. � a) A característica p da matriz MI = é 2, pois � 0 e = 0 b) A característica q da matriz MC = é tam bém igual a 2, pois = 0 e = 0 c) Sendo o número de incógnitas n = 3 e p = q = 2, temos p = q < n e, portanto, o sistema é possível e indeter - minado e o grau de indeterminação é n – p = 1. d) Abandonando a última equação e fazendo z = α, temos: e) Resolvendo este último sistema pela Regra de Cramer ou por eliminação ou por substituição, obtemos: x = e y = , com α ∈ � Resposta: S.P.I. ; � a) A característica p da matriz MI = é 2, pois � 0. b) A característica q da matriz MC = é 2, pois = 0. c) p = q = n = 2 ⇒ o sistema é possívele determinado. d) Abandonando-se a terceira equação, resolve-se o sistema: e) Resolvendo-se por substituição ou por eliminação ou pela Regra de Cramer, obtém-se x = y = 1. Módulo 18 – Característica de uma matriz, discussão de um sistema linear � I) O número de incógnitas do sistema é n = 3 II) A característica da matriz incom pleta MI = é p = 2, pois = 0 e � 0 � 13 2 2 3 7 � 1 3 2 2� � 1 3 2 2 3 7 7 4� � 1 3 2 2� � z = α 17 – 2a ––––––– 4 17 – 2a y = ––––––– 4 � 17 – 2x–––––––4 � 4α – 3 x = –––––– 2 � 4α – 3–––––––4 17 – 2α ––––––-– 4 � � 13 1 2 4 6 1 2 3 � 13 24� � 1 3 1 2 4 6 1 2 3 4 7 11 � � 1 3 1 2 4 6 4 7 11 2 1 – 1 2 2 – 1 3� 1 2 – 6 � 3 – 4 12 2 – 1 3 5� 1 2 – 6 3 �3 – 4 12 7 2x – y = 5 – 3 α x + 2y = 3 + 6α 13 ––– 5 15α + 1 –––––––– 5 13 15α + 1�–––; ––––––––; α�5 5 1 1 2 2 – 1 1 � � 11 2– 1 � 11 2 2 –1 1 3 0 3 � 11 2 2 – 1 1 3 0 3 x + 2y = 3 x – y = 0 (x + 2y + 3z = 7) . (–3) ⇔ 3x + 2y + 7z = 4 + x + 2y + 3z = 7 0 – 4y – 2z = –17 2 – 1 3 � 1 2 – 6 � 3 – 4 12 2 – 1 3� 1 2 – 6 � 3 – 4 12 2 – 1 5� 1 2 3 � 3 – 4 7 x + 2y – z = 2 2x – 3y + 5z = 11 x – 5y + 6z = 9 �12 1 2 – 3 – 5 – 1 5 6 � �12 2– 3��12 1 2 – 3 – 5 – 1 5 6 � C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 137 138 MATEMÁTICA III) A característica da matriz completa MC = é q = 2 IV) Como p = q < n, o sistema é possível e indeterminado. Resposta: C I) O número de incógnitas do sistema ⇔ é possível e deter minado se, e somente se: � 0 ⇔ a2 – 4 � 0 ⇔ ⇔ a2 � 4 ⇔ a � – 2 e a � 2 Resposta: B � a) O sistema será impos sível ou indeter minado se, e somente se, = 0 ⇔ ⇔ – 5a + 5 = 0 ⇔ a = 1 b) Para a = 1, o sistema será: ⇔ ⇔ ⇔ que é impossível, pois 0 . z = – 18 não admite solução. Respostas: a) a = 1 b) sistema impossível � I) O sistema é possível e determinado, se � 0 ⇔ m2 – 1 � 0 ⇔ ⇔ m2 � 1 ⇔ m � – 1 e m � 1 II) Para m = – 1, tem-se o sistema , que é impossível. III) Para m = 1, tem-se o sistema , que é possível e indeter minado. Assim, o sistema só não admite solução para m = – 1, portanto, o sistema admite soluções para qualquer m ∈ �, tal que m � – 1 Resposta: m � – 1 � Somando-se, membro a membro, as duas equações do sitema , obtém-se (m + 1)x = 3, que é impossível para m = – 1, pois 0x = 3, não tem solução. Observa-se que, para m = – 1, tem-se o sistema ⇔ que é impossível, pois as equações são in com patíveis. Resposta: m = – 1 � I) ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ II) ⇔ x + y = – 7 III) Se k = – 7 então o sistema será pos sível e deter - minado e a solução é (– 2; – 5). IV) Se k � – 7 então o sistema é impos sível. V) O sistema nunca será possível e in de ter minado. Resposta: C � I) Sejam MI = e MC = , respectivamen te, as matrizes incom pleta e com pleta e sejam ainda p e q as respectivas carac terísticas. II) = 0 ⇔ 4 – k2 = 0 ⇔ k = ± 2 III) k � ± 2 ⇒ p = q = 2 ⇒ sistema possível e determinado IV) k = 2 ⇒ MC = ⇒ q = 2 V) k = – 2 ⇒ MC = ⇒ q = 2 VI) k = ± 2 ⇒ p = 1 e q = 2 ⇒ p � q ⇒ sistema impossível VII) O sistema é impossível para 2 valores distintos de k e nunca indeterminado. Resposta: A � O sistema é possível e de terminado, se e so mente se, ≠ 0 ⇔ 1 – k ≠ 0 ⇔ k ≠ 1 Resposta: E � 12 1 2 – 3 – 5 – 1 5 6 2 11 9 � ax – y = 1ay – 4x = 1 ax – y = 1– 4x + ay = 1 � a– 4 – 1a � x – 2y – z = 82x + y + 3z = – 2 ax + y + 2z = 8 1 2 a – 2 1 1 – 1 3 2 x – 2y – z = 82x + y + 3z = – 2 x + y + 2z = 8 x + y + 2z = 83y + 3z = 0 5y + 5z = – 18 x + y + 2z = 8y + z = 0 0z = – 18 x + y = 1x + m2y = m � 11 1m2 � x + y = 1x + y = – 1 x + y = 1x + y = 1 mx + y + z = 1x – y – z = 2 – x + y + z = 1x – y – z = 2 x – y – z = – 1x – y – z = 2 3x – 2y = 44x + y = – 13 3x – 2y = 48x + 2y = – 26 3x – 2y = 411x = – 22 3x – 2y = 4 x = – 2 x = – 2 y = – 5 x = – 2 y = – 5 �1k k 4� � 2 2 – k 1 k k 4� �1k k4� �12 2 4 2 0� �1– 2 – 2 4 2 4� x + ky = k2 x + y = 1 �11 k1� C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 138 139MATEMÁTICA � 1) Como a matriz A = é de ordem 2x3 e a matriz B = é de ordem 2x1, a matriz X que satisfizer a equação A.X = B deverá ser de ordem 3x1 e, portanto, do tipo X = 2) AX = B ⇔ . = = ⇔ Esse sistema tem infinitas soluções, pois as carac - terís ticas p e q das matrizes MI = e MC = são iguais a dois. Pelo Teorema de Rouche-Capelli, se p = q = 2 < 3, o sistema é possível e indeter minado, tendo infinitas soluções. Resposta: E Sendo D; p e q o determinante do sis tema, a carac terís - tica da matriz incom pleta e a característica da matriz com pleta, respectivamente, temos: Se k = 1, então p = 1 e q = 1 (p = q < n) e o sistema será possível e indeter mi nado, ou seja, possui infinitas solu - ções. Se k ≠ 1, então p = 2 e q = 2 (p = q = n) e o sistema será possível e determinado, ou seja, possui uma única solução. Do que foi visto, é correto afirmar que tem solução para todo k. Resposta: A 1) O determinante do sistema é D = = = (m – 2) . m (m + 1) + 8m – 4 (m + 1) + + 2m2 – 4 (m + 1) – 4 (m + 1) (m – 2) ⇔ ⇔ D = m3 – 3m2 + 2m D = m3 – 3m2 + 2m = 0 ⇔ m = 0, m = 1 ou m = 2 2) Se m � 0, m � 1 e m � 2 o sistema é possível e determinado. 3) Se m = 0, o sistema fica: As matrizes incompleta e completa desse sistema são MI = e MC = tem características p e q tais que p = q = 2 < 3. O sistema é possível e indeterminado. 4) Se m = 1, o sistema fica: Nestes casos MI = e MC = A característica de MI é p = 2, pois � 0 e = 0. A característica de MC é q = 3, pois � 0. Assim, p � q e o sistema é incom patível. 5) Se m = 2, o sistema fica: Da primeira e segunda equações, resulta: (2y – z) + 2 . (2x + 2y + 2z) = = 3 + 2 . 6 ⇒ 4x + 6y + 3z = 15, incompatível com a terceira equação. O sistema é impossível. Resposta: Se m � 0, m � 1 e m � 2, o sistema é possível e deter minado. Se m = 0, o sistema é possível e indeterminado. Se m = 1 ou m = 2, o sistema é impossível. Módulo 19 – Sistema linear homogêneo � = 8 – 9 = –1 � 0 ⇒ ⇒ a única solução do sistema é (0; 0) V = {(0; 0)} � – 2 2 0 2 0 2 – 1 2 1 � � – 2 2 0 2 0 2 – 1 2 1 1 2 3 � – x + 2y – z = 2 2x + y + 2z = 3 2x + 4y + 2z = 4 – 1 2 2 2 1 4 – 1 2 2� � � – 1 2 2 2 1 4 – 1 2 2 2 3 4 � – 1 2 2 1 – 1 2 2 2 1 4 – 1 2 2 – 1 2 2 2 1 4 2 3 4 2y – z = 3 2x + 2y + 2z = 6 4x + 6y + 3z = 11 � a b c � � a b c ��12 –24 3–1� a – 2b + 3c = 0 2a + 4b – c = 1 � 0 1� �12 –2 4 3 –1� � 1 2 –2 4 3 –1 0 1� (m – 2) 2 2m 2 m 2(m+ 1) – 1 2 (m + 1) – 2x + 2y – z = 1 2x + 2z = 2 2y + z = 3 �12 –2 4 3 –1� �01� |2 33 4| 2x + 3y = 0 3x + 4y = 0 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 139 140 MATEMÁTICA Como = 0, o sistema tem infinitas soluções. Para obtê-las, basta fa zer mos z = α e com o uso de duas das equações, calcular x e y em função de α: ⇒ e, portanto, a solução é (–5α, 2α, α), ∀α � I) . = ⇔ ⇔ é um sistema linear homogêneo e D = = 0, assim, o sistema é possível e in deter minado. II) Eliminando a última equação e fazen do z = k, temos: , com k ∈ � Resposta: � ; ; k�, ∀k � � � O sistema admite solução não trivial se e somente se = 0 ⇒ α = –2 Resposta: A � Se o sistema linear homogêneo admite soluções diferen tes da trivial, então: D = = 0 ⇔ ⇔ 8m2 + 6 + 24 + 4m + 16m – 18 = 0 ⇔ ⇔ 8m2 + 20m + 12 = 0 ⇔ ⇔ 2m2 + 5m + 3 = 0 ⇔ m = ⇔ ⇔ m = – 1 ou m = – Resposta: m = – 1 ou m = � Se x, y, z são números reais então: (2x + y – z)2 + (x – y)2 + (z – 3)2 = 0 ⇔ ⇔ ⇔ ⇒ x + y + z = 5 Resposta: C � O sistema admite solução não trivial se e somente se = (2 – 1).(k – 1).(k – 2) = 0 ⇔ k = 1 ou k = 2 Resposta: A � . = k ⇔ = ⇔ ⇔ ⇔ Como o sistema é homogêneo, para que o mesmo admita solução � , deve-se ter: D = = 0 ⇔ (5 – k)2 – 16 = 0 ⇔ ⇔ (5 – k)2 = 16 ⇔ 5 – k = 4 ou 5 – k = – 4 ⇔ ⇔ k = 1 ou k = 9 Assim, a soma dos possíveis valores de k é 1 + 9 = 10 Resposta: B Módulo 20 – Fatorial e número binomial � = =21 . 20 = 420 Resposta: C = = = = 21 . 20 – 20 = 420 – 20 = 400 Resposta: D � = = = = 90 – 1 = 89 � = 30 ⇔ = 30 ⇔ ⇔ n(n – 1) = 30 ⇔ n2 – n – 30 = 0 ⇔ ⇔ n = 6 ou n = –5 ⇔ n = 6, pois n � � V = {6} | 112 213 134 | x + 2y + α = 0x + y + 3α = 0 x = –5αy = 2α � 1 3 1 4 – 1 – 22 5 7 – 11 � � x y z � � x y z � x + 4y + 5z = 0 3x – y + 7z = 0 x – 22y – 11z = 0 1 3 1 4 – 1 – 22 5 7 – 11 + – 3x + 4y = – 5k 3x – y = – 7k ⇔ x + 4y = – 5k – 13y = 8k ⇔ ⇔ 32kx – ––––– = – 5k 13 8ky = – –––– 13 ⇔ 33kx = – ––––– 13 8ky = – –––– 13 33k – –––– 13 8k – –––– 13 1 α – 2 1 1 1 1 – 1 – 1 x + y + z = 0 4x – 2my + 3z = 0 2x + 6y – 4mz = 0 1 4 2 1 – 2m 6 1 3 – 4m – 5 ± 1–––––– 4 3––– 2 3– –– 2 2x + y – z = 0 x – y = 0 z – 3 = 0 x = 1 y = 1 z = 3 1 1 1 1 2 4 1 k k2 �xy��xy��54 45� � kx ky�� 5x + 4y 4x + 5y� (5 – k)x + 4y = 0 4x + (5 – k)y = 0 5x + 4y = kx 4x + 5y = ky �00��xy� �5 – k4 45 – k� 21 . 20 . 19! –––––––––––– 19! 21! ––––– 19! 21 . 20 . 19! – 20 . 19! –––––––––––––––––––––– 19! 21! – 20! –––––––– 19! 19!(21 . 20 – 20) –––––––––––––––– 19! 10 . 9 . 8! – 8! –––––––––––––– 8! 10! – 8! –––––––– 8! (10 . 9 – 1) . 8! –––––––––––––– 8! n! –––––––– (n – 2)! n(n – 1) . (n – 2)! ––––––––––––––––– (n – 2)! C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:55 Página 140 141MATEMÁTICA � = = (n + 1) . n = n2 + n Resposta: C � a) = = 7 . 9 = 63 b) = = = (2n + 2) . (2n + 1) = 4n2 + 6n + 2 log2 = log2 = log22 n = n Resposta: C a) � � = = = 792 b) � � = = � � = 792 c) � � = = 1 d) = = 1 � Sendo n ≥ 2, temos = 2 ⇔ = 2 . ⇔ ⇔ = (n – 2)! ⇔ ⇔ n – 1 = 6 ⇔ n = 7 � [7; 10] Resposta: B � = , então � 0 ⇔ ⇔ n – 1 ≥ 2 ⇔ n ≥ 3, assim: 2 . = 7 . ⇔ ⇔ 2 . = 7 . ⇔ ⇔ 2 . =7 . ⇔ ⇔ = 7 ⇔ n2 + n = 42 ⇔ ⇔ n2 + n – 42 = 0 ⇒ n = 6, pois n ≥ 3 Resposta: E Módulo 21 – Propriedades dos números binomiais � a) � � = = 4950 b) � � = = 4950 c) � � = = 1 d) � � = = 1 e) � � = = 60 � = ⇔ ⇔ x – 1 = 3 ou x – 1 + 3 = 2x ⇔ ⇔ x = 4 ou x + 2 = 2x ⇔ x = 4 ou x = 2 Resposta: V = {2; 4} � a) Se = 11 = 0, então e, portanto, x = 0 ou x = 1 b) Se =11 � 0, então: = ⇔ ⇔ = = = (x + 2) . (x + 1) = 132 ⇔ x2 + 3x – 130 = 0 ⇔ ⇔ x = 10, pois x ≥ 2 c) De (a) e (b), concluímos que o conjun to verdade da equação é: V = {0; 1; 10} Resposta: V = {0; 1; 10} � + + + + = = Resposta: A (n + 1)! ––––––––– (n – 1)! (n + 1) . n. (n – 1)! ––––––––––––––––– (n – 1)! (2n + 2) . (2n + 1) . (2n)! ––––––––––––––––––––––– (2n)! 2 . 4 . 6 . ... 2n�––––––––––––––�n! 2 n . n!�–––––––�n! 12 5 12! ––––––– 5! 7! 12 . 11 . 10 . 9 . 8 . 7! ––––––––––––––––––––– 5 . 4 . 3 . 2 . 1 . 7! 12 7 12! –––––– 7! 5! 12 5 5 0 5! ––––––– 0! 5! � 55 � 5! ––––––– 5! 0! n – 1� �3 ––––––––– n – 2� �2 (n – 2)! –––-––––––– 2! (n – 2 – 2)! (n – 1)! ––––-–––––––– 3! (n – 1 – 3)! (n – 1)(n – 2)! –––––––––––– 6 �n – 12� 7 ––– 2 n + 1� �4 ––––––– n – 1� �2 �n – 12�� n + 1 4� (n – 1)! –––––––––– 2! . (n – 3)! (n + 1)! –––––––––– 4! . (n – 3)! (n – 1)! –––––––– 2! (n + 1) . n . (n – 1)! –––––––––––––––––– 4 . 3 . 2! (n + 1) . n ––––––––– 2 . 3 7! . 9! ––––––– 6! . 8! 7 . 6! . 9 . 8! ––––––––––––– 6! . 8! (2n + 2)! ––––––––– (2n)! 100! ––––––– 2! . 98! 100 2 100! ––––––– 98! . 2! 100 98 60! ––––––– 0! . 60! 60 0 60! ––––––– 60! . 0! 60! ––––––– 1! . 59! �2x3�� 2x x – 1� �x2�� x + 2 4� 0 ≤ x + 2 < 4 0 ≤ x < 2� �x2�� x + 2 4� 11 . x! –––––––––– 2! (x – 2)! (x + 2)! –––––––––– 4! (x – 2)! 11 x! ––––– 2 (x + 2) (x + 1) . x! ––––––––––––––––– 4 . 3 . 2 60 60 60 1 3� �0 4� �1 5� �2 6� �3 7� �4 7 + 1� �4 8� �4 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 141 142 MATEMÁTICA � Da relação de Stifel, temos � � + � � = � � Resposta: E � � � + � � + � � + ... + � � = 211 = 2048 Resposta: E � � + � � + � � + ... + � � = � � = 330 � � + � � + � � + ... + � � = � � = 330 � = = = = = 5 Resposta: 5 � + + + … + = = = = = = = = = 969 Resposta: B Módulo 22 – Binômio de Newton – Desenvolvimento de (x + y)n � (x + y)0 = 1 � (x + y)1 = x + y � (x + y)2 = x2 + 2xy + y2 � (x + y)3 = x3 + 3x2y + 3xy2 + y3 � (x + y)4 = x4 + 4x3y + 6x2y2 + 4xy3 + y4 � (x – y)4 = x4 – 4x3y + 6x2y2 – 4xy3 + y4 � (x + y)5 = x5 + 5x4y + 10x3y2 + 10x2y3 + 5xy4 + y5 (x – 2)4 = 1 . x4 . 20 – 4 . x3 . 21 + + 6 . x2 . 22 – 4x123 + 1 . x024, assim (x – 2)4 = x4 – 8x3 + 24x2 – 32x + 16 � (2x + 1)6 = 1 . (2x)6 . 10 + 6 . (2x)5 . 11 + + 15 . (2x)4 . 12 + 20 . (2x)3 . 13 + + 15 . (2x)2 . 14 + 6 . (2x)1 . 15 + 1 . (2x)0 . 16 (2x + 1)6 = 64x6 + 192x5 + 240x4 + 160x3 + + 60x2 + 12x + 1 � (2x – 3y)4 = 1(2x)4 (– 3y)0 + + 4 (2x)3 (– 3y)1 + 6(2x)2 (– 3y)2 + + 4 (2x)1 (– 3y)3 + 1(2x)0 (– 3y)4 = = 16x4 – 96x3 y + 216x2y2 – 216xy3 + 81y4, assim (2x – 3y)4 = 16x4 – 96x3y + 216x2y2 – 216xy3 + 81y4 (x + 2)4 = 1 . x4 . 20 + 4 . x3 . 21 + + 6 . x2 . 22 + 4 . x1 . 23 + 1 . x0 . 24 = = x4 + 8x3 + 24x2 + 32x + 16 � (2x – 1)4 = 1 . (2x)4 . 10 – 4 . (2x)3 . 11 + + 6 . (2x)2 . 12 – 4 . (2x)1 . 13 + 1(2x)0 . 14 = = 16x4 – 32x3 + 24x2 – 8x + 1 � T3 + 1 = � � . x1 . 33 T4 = 4 . x . 27 T4 = 108x Resposta: E � T3 + 1 = � � . x3 . 31 T4 = 4 . x 3 . 3 T4 = 12x 3 Resposta: B � I) Tk + 1 = � � . (2x)4 – k . 5k II) Devemos ter 4 – k = 0 ⇔ k = 4 III) T4 + 1 = � � . (2x)4 – 4 . 54 T5 = 1 . (2x) 0 . 625 T5 = 625 Resposta: E 60 30 510 . 23 + 2 . � �3 –––––––––––––––––– 6� �3 100 ––––– 20 10 . 8 + 2 . 10 ––––––––––––– 20 �42�� 3 2�� 2 2� � 18 + 1 2 + 1�� 18 2� 19! –––––––––––– 3!(19 – 3)!� 19 3� 19 . 18 . 17 . 16! ––––––––––––––––– 3 . 2 . 1 . 16! 19 . 18 . 17 ––––––––––––– 3 . 2 . 1 60 31 61 31 11 0 11 1 11 2 11 11 10 3 5 3 5 3 3 3 1 1 3 0 4 1 5 2 10 7 11 7 4 3 10�� �+� �+� �+� ��+2�� �+� �+� �� –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– � �+� �+� �+� � 3 0 3 1 3 2 3 3 2 2 3 2 4 2 2 0 3 1 4 2 5 3 4 3 4 k 4 4 19! ––––––– 3!16! C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 142 143MATEMÁTICA Módulo 23 – Binômio de Newton – Desenvolvimento de (x + y)n � T6 = T5 + 1 = . x 15 – 5 y5 = = x10y5 = 3003x10y5 Resposta: 3003x10y5 � (x – y)12 = [(– y) + x]12 T10 = T9 + 1 = � � . (– y)12 – 9x9 = = – � � y3x9 = – 220y3x9 Resposta: – 220y3x9 � Para expoentes decrescentes de x temos: Tk + 1 = . x 12 – k . (x–2)k = = . x12 – k . x–2 k = . x12 – 3k Se o termo é independente de x, então 12 – 3k = 0 ⇔ k = 4. Portanto: Tk + 1 = T4 + 1 = x 0 = = 495 Resposta: 495 � Para expoentes decrescentes de x: Tk + 1 = (– 1) k . . (x3)15 – k (x –2)k = = (– 1)k . x45 – 3k . x – 2k = = (– 1)k . . x45 – 5k Se o termo é de grau 15, então 45 – 5k = 15 ⇔ k = 6 Para k = 6, temos: T6 + 1 = (– 1) 6 . . x45 – 5 . 6 ⇔ ⇔ T7 = . x15 = 5005x15 Resposta: 5005x15 � p = xkyn – k e n = 6, k = 2, x = y = Logo, resulta p = 2 . 4 = = . . = 15 . = Resposta: D � No desenvolvimento de (3x + 2y)5, a soma S dos coeficientes é obtida fazendo x = y = 1, então: S = (3 . 1 + 2 . 1)5 = (3 + 2)5 = 55 = 3125 Resposta: 3125 No desenvolvimento de + 10 , a soma S dos coeficientes é obtida fazendo x = 1, então: S = + 10 = + 10 = 210 = 1024 Resposta: A No desenvolvimento de (3x – 2y)n, a soma S dos coe fi - cientes é obtida fazendo x = y = 1, então: S = (3 . 1 – 2 . 1)n = (3 – 2)n = 1n = 1 Resposta: A Módulo 24 – Análise combinatória – Princípio da contagem e arranjos � A7,3 = = = = 7 . 6 . 5 = 210 � ⇒ A5,3 = = = = = 5 . 4 . 3 = 60 � I) Existem 4 maneiras para escolher o algarismo das unidades (2, 4, 6 ou 8). II) Escolhido o algarismo das unidades, exis tem A5,3 = 5 . 4 . 3 = 60 maneiras para escolher os outros 3 algarismos. III) Assim, o número total de números pares, de quatro algarismos distintos, que podem ser formados com os algaris mos dados é 4 x 60 = 240 Resposta: D �155� �155� 12 9 � 12 k� �12k� 12 k� 15 k 15 k 15 k �nk� 1–––2 �1–––2��1–––2�� 6 2� 1 –––– 16 1 ––– 4 6! ––––– 2!.4! 15 –––– 64 1 ––––64 �3x 3 ––– 2 x2 ––– 2� �3 . 1 3 –––––– 2 12 ––– 2� � 3 ––– 2 1 ––– 2� 12 9 7! ––– 4! 7! ––––––– (7 – 3)! 7 . 6 . 5 . 4! –––––––––––– 4! 3 � � 124 � � 12 4 � � � � � � � � 156 � � 156 � 5! –––– 2! 5! –––––––– (5 – 3)! 5 . 4 . 3 . 2! ––––––––––––– 2! C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 143 144 MATEMÁTICA � De acordo com o enunciado, temos as seguintes varia - ções que podem ser obtidas para a paisagem: Elas totalizam sete. Resposta: B � Como há duas possibilidades para a resposta de cada questão, pelo Princípio Fundamental da Contagem, o número de ma neiras distintas de responder as 5 ques - tões é 2 . 2 . 2 . 2 . 2 = 25 = 32 Resposta: C � Existem 6 maneiras de os dois amigos sentarem juntos (ab, ba, bc, cb, cd, dc). Para cada uma das seis pos - sibilidades exis tem duas formas de os outros se acomo - darem. Assim sendo, o total de possibilidades é 6 . 2 = 12 Resposta: D A primeira casa pode ser pintada por qual quer uma das 4 cores. Cada uma das demais casas pode ser pintada com uma das 3 cores restantes, pois deve ser dife rente da casa anterior. Assim, dispondo de 4 cores, pelo Prin cípio Fundamental da Contagem, o núme ro de possibilidades de efetuar a pintura é 4 . 3 . 3 . 3 . 3 = 324 Resposta: 324 Senhas do tipo % p k A α 3571 A quantidade de senhas do tipo % p k A α 3571 é 4 . 12 . 11 . 10 . 3 . 10 . 9 . 8 . 7 A quantidade de senhas do tipo a V k > 2578% é a mesma. O total de senhas é: 2 . 4 . 12 . 11 . 10 . 3 . 10 . 9 . 8 . 7 = = 122 . 11 . 102 . 9 . 8 . 7 . 2 Resposta: B � Se os círculos e forem pintados com a mes ma cor, o número de possibi lidades é 3 . 1 . 2 . 2 = 12. Se os círuclos B e D forem pintados com cores diferentes, o número de possibili dades é 3 . 2. 1 . 1 = 6 O número total é 12 + 6 = 18. Resposta: C � São 5 cores disponíveis; azul, amarelo, verde, branco e rosa. 1) Se duas das três folhas tiverem a mesma cor e a ter - ceira tiver uma cor diferente, existem 5x4 = 20 formas de escolhê-las. 2) Se as três folhas tiverem a mesma cor, existem 5 formas de escolhê-las. 3) Desta forma, existem 20 + 5 = 25 formas de esco lher estas folhas, sendo pelo menos 2 delas de uma mesma cor. Resposta: E Módulo 25 – Permutações � A palavra VESTIBULAR tem 10 letras, assim, o número de anagramas é P10 = 10! = 10 . 9 . 8 . 7 . 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 3 628 800 Resposta: 3628800 � Os 6 anagramas da palavra PAI são: PAI, PIA, AIP, API, IAP, IPA � P7 = 7! = 7 . 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 5040 � Dos 6 vagões do trem, um deles é o restau rante, assim, após a locomotiva deve ser colocado um dos outros 5 vagões. Para as demais posições não há restrições, logo, pode-se permutar os 4 vagões restantes com o restaurante. Portanto, o número de maneiras de montar a composição é 5 . P5 = 5 . 5! = 5 . 120 = 600 Resposta: D � a) As etapas são do tipo , num total de P3 = 3! = 3 . 2 . 1 = 6 b) Se A e B devem ficar juntas, podem ser consideradas como uma única etapa que será permutada com as outras três (C, D e E), totalizando P4 = 4! = 4 . 3 . 2 . 1 = 24 maneiras. Para A e B juntas, em qualquer ordem, existem P2 = 2! = 2 . 1 = 2 maneiras. Assim, o número total de sequências é P4 . P2 = 24 . 2 = 48 Respostas: a) 6 b) 48 � Existem 3 formas de escolher o banco em que a família Souza irá sentar e P3 formas de posicioná-la nesse banco. Existem 2 formas de escolher, entre os bancos que so - braram, aquele em que o casal Lúcia e Mauro senta. Para cada um desses bancos existem duas formas de posicionar o casal (à esquerda ou à direita do banco, por exemplo) e, para cada uma dessas formas, P2 maneiras de o casal trocar de lugar entre si. Existem P4 formas de posicionar as quatro outras pessoas. Fundo Casa Palmeira azul verde cinza azul verde verde azul amarela cinza azul amarela verde cinza azul verde cinza verde verde cinza amarela verde DB A B C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 144 145MATEMÁTICA Assim, no total, temos: 3 . P3 . 2 . 2 . P2 . P4 = 12 . 3! . 2! . 4! = 3456 maneiras distintas de dispor os passageiros no lotação. Resposta: E a) O número total de permutações da palavra economia é P8 2. b) O número de permutações que come çam com O é P7. O número das que terminam em O também é P7. c) O número de permutações que começam e terminam com O é P6. d) O número de permutações pedidas é P8 2 – 2 . P7 + P6 = 10800 Resposta: E Se as permutações das letras da palavra PROVA forem listadas em ordem alfa bética, então teremos: P4 = 24 que começam por A P4 = 24 que começam por O P4 = 24 que começam por P A 73a. palavra nessa lista é a primeira permutação que começa por R. Ela é RAOPV. Resposta: E � Seja A = {1, 2, 3, 4, 5, 6} a) A quantidade total de números de seis algarismos distintos que podem ser formados permutando-se os algaris mos de A é P6 = 6! = 720. Os números do item anterior, que começam com o algarismo 1 são os que se obtém permutando-se os algarismos {2;3;4;5;6} e, portanto, a quantidade total é P5 = 5! = 120. b) I) A quantidade de números de 5 al garismos do item anterior, cujo primeiro algarismo é 1 ou 2 ou 3 ou 4, é 4 . 120 = 480. II) Esses 480 números são todos menores que o número 512346. III) O menor número de 6 algarismos do item (a) que começa com o algarismo 5 é o próprio 512346. IV) Escrevendo-se os números do item (a) em ordem crescente, a posição ocupa da pelo número 512346 é a 481a.. V) Existem 240 números cujo primeiro algarismo é 1 ou 2. VI) Os dois menores números cujo primeiro algarismo é 3 são 312456 e 312465. VII) Escrevendo-se todos os números de 6 algarismos do item (a) em ordem crescente, o número que ocupa a 242a. posição é 312465. Respostas: a) 720; 120 b) 481.a; 312465 � A letra que ocupará a 2 .a posição poderá ser escolhida de 5 formas diferentes. O algarismo que ocupará a 6 .a posição pode ser escolhido de 3 formas diferentes. Os outros seis elementos permutam de todas as formas possíveis. Assim, o número total de senhas é 5 . 3 . P6 = 5 . 3 . 6! = 10 800 Resposta: B Módulo 26 – Combinações Simples � Cn,2 = = 78 ⇔ ⇔ = 78 ⇔ ⇔ n(n – 1) = 156 ⇔ n2 – n – 156 = 0 ⇔ ⇔ n = ⇔ n = 13 ou n = –12 ⇔ ⇔ n = 13, pois n � � Resposta: D � A partir do enunciado, conclui-se que o número total de caracteres que podem ser representados no sistema Braile é: C6,1 + C6,2 + C6,3 + C6,4 + C6,5 + C6,6 = 2 6 – 1 = 63 Obs.: Note que nos 63 caracteres possíveis de serem obtidos está incluído aquele em que os seis pontos estão “em destaque”. Neste caso não existe pelo menos 1 que se destaque dos demais; todos, porém, destacam-se em relação ao plano do papel. Resposta: D � Na primeira fase, foram realizados 4 . C5,2 = 4 . 10 = 40 jogos; na segunda fase, 4 jogos; na terceira fase, 2 jogos e na final, 1 jogo. O total de jogos é 40 + 4 + 2 + 1 = 47 Resposta: E � Do total de comissões possíveis, devemos excluir aquelas em que aparecem Andréia e Manoel (C6;3), Andréia e Alberto (C6;3) e Andréia, Manoel e Alberto (C6;2). Dessa forma, o número de comissões possíveis é: C9,5 – 2 . C6,3 – C6,2 = = – 2 . – = 126 – 40 – 15 = 71 Resposta: A 1 n! –––––––– 2! (n – 2)! n . (n – 1) . (n – 2)! –––––––––––––––––– 2 . (n – 2)! 1 ± 25 –––––– 2 6.5 ––––– 2.1 6.5.4 ––––––– 3.2.1 9.8.7.6 ––––––– 4.3.2.1 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 145 146 MATEMÁTICA � Existem 3 possibilidades: I) A comissão é formada por 1 especia lista e 2 outros profissionais. Assim, tem-se: C3,1 . C9,2 = 3 . 36 = 108 II) A comissão é formada por 2 especia listas e 1 outro profissional. Assim, tem-se: C3,2 . C9,1 = 3 . 9 = 27 III) A comissão é formada por 3 especia listas. Assim, tem-se: C3,3 = 1 O total de comissões possíveis de se formar é: 108 + 27 + 1 = 136 Resposta: D Questões � a : Consideremos 7 pontos sobre a reta r e 4 pontos sobre a reta s. � I) O número de maneiras de escolher 2 pontos distintos entre os 11 dis po níveis é C11,2 = = = = 55 II) As combinações possíveis de 2 pontos da reta r são C7,2 = = = = = 21, porém, determinamapenas um reta, que é a reta r. III) As combinações possíveis de 2 pontos da reta s são C4,2 = = = = 6, porém, determinam apenas uma reta, que é a reta s. Assim, o número total de retas é 55 – 21 – 6 + 1 + 1 = 30 Pode-se pensar em escolher um ponto de cada reta, assim, teremos um número de retas dado por 7 . 4 = 28. A esse número, devemos acrescentar as retas r e s totalizando, portanto, 28 + 1 + 1 = 30. Resposta: 30 I) O número de maneiras de escolher 3 pontos distintos entre os 11 dis poníveis é C11,3 = = = = 165 II) As combinações possíveis de 3 pon tos da reta r são C7,3 = = = = 35 e não determinam triângulos. III) As combinações possíveis de 3 pon tos da reta s são C4,3 = = = 4 e não determinam triângulos. Assim, o número total e triângulos é 165 – 35 – 4 = 126 Pode-se pensar em escolher 2 pontos da reta r e 1 ponto da reta s ou 1 ponto da reta r e 2 pontos da reta s. Assim, o número de triângulos é dado por C7,2 . C4,1 + C7,1 . C4,2 = = . + . = = 21 . 4 + 7 . 6 = 84 + 42 = 126 Resposta: 126 Para formar quadriláteros convexos devemos escolher 2 pontos de cada reta. Assim, o total de quadriláteros é dado por C7,2 . C4,2 = . = 21 . 6 = 126 Resposta: 126 � O número de maneiras de se escolher 2 jogadores dentre os 8 possíveis é: C8;2 = = = 28 Resposta: E � O número de triângulos distantes que podem ser formados é C12,3 – 2 . C4,3 pois os pontos A, B, C e D são alinhados o mesmo acontecendo com M, N, P e Q. Assim: C12,3 – 2 . C4,3 = – 2 . = = – 2 . 4 = 220 – 8 = 212 Resposta: D 11! ––––––– 2! . 9! 11� �2 11 . 10 –––––––– 2 . 1 7! ––––––– 2! . 5! 7� �2 7 . 6 –––––– 2 . 1 4! ––––––– 2! . 2! 4� �2 4 . 3 –––––– 2 . 1 11! ––––––– 3! . 8! 11� �3 11 . 10 . 9 –––––––––– 3 . 2 . 1 7! ––––––– 3! . 4! 7� �3 7 . 6 . 5 ––––––– 3 . 2 . 1 4! ––––––– 3! . 1! 4� �3 4� �2 7� �1 4� �1 7� �2 4� �2 7� �2 8! ––––– 2! 6! 8! ––––––––– 2! (8 – 2)! A B P QM N C D 4! ––––– 3! 1! 12! ––––– 3! 9! 12 . 11 . 10 –––––––––––– 6 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 146 147MATEMÁTICA 1) O rótulo A pode ser disposto de 3 maneiras distintas. 2) Os rótulos B e C podem ser dispostos de C4,2 . 2! maneiras distintas. 3) O número de maneiras distintas de esses tubos serem colocados nesse suporte é 3 . C4,2 . 2! = 3 . 6 . 2 = 36 Resposta: C � C6,3 . C8,3 = . = 20 . 56 = 1120 Resposta: D Módulo 27 – Arranjos, Permutações e combinações: exercícios � a) Se P e S forem coloridos com cores dis tin tas, existem 4 maneiras de escolher a cor de P, 3 maneiras de escolher a cor de S, 2 maneiras de escolher a cor de Q e 2 maneiras de escolher a cor de R, portanto, 4 . 3 . 2 . 2 = 48 maneiras de colorir o mapa. b) Se P e S forem coloridos com a mesma cor, existem 4 maneiras de escolher a cor de P e de S, 3 maneiras de escolher a cor de Q e 3 maneiras de escolher a cor de R, portanto, 4 . 3 . 3 = 36 maneiras de colorir o mapa. Resposta: a) 48 b) 36 � Para cada um dos 4 que podem ocupar a posição do motorista, per mutamos entre si as demais 8 pessoas. Resulta, portanto, 4 . P8 = 4 . 8! = 161 280 Resposta: D � C5,3 . C4,2 . C4,3 = 10 . 6 . 4 = 240 Resposta: C � I) Existem P10 = 10! = 10 . 9 . 8 . 7 . 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = = 3 628 800 sequências possíveis dessas músicas. Como cada sequên cia será tocada num dia, serão necessários 3 628 800 dias. II) 3 628 800 dias: 365 dias � 9942 anos. III) 9942 anos: 100 anos = 99,42 séculos � 100 séculos. Resposta: E � . . . . = = . . . . = Resposta: A � = = 10 Resposta: A Para que a área de um dos triângulos seja maior que 2 cm2, seus 3 vértices não po dem pertencer a uma mesma face do cubo. Resulta, então C8,3 – 6 . C4,3 = 56 – 6 . 4 = 32 Resposta: A 2P6 = 2 . 6! Resposta: E Aula 28 – Arranjos completos e combinações completas � A6,3 = 6 . 5 . 4 = 120 Resposta: B � A*6,3 = 63 = 6 . 6 . 6 = 216 Resposta: C � A*6,3 – A6,3 = 63 – 6 . 5 . 4 = 216 – 120 = 96 Resposta: C � Supondo que os quatro dígitos sejam escolhidos entre os 10 algarismos do sistema decimal de numeração, o número de placas possíveis é: 26 . 26 . 26 . 10 . 10 . 10 . 10 = 175760000 Resposta: E � P 6 (3A,2R) = = = 60 Resposta: 60 � I) Para ir de A até B, um caminho pos sível mostrado na figura é NLNLLL. O número de caminhos diferentes para esse trecho é P 6 (2N,4L) = = = 15 II) Para ir de B até C, um caminho possível mostrado na figura é LNNLN. O número de caminhos diferentes para esse trecho é P 5 (2L,3N) = = = 10 Assim, o número de caminhos di ferentes para ir de A até C, passando por B, é 15 . 10 = 150 Resposta: 150 8! ––––– 5!3! 6! ––––– 3!3! escolha dos dois núme ros seguintes ↓ escolha dos dois pri mei ros nú meros ↓ 2� �2 4� �2 6� �2 8� �2 10� �2 10!––– 25 2!–––– 2!0! 4!–––– 2!2! 6!–––– 4!2! 8!–––– 6!2! 10!–––– 8!2! 20–––– 2 C6,3––––– 2 6 . 5 . 4 –––––––– 2 . 1 6! ––––––– 3! . 2! 6 . 5 ––––– 2 . 1 6! –––––– 2! . 4! B S S B S S S S 5 . 4 –––––– 2 . 1 5! ––––––– 2! . 3! C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10 Página 147 148 MATEMÁTICA Encontrar as soluções inteiras e não nega tivas da equação x + y + z + w = 5 consiste em distribuir 5 unidades nos quadros abaixo: + + + = 5 Observe alguns exemplos: � � + � + + � � ⇒ solução (2; 1; 0; 2) � + + + � � � � ⇒ solução (1; 0; 0; 4) Assim, o número de soluções diferentes é dado por P 8 (5�, 3+) = = = 56 Resposta: E a) Sendo (5 + x), (5 + y) e (5 + z) a quantidade de bolas que cada uma recebeu, tem-se (5 + x) + (5 + y) + (5 + z) = 20 ⇔ x + y + z = 5. Assim, o número de maneiras pos síveis de distribuir 20 bolas iguais en tre as 3 crianças, de modo que cada uma delas receba pelo menos 5 bolas é igual ao nú - mero de soluções naturais da equação x + y + z = 5. Observando que 5 = 1 + 1 + 1 + 1 + 1 algumas das soluções da equação são apresentadas na tabela abaixo: O número de soluções naturais da equa ção x + y + z = 5 é, portanto, igual ao número de maneiras de preencher as 5 primeiras colunas da tabela usando apenas x, y ou z que é C* 3,5 = C 3+5–1; 5 = C 7,5 = 21. b) Tendo uma delas recebido exatamente 9 bolas e “su - pondo” que cada um dos outros dois tenha recebido pelo me nos 5 bolas, as possibilidades de distribui ção das bolas é a seguinte: A probabilidade pedida, neste caso, é p = = . Observação Supondo que “essa distribuição seja aleatória” signifique “todas as ma neiras possíveis de distribuir 20 bolas entre 3 crianças”, temos: 1) O número total de maneiras pos síveis de distribuir as 20 bolas é C*3,20 = 231 2) Dessas 231 possibilidades o nú mero daqueles em que uma criança recebe exatamente 9 bolas é 33: conforme a tabela. Portanto a probabilidade, neste caso é = . Resposta: a) 21 b) � Com N representando um caracter nu mérico e L representando uma letra, as novas placas terão tipos como os exemplos seguintes: Ao todo são P6 4;2 = = 15 formatos diferentes Resposta: D � Pintam-se 4 carrinhos, um de cada cor. O total de maneiras distintas de pintar os 6 carrinhos que so - braram com as quatro cores à disposição é dado por C*4,6 = C4+6–1,6 = C9,6 = C9,3 Resposta: B De acordo com o enunciado, a quan tidade de caixas diferentes que podem ser compostas com oito bolas é dado por: C*3, 8 = C * 3+8–1, 8 = C10, 8 = = 45 Resposta: D 8 . 7 . 6–––––––– 3 . 2 . 1 8!––––––– 5! . 3! 1 1 1 1 1 solução x x x y z x = 3, y = 1 e z = 1 x y y y z x = 1, y = 3 e z = 1 x x x y y x = 3, y = 2 e z = 0 1a. 2a. 3a. 9 5 6 9 6 5 5 9 6 6 9 5 5 6 9 6 5 9 2 ––– 7 6 ––– 21 33––––– 231 1–– 7 2 –– 7 14243 podem permutar L N L L L L N N L L L L N L N L L N N N N fixo e numérico 6! ––––– 4! 2! 10! –––––– 8! . 2! 9, 0, 11 9, 11, 0 0, 9, 11 11, 9, 0 0, 11, 9 11, 0, 9 9, 1, 10 9, 10, 1 1, 9, 10 10, 9, 1 1, 10, 9 10, 1, 9 9, 2, 9 9, 9, 2 2, 9, 9 9, 3, 8 9, 8, 3 3, 9, 8 8, 9, 3 3, 8, 9 8, 3, 9 9, 4, 7 9, 7, 4 4, 9, 7 7, 9, 4 4, 7, 9 7, 4, 9 9, 5, 6 9, 6, 5 5, 9, 6 6, 9, 5 5, 6, 9 6, 5, 9 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:10Página 148 149MATEMÁTICA � O número de senhas de acordo com a opção pode ser representado na tabela abaixo. Como o número de senhas distintas precisa estar entre 1 e 2 milhões, a opção que mais se adequa é a V. Resposta: E Módulo 29 – Probabilidade: definição � a) Na experiência de jogar o dado e ler a face voltada para cima, o espaço amos tral é o conjunto S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} e, portanto, n(S) = 6. b) O evento “número 2” é o conjunto A = {2} e, portanto, n(A) = 1. c) A probabilidade de obter o número 2 é , pois P(A) = = Resposta: � a) Na experiência de jogar um dado e ler a face voltada para cima, o espaço amos tral é o conjunto S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} e, portanto, n(S) = 6. b) O evento “número maior que 4” é o con junto A = {5, 6} e, portanto, n(A) = 2. c) A probabilidade de obter um número maior do que 4 é , pois P(A) = = = Resposta: � a) Na experiência de retirar duas bolas da urna, o espaço amos tral é S = {(1 e 2), (1 e 3), (1 e 4), (2 e 3), (2 e 4), (3 e 4)} e o número de ele mentos do espaço amostral é n(S) = C4,2 = 6. b) O evento “soma par” é o conjunto A = {(1 e 3), (2 e 4)} e, portanto, n(A) = 2. c) A probabilidade de obter-se “soma par” é , pois P(A) = = = Resposta: � A área de alcance de pelo menos uma das emissoras é = 157 km2. A probabilidade de um morador en con trar-se na área de al can ce de pelo menos uma das emissoras é = 25%. Resposta: B � Dos 200 homens, 110 não são solteiros e a probabi lidade pedida é, portanto = 0,55 = 55% Resposta: C � Das 90 empadinhas, 60 são mais apimen tadas, assim, a probabilidade pedida é = . Resposta: D I) O número total de anagramas da palavra HOSPITAL é P8 = 8! II) O número de anagramas de palavra HOSPITAL que começam e termi nam em consoante é 5 . 4 . P6 = 20 . P6 = 20 . 6! III) A probabilidade pedida é = = = Resposta: A Dos 16 resultados possíveis e igualmente prováveis, em exatamente 12 deles a soma é pelo menos 55. A probabilidade é, pois, = . Resposta: C � Como as bolinhas da urna II são numera das apenas com números ímpares, para que o produto seja par, o número da urna I deverá ser, obrigatoriamente, par, inde pen - dente do número sorteado na urna II. A probabilidade disso ocorrer é = 0,60 Resposta: D Opção Formato n.° de senhas I LDDDDD 26 . 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = = 26 . 105 = 2,6 . 106 II DDDDDD 10 . 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = 106 III LLDDDD 26 . 26 . 10 . 10 . 10 . 10 = = 262 . 104 = 6,76 . 106 IV DDDDD 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = 105 V LLLDD 26 . 26 . 26 . 10 . 10 = = 263 . 102 = 1,7576 . 106 1 –– 6 n(A) ––––– n(S) 1 –– 6 1–– 6 1–– 3 1––– 3 2––– 6 n(A)––––– n(S) 1––– 3 1–– 3 1 ––– 3 2 ––– 6 n(A) ––––– n(S) 1 ––– 3 π 102 ––––––– 2 157 –––– 628 110 ––––– 200 2 ––– 3 60 –––– 90 5 ––– 14 20 –––– 8 . 7 20 . 6! ––––––– 8 . 7 . 6! 20 . 6! –––––– 8! 3 ––– 4 12 ––– 16 5 20 50 50 5 10 25 55 55 20 25 40 70 70 50 55 70 100 100 50 55 70 100 100 3 ––– 5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 149 150 MATEMÁTICA � Se inicialmente a probabilidade de se re ti rar uma bola vermelha é o dobro da probabilidade de se retirar uma bola ama rela, o número inicial de bolas vermelhas é o dobro do número inicial de bolas amarelas. Sendo x o número inicial de bolas ama relas, 2x o número inicial de bolas ver melhas e y o número inicial de bolas bran cas, tem-se: 1) Retirando quatro bolas amarelas, a probabilidade de sair vermelha é P(Ve) = = ⇔ x = y – 4 (I) 2) Retirando doze bolas vermelhas, a probabilidade de sair branca é P(Br) = = ⇔ y = 3x – 12 (II) De (I) e (II) resulta y = 3(y – 4) – 12 ⇔ y = 3y – 24 ⇔ y = 12 Resposta: C Módulo 30 – União de eventos � a) Na experiência de retirar uma carta de um baralho comum de 52 cartas, o espaço amostral S é o conjunto de todas as cartas e, portanto, n(S) = 52. b) Se A1 for o evento “dama” e A2 o even to “carta de copas”, então n(A1) = 4 e n(A2) = 13 c) Os eventos A1 e A2 são mutua men te exclusivos, pois A1 � A2 = Ø. d) Se A1 e A2 são mutuamente ex clusi vos, então P(A1 � A2) = P(A1) + P(A2) = + = = Resposta: � a) S é o conjunto de todas as cartas e, por tan to, n(S) = 52. b) Se A1 for o evento “dama” e A2 o even to “rei”, então n(A1) = 4 e n(A2) = 4. c) Os eventos A1 e A2 são mutua men te exclusivos, pois A1 � A2 = Ø. d) Se A1 e A2 são mutuamente exclu si vos, então P(A1 � A2) = P(A1) + P(A2) = + = = Resposta: � No lançamento de dois dados de 6 faces, numeradas de 1 a 6, são 36 casos possíveis. Considerando os eventos A (soma 5) e B (soma 6), a probabilidade pedida é: P(A � B) = P(A) + P(B) = + = = � No lançamento de dois dados de 6 faces, numeradas de 1 a 6, são 36 casos possíveis. Considerando os eventos A (dois números pares) e B (dois números ímpares), a proba - bilidade pedida é: P(A � B) = P(A) + P(B) = + = = � No lançamento de dois dados de 6 faces, numeradas de 1 a 6, são 36 casos pos síveis. Considerando os eventos A (dois números ímpares) e B (dois números iguais), a proba - bilidade pedida é: P(A � B) = P(A) + P(B) – P(A � B) = = + – = = � P(soma 7 ou soma 9) = + = = Resposta: D I) P(números ímpares) = II) P(soma maior que 7) = III) P(ímpares e soma maior que 7) = IV) P(ímpares ou soma maior que 7) = = + – = = Resposta: E Sendo Ω, o conjunto espaço amostral, te mos: n(Ω) = 500 A: O número sorteado é formado por 3 al garismos; A = {100, 101, 102, …, 499, 500}, n(A) = 401 e p(A) = . B: o número sorteado é múltiplo de 10; B = {10, 20, …, 500}. Para encontrarmos n(B) recorremos à fórmula do termo geral da P.A., em que a1 = 10, an = 500 e r = 10. Temos: an = a1 + (n – 1)r ⇒ 500 = 10 + (n – 1)10 ⇒ n = 50 Dessa forma, p(B) = . A � B: o número tem 3 algarismos e é múl ti plo de 10; A � B = {100, 110, …, 500}. De an = a1 + (n – 1)r, temos: 500 = 100 + (n – 1)10 ⇒ n = 41 e p(a � B) = Por fim, p(A . B) = + – = = 82% Resposta: D 1 –– 2 2x ––––––––––––––– (x – 4) + 2x + y 1 –– 2 y ––––––––––––––– x + (2x – 12) + y 2––– 13 8––– 52 4––– 52 4––– 52 2––– 13 2––– 13 8––– 52 4––– 52 4––– 52 2––– 13 1 –– 4 9––– 36 5––– 36 4––– 36 1–– 2 18––– 36 9––– 36 9––– 36 1 –– 3 12 ––– 36 3 ––– 36 6 ––– 36 9––– 36 5 ––– 18 10 ––– 36 4 ––– 36 6 ––– 36 9 ––– 36 15 ––– 36 3 –– 36 7 ––– 12 21 ––– 36 3 ––– 36 15 ––– 36 9 ––– 36 401 –––– 500 50 –––– 500 41 –––– 500 41 –––– 500 50 –––– 500 401 –––– 500 41 ––– 50 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 150 151MATEMÁTICA � Temos n(S) = 1000, n(A) = 400, n(B) = 300 e n(A � B) = 200. Logo, P(A) = = , P(B) = = e P(A � B) = = . Portanto, P(A � B) = P(A) + P(B) – P(A � B) = = + – = + = ⇒ ⇒ P(A � B) = = 50%. � Sejam A1, A2, A3, A4 as bolas amarelas, B1, B2 as brancas e V1, V2, V3 as vermelhas. Temos: S = {A1, A2, A3, A4, V1, V2, V3, B1, B2}, n(S) = 9 A: retirada de bola amarela ⇒ A = {A1, A2, A3, A4}, n(A) = 4 B: retirada de bola branca ⇒ B = {B1, B2}, n(B) = 2 P(A) = ⇒ P(A) = � 44,4% P(B) = ⇒ P(B) = � 22,2% Como A � B = Ø, A e B são eventos mu tua mente exclusivos; logo: P(A � B) = P(A) + P(B) = + = ⇒ ⇒ P(A � B) = � 67,0% I) O número de bolas na urna é 100, nu me radas de 1 a 100. II) As bolas cujo número é um qua drado perfeito são 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81 e 100, num total de 10 bolas. III) As bolas cujo número é um cubo perfeito são 1, 8, 27 e 64, num total de 4 bolas. IV) Observando que as bolas com nú mero 1 e número 64 foram contadas duas vezes, a probabilidade pedida é = = 0,12 Resposta: C Módulo 31 – Intersecção de eventos � Sendo A o evento “carta de copas” e B o evento “dama”, temos: n(A) = 13, n(B) = 4 e n(A � B) = 1. Assim: P(B/A) = = Resposta: � Sendo A o evento “carta de copas” e B o evento “dama”, temos: n(A) = 13, n(B) = 4, n(A � B) = 1 e n(S) = 52. Assim sendo: Primeiro Processo ⇒ ⇒ P(A/B) = P(A) ⇔ A e B são indepen dentes Segundo Processo ⇒ ⇒ P(A / B) = P(A) . P(B) ⇔ A e B são independentes Resposta: Os eventos “dama” e “carta de copas” são in - depen dentes.� Sendo ND o evento “número 2” e NP o evento “número par”, temos: n(ND) = 1, n(NP) = 3 e n(ND � NP) = 1 Assim sendo: P(ND/NP) = = Resposta: � Se apenas um deve acertar o alvo, então po dem ocorrer os seguintes eventos: (A) “A” acerta e “B” erra; ou (B) “A” erra e “B” acerta. Assim, temos: P (A � B) = P (A) + P (B) P (A � B) = 40% . 70% + 60% . 30% P (A � B) = 0,40 . 0,70 + 0,60 . 0,30 P (A � B) = 0,28 + 0,18 P (A � B) = 0,46 P (A � B) = 46% Resposta: C � Se o piloto deve subir ao pódio, então po dem ocorrer os seguintes eventos: (A) chover durante a prova e ele subir ao pódio ou (B) não chover durante a prova e ele subir ao pódio Assim, temos: P (A � B) = P (A) + P (B) P (A � B) = 75% . 60% + 25% . 20% P (A � B) = 0,75 . 0,60 + 0,25 . 0,20 P (A � B) = 0,45 + 0,05 P (A � B) = 0,50 P (A � B) = 50% 2 –– 5 400 ––––– 1000 3 ––– 10 300 ––––– 1000 1 –– 5 200 ––––– 1000 5 ––– 10 3 ––– 10 1 –– 5 1 –– 5 3 ––– 10 2 –– 5 1 –– 2 4 ––– 9 n(A) ––––– n(S) 2 ––– 9 n(B) ––––– n(S) 6 ––– 9 2 ––– 9 4 ––– 9 2 ––– 3 12 ––––– 100 10 + 4 – 2 –––––––––– 100 1 ––– 13 n(A � B) ––––––––– n(A) 1 ––– 13 13 1 P(A) = –––– = ––– 52 4 n(A . B) 1 P(A/B) = ––––––––– = ––– n(B) 4 13 1 P(A) = –––– = ––– 52 4 4 1 P(B) = –––– = –––– 52 13 1 P(A � B) = –––– 52 1––– 3 n(ND � NP)––––––––––– n(NP) 1–– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 151 152 MATEMÁTICA � Representando por PA o evento “pri meira bola azul”, SA o evento “segunda bola azul”, PV o evento “primeira bola verde” etc., temos: P(PV � SV) = P(PV) . P(SV/PV) = . = Resposta: A Se a cada 1 minuto e 40 segundos (100 se gundos) a luz verde fica acesa 25 se gun dos, a probabilidade de o mo - torista en con trar a luz verde, ao passar pelo semáforo, é = A probabilidade de encontrar a luz verde acesa nas duas vezes em que passar é . = Resposta: B Das (50 + 150) = 200 pessoas internadas com pro blemas respiratórios causados por queimadas, 150 delas são crianças. A probabilidade de ser criança é, portanto, = 0,75. Essa probabilidade sugere, entre outras medidas, “a ne - cessidade de que, em áreas atingidas pelos efeitos das queimadas, o atendimento hospitalar no setor de pe diatria seja reforçado”. Resposta: E � O peão chegará à casa que contém a bom ba nos seguintes 3 casos possíveis: 1) Se os números encontrados nos dois dados forem 1;5 ou 2;4 ou 4;2 ou 5;1 e a probabilidade disso acontecer é . 2) Se os números encontrados no pri meiro lança mento forem 1;1 e neste caso, ao jogar novamente os dados, devem-se obter 1;3 ou 2;2 ou 3;1. A probabilidade disso acontecer é . = 3) Se forem encontrados no primeiro lan çamento os números 2;2 e ao jogar novamente os dois dados, deve-se obter 1;1. A probabilidade é: . = A probabilidade pedida é, pois, + + = = = Resposta: A � Dos 36 trabalhos, 21 são de alunos do 1o. ano e 15 são de alunos do 2o. ano. A probabilidade dos dois trabalhos retira dos serem ambos do 1o. ano é . = A probabilidade dos dois trabalhos retira dos serem ambos do 2o. ano é . = A probabilidade dos dois trabalhos serem de alunos de um mesmo ano é: + = = = Resposta: A A partir do enunciado, temos o seguinte esquema: A probabilidade de eles serem de sexos di ferentes e pelo menos um deles ter cur so de especialização é 2 . . + 2 . . + + 2 . . = + + = = = = Resposta: E � 1) A probabilidade do homem estar vivo daqui a 50 anos é 20% e a proba bilidade de ter morrido é 80%. 2) A probabilidade da mulher estar viva daqui a 50 anos é 30% e a de ter morrido é 70%. 3) A probabilidade de os dois terem mor rido, daqui a 50 anos, é 80% . 70% = 56%. 4) A probabilidade de pelo menos um deles estar vivo, daqui a 50 anos, é 1 – 56% = 44%. Resposta: B � A probabilidade de o morador se atrasar quando chove é de 50% e, quando não chove, de 25%. A probabili dade de cho ver em um certo dia é de 30% e, portanto, de não chover, 70%. Logo, a proba bilidade desse morador se atrasar para o serviço é dada por 30% x 50% + 70% x 25% = 0,325. Resposta: C 1––– 15 2–– 9 3––– 10 1 ––– 4 25 ––––– 100 1 –––– 16 1 ––– 4 1 ––– 4 150 ––––– 200 4 ––– 36 3 ––––– 1296 3 ––– 36 1 ––– 36 1 ––––– 1296 1 ––– 36 1 ––– 36 1 ––––– 1296 3 ––––– 1296 4 ––– 36 37 ––––– 324 148 ––––– 1296 144 + 3 + 1 ––––––––––– 1296 1 –– 3 20 ––– 35 21 ––– 36 1 ––– 6 14 ––– 35 15 ––– 36 1 ––– 2 3 ––– 6 2 + 1 –––––– 6 1 ––– 6 1 ––– 3 8 ––– 24 4 ––– 25 1 ––– 24 12 ––– 25 8 ––– 25 32 –––– 300 1 ––– 25 8 ––– 24 12 ––– 25 7 ––– 15 140 –––– 300 12 + 32 + 96 ––––––––––––– 300 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 152 153MATEMÁTICA � 1) A probabilidade de sortear cada uma das cartas é 2) Assim, a probabilidade de escolher a alternativa correta tendo sorteado a carta: – zero é – um é – dois é – três é 1 3) Desta forma, a probabilidade de es colher a alternativa correta, tendo pedido a “ajuda das cartas” e agindo de forma aleatória é: P = . � + + + 1� = = . = � 0,52 = 52% Resposta: B � Sendo x a probabilidade de sair coroa e 2x a probabi lidade de sair cara, tem-se x + 2x = 1 ⇔ x = Assim, a probabilidade de sair cara é e a de sair coroa é Desta forma, a probabilidade de sair dois resultados iguais no lançamento desta moeda duas vezes é . + . = Resposta: B Módulo 32 – Lei binomial de probabilidade � P (B1 � B2 � B3 � B4) = . . . = Resposta: A � Indicando a probabilidade pedida por P (B1 � B2 � P3 � P4), temos: P (B1 � B2 � P3 � P4) = P (B1) . P (B2) . P (P3) . P (P4) = = . . . = 2 . 2 = Resposta: C � Representando a probabilidade pedida por P (P1 � P2 � B3 � B4), temos: P (P1 � P2 � B3 � B4) = P (P1) . P (P2) . P (B3) . P (B4) = = . . . = 2 . 2 = Resposta: C � Representando por P (B1 � P2 � B3 � P4), a probabilidade pedida, temos: P (B1 � P2 � B3 � P4) = P (B1) . P (P2) . P (B3) . P (P4) = = . . . = 2 . 2 = Resposta: C � A probabilidade P de se obter só duas bo las brancas é: P = C4,2 . 2 . 2 = 6 . = Resposta: D � Sendo A o evento “acertar o alvo” e A– o evento com - plementar, temos: a) P(A) = p = 0,2 b) P(A – ) = 1 – p = 1 – 0,2 = 0,8 c) A probabilidade pedida é C4,2 . (0,2) 2 . (0,8)4 – 2 = 0,1536 Resposta: C Admitindo-se que para esse casal a pro ba bilidade do filho ser do sexo masculino (ou feminino) é 50%, a proba - bilidade deles terem exata mente dois filhos homens e, claro, uma mulher é P = C3,2 . 50% . 50% . 50% = = 3 . 3 = = 0,375 = 37,5% Resposta: E Sejam b e p, a quantidade de bolas bran cas e pretas, respectivamente. Sorteando-se duas bolas a acaso, e com reposição da pri - meira, a probabilidade de sair uma bola preta em cada sorteio é , ou seja 2 = ⇒ = ⇒ p = 64 Como p + b = 100, tem-se b = 36 e p – b = 64 – 36 = 28 Resposta: B 1 ––– 4 1 ––– 4 1 ––– 3 1 ––– 2 1 –– 2 1 –– 3 1 –– 4 1 –– 4 25 ––– 48 25 ––– 12 1 –– 4 1 ––– 3 2 ––– 3 1 ––– 3 5 ––– 9 2 ––– 3 2 ––– 3 1 ––– 3 1 ––– 3 1 ––– 81 1 –– 3 4 –– 6 4 –– 6 2 –– 6 2 –– 6 4 –– 81 4�––�6 2�––�6 2 –– 6 2 –– 6 4 –– 6 4 –– 6 4 ––– 81 4�––�6 2�––�6 4 –– 6 2 –– 6 4 –– 6 2 –– 6 4 –– 81 4�––�6 2�––�6 24 ––– 81 4 –– 81 4�––�6 2�––�6 3 ––– 8 1�––�2 1 –– 3 1 –– 3 1 –– 3 256 –––– 625 16 –––– 25 p –––– 100 256 –––– 625 p�––––�100 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 153 154 MATEMÁTICA � Dos 10 semáforos, temos 1 verde e, con sequente mente, 9 vermelhos. A probabi lidade pode ser expressa por: Resposta: A FRENTE 2 Módulo 17 – Relações métricas no triângulo retângulo � I. Aplicando Pitágoras no ΔABC, te mos: a2 = 32 + 42 ⇔ a = 5 II. 42 = 5 . n ⇔ n = 3,2 III. 32 = 5 . m ⇔ m = 1,8 IV. h2 = 3,2 . 1,8 ⇔ h = 2,4 Resposta: a = 5; m = 1,8; n = 3,2; h = 2,4. � a) x2 = 52 + 122 = 169 ⇔ x = � 169 ⇔ x = 13 b) 122 = y . 24 ⇔ y = ⇔ y = 6 c) z2 = 16 . 25 ⇔ z = � 16 . 25 ⇔ z = 4 . 5 ⇔ z = 20 � I) Aplicando o Teorema de Pitágoras no triângulo retânguloHBA, tem-se: m2 + ( 2� 5 )2 = 52 ⇔ m2 = 25 – 20 ⇔ m = � 5 II) 52 = a . m ⇔ 52 = a . � 5 ⇔ a = 5� 5 III) a . h = b . 5 ⇔ 5� 5 . 2� 5 = 5 . b ⇔ ⇔ b = ⇔ b = 10 Resposta: AC = 10 � � 2 + � 2 = (5� 2)2 ⇔ 2� 2 = 25 . 2 ⇔ � 2 = 25 ⇒ � = 5 Perímetro: 4� = 4 . 5 = 20 cm � Por Pitágoras a2 + (1,50a)2 = (���52 )2 ⇔ ⇔ 3,25a2 = 52 ⇒ a2 = 16 ⇒ a = 4, pois a > 0 Desta forma, AB = 4 e AC = 1,50 . 4 = 6 Como AH . BC = AB . AC, tem-se: AH . ���52 = 4 . 6 ⇔ ⇔ AH = = = Resposta: C � h2 + 82 = 172 ⇒ h2 + 64 = 289 ⇒ ⇒ h2 = 289 – 64 ⇒ h2 = 225 ⇒ h = 15 Resposta: E De acordo com o enunciado, a estação central deve ser construída no ponto P que está na perpendicular à estrada que liga C e D, passa pelo seu ponto médio e dista x (km) de ↔ CD, de A e de B. Assim: (40 – x)2 + 202 = x2 ⇔ 1600 + x2 – 80x + 400 = x2 ⇔ ⇔ 8x = 2000 ⇔ x = 25 Resposta: C 2 1 1 9 2 1 10 . 2 p = C10;1 . �––� . �––� = 10 . –– . ––– = ––––––3 3 3 39 310 144 –––– 24 5� 5 . 2� 5 ––––––––– 5 ha B H A C 1,50a 52 12���13 ––––––––– 13 6���52 ––––––– 13 24 –––––– ���52 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 154 155MATEMÁTICA a) Aplicando o Teorema de Pitágoras no triângulo RBS, a distância de R até o canto superior, indicado por S, em centímetros, é dada por (RS)2 = 182 + 252 ⇒ RS = � 949 b) Sendo r a medida, em centímetros, do raio dos círculos que compõem a de coração do tapete, no triângulo retân gulo CDR, temos: (CD)2 + (DR)2 = (CR)2 ⇒ (r – 18)2 + (r – 25)2 = r2 ⇒ ⇒ r2 – 36r + 324 + r2 – 50r + 625 = r2 ⇒ ⇒ r2 – 86r + 949 = 0 ⇒ r = 73, pois r > 25 Respostas: a) � 949 cm b) 73 cm Módulo 18 – Relações métricas no triângulo retângulo � Sendo x o comprimento do cabo de ener gia, em metros, temos: x2 = 62 + 82 ⇔ x2 = 36 + 64 ⇔ x2 = 100 ⇒ x = 10 Resposta: D � Como BI — é a menor das dis tâncias do navio à ilha, podemos concluir que BI — é perpen dicular a AC — , e, portanto, BI — é altura rela ti va à hipotenusa do triângulo retân gulo IAC I) No ΔABI, temos: (AI)2 = (AB)2 + (BI)2 ⇔ 602 = (AB)2 + 482 ⇒ AB = 36 km II) No ΔAIC, temos: (AI)2 = (AC) . (AB) ⇔ 602 = (AC) . 36 ⇒ AC = 100 km III) No ΔAIC, temos: (AC)2 = (AI)2 + (CI)2 ⇔ 1002 = 602 + (CI)2 ⇒ CI = 80 km Assim, quando o navio estiver em C, a dis tân cia dele à ilha será 80 km. Resposta: C � Sendo x, em centímetros, a medida do cate to — AB, utilizando a relação (CAT)2 = (HIP) . (PROJ), tem-se: x2 = 16 . 4 ⇔ x2 = 64 ⇒ x = 8 Resposta: B � I) (BD)2 = 12 + (� 3)2 ⇒ BD = 2 II) cos α = = ⇒ α = 60° III) θ = 60° + (90° – α) θ = 60° + (90° – 60°) ⇔ θ = 90° IV) No triângulo retângulo BAD, tem-se: (AD)2 = (AB)2 + (BD)2 Assim: (AD)2 = (� 3)2 + 22 ⇒ AD = � 7 Resposta: AD = � 7 Módulo 19 – Natureza de triângulos � a) ⇒ ( � 85)2 = 72 + 62⇒ ⇒ triângulo retân gulo b) ⇒ 102 > 52 + 82 ⇒ ⇒ triângulo obtusângulo 1 –– 2 BC–––– BD (� 85 )2 = 8572 + 62 = 85 10 2 = 100 52 + 82 = 89 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 155 156 MATEMÁTICA c) ⇒ ⇒ (� 115)2 < 42 + 102 ⇒ triângulo acutângulo � 1o.) x é a medida do maior lado do triân gulo obtusângulo ABC. Assim: x2 > 52 + 82 ⇒ x2 > 89 ⇒ x > � 89 (I) 2o.) x < 5 + 8 ⇒ x < 13 (II) 3o.) De (I) e (II), tem-se: � 89 < x < 13 4o.) Como x � �, tem-se finalmente: x = 10 ou x = 11 ou x = 12 Resposta: Os possíveis valores inteiros de x são: 10, 11 e 12. � I. ⇒ (8 – x)2 + 49 – x2 = 65 ⇒ ⇒ 64 – 16x + x2 + 49 – x2 = 65 ⇒ –16x = –48 ⇒ x = 3 II. ⇒ h = � 49 – 9 ⇒ ⇒ h = � 40 ⇒ h = 2� 10 Resposta: AH = 2� 10 � I. (14 – x)2 – x2 = 225 – 169 ⇔ ⇔ 196 – 28x + x2 – x2 = 56 ⇔ ⇔ 28x = 140 ⇔ x = 5 II. h2 + 52 = 132 ⇔ h2 = 144 ⇒ h = 12 cm Resposta: 12 cm � Como os triângulo AEF e GEF são con gruen tes, temos: AF = GF = x e EA = EG = 3. Sendo – EH ⊥ –BC, temos HB = 3 e HG = 3 – 1 = 2 Assim, no triângulo EHG, temos: (EH)2 + 22 = 32 ⇒ EH = � 5 Logo, FB = � 5 – x e, portanto, no triângulo FBG, temos: (GF)2 = (FB)2 + (BG)2 ⇔ x2 = (� 5 – x)2 + 12 ⇔ ⇔ x2 = 5 – 2� 5x + x2 + 1 ⇔ 2� 5x = 6 ⇔ x = Resposta: D � Sendo AD = x a projeção ortogonal de — AB sobre — AC, e BD = h a altura relativa ao lado — AC, tem-se: I) 152 = x2 + h2 ⇔ 225 = x2 + h2 II) 132 = (14 – x)2 + h2 ⇔ 169 = 196 – 28x + x2 + h2 ⇔ ⇔ 28x = 27 + x2 + h2 De (I) e (II), tem-se: 28x = 27 + 225 ⇔ 28x = 252 ⇔ x = 9 Resposta: E ( � 115 )2 = 11542 + 102 = 116 x2 + h2 = 49 (8 – x)2 + h2 = 65� x 2 + h2 = 49 x = 3 h2 + (14 – x2) = 152 h2 + x2 = 132� 3� 5 ––––– 5 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 156 157MATEMÁTICA a) De acordo com o enunciado, sendo a, b e c em centímetros, temos: ⇒ 2a + 2b + 2c = 20 ⇒ a + b + c = 10 Assim, a + b + c = 10 ⇒ 5 + c = 10 ⇒ c = 5, a + b + c = 10 ⇒ b + 6 = 10 ⇒ ⇒ b = 4 e a + b + c = 10 ⇒ a + 9 = 10 ⇒ a = 1 b) Para a = 2 e b = 3, temos: AB = 2 + 3 = 5, AC = 2 + c e BC = 3 + c Como — BC é o maior lado, o triângulo ABC é retângulo se, e somente se,: (BC)2 = (AB)2 + (AC)2 ⇒ (3 + c)2 = 52 + (2 + c)2 ⇒ ⇒ 9 + 6c + c2 = 25 + 4 + 4c + c2 ⇒ c = 10 Respostas: a) a = 1 cm, b = 4 cm e c = 5 cm b) c = 10 cm Módulo 20 – Lugares geométricos � O lugar geométrico dos pontos de um plano que equidistam de duas retas con cor rentes deste plano, é um par de retas per pen diculares entre si e que contém as bissetrizes dos ângulos for mados pelas con correntes. Resposta: D � Circuncetro é o ponto de intersecção das mediatrizes dos lados do triângulo. O circuncentro equidista dos vértices do triân gulo e é o centro da circunferência cir cunscrita (que contém os vértices) ao triân gulo. Resposta: C � O ponto interno que equidista dos lados de um triângulo é o centro da circun ferência que tangencia os lados, por - tanto, é o incen tro do triângulo. Resposta: B � Num triângulo retângulo, o ortocentro (in ter secção das altu ras) é o vértice que con tém o ângulo reto. Resposta: D � Num triângulo retângulo, o circuncentro (centro da circun - ferência circunscrita) é o ponto médio da hipotenusa. Resposta: C 6 5 9 A B Ca b c a b c a + b = 5 a + c = 6 b + c = 9 � C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 157 158 MATEMÁTICA � Num triângulo isósceles, os pontos notá veis baricentro (B), incentro (I), circun cen tro (C) e ortocentro (O), estão alinhados, conforme figura a seguir. O baricentro é o ponto de intersecção das medianas que são segmentos internos à região triangular, pois ligam cada vértice ao ponto médio do lado oposto, assim, o baricentro é sempre interno à região triangular. O incentro também é sempre interno à região triângular, pois é o centro da circunferência inscrita no triângulo. Resposta: E No triângulo equilátero os quatro pontos notáveis são coin cidentes. Resposta: E Módulo 21 – Pontos notáveis do triângulo � a) (V) Além de ser o ponto de intersecção das medianas, ele divide cada mediana na pro por ção de 2 para 1. b) (V) Idem à anterior. AG = 2 GMA BG = 2 GMB CG = 2 GMC c) (V) É a própria definição de incentro. d) (V) Por estar sobre as bissetrizes, o in cen tro equidista dos lados do triân gulo. e) (V) É a própria definição de circun cen tro. f) (V) Por estar sobre as mediatrizes dos la dos do triângulo, o circuncentro é equidis tan te dos extremos dos lados (vértices) do triângulo, e assim é o centro de uma circunfe rência que passa pelos vértices g) (V) MB é o circuncentro e também o pon to mé dio da hipotenusa. h) (V) É a própria definição de orto centro. i) (V) O baricentro é o ponto de inter sec ção das medianas de um triângulo e a mediana é sempre interna. j) (V) O incentro é interno, pois é o centro da circun ferên - cia inscrita e esta é sempre interna ao triângulo. k) (F) No triângulo acutângulo o circun cen tro é interno, no triângulo retân gulo é um pon to da hipo tenusa e no triângulo obtusângulo é externo ao triângulo. l) (V) Veja no desenho abaixo que o ângulo QP̂R é obtuso. m) (F) Se o circuncentro éinterno, o triân gu lo é acutân - gulo; porém, não ne ces sariamente equi látero. n) (V) O ortocentro é externo nos triân gulos obtusângulos, está no vér ti ce nos triângulos retân gulos e é in terno nos triângulos acu tân gulos. C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 158 159MATEMÁTICA o) (V) Nos triângulos isósceles, a reta su por te da altura, em relação à base, contém a mediana, é bis setriz e mediatriz e sobre ela estão alinha dos os quatro pontos notáveis. p) (V) Nos triângulos equiláteros, a reta su por te da altura em relação a um lado qualquer contém a mediana relativa a este lado, a bissetriz e a media triz. Os quatro pontos notá veis estão nestas três retas e, por tanto, coincidem. � O segmento AO = 5 cm é a mediana. Resposta: D � 1o.) BI → é bissetriz de AB ^ C e CI → é bissetriz de AC ^ B 2o.) α + β + 100° = 180° ⇔ α + β = 80° 3o.) x + 2α + 2β = 180° ⇔ ⇔ x + 2 (α + β) = 180° Assim: x + 2 . 80° = 180° ⇔ x = 20° Resposta: 20° 4) I) B é baricentro do triângulo, então, — PM é mediana (segmento que liga o vértice ao ponto médio do lado oposto). II) M é ponto médio de — QR, então QM = = 4 cm III) PB = . PM (propriedade do baricentro) 4 = . PM ⇔ PM = 6 cm IV) Pelo teorema de Pitágoras, no triân gulo PQM, temos: (PM)2 = (PQ)2 + (QM)2 ⇔ 62 = (PQ)2 + 42 ⇔ ⇔ 36 = (PQ)2 + 16 ⇔ (PQ)2 = 20 ⇔ ⇔ PQ = � 20 = 2� 5 cm Módulo 22 – Pontos notáveis do triângulo � I) PM = = = = cm (altura do triângulo equilátero) II) R = . PM (propriedade do baricentro) R = . ⇔ R = 1 cm QR ––– 2 2 –– 3 2 –– 3 � 3 . � 3 –––––––– 2 � � 3 ––––– 2 3 –– 2 2 –– 3 3 –– 2 2 –– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 159 160 MATEMÁTICA � I) PM = = = = 12 cm (altura do triângulo equilátero) II) r = . PM (propriedade do baricentro) r = . 12 ⇔ r = 4 cm � I) No triângulo TNP, temos: 130° + y + x = 180° ⇔ y + x = 50° II) No triângulo MNP, temos: α + 2y + 2x = 180° ⇔ α + 2 . (y + x) = 180° ⇔ ⇔ α + 2 . 50° = 180° ⇔ α + 100° = 180° ⇔ α = 80° Resposta: E � O triângulo é equilátero e assim: r = ⇔ 6 = ⇔ x = 8 Resposta: x = 8 � Sendo O, centro da circunferência simul tanea mente circunscrita e inscrita nos triân gulos ABC e DEF equi - láteros, o baricentro desses triângulos, tem-se: CH = CO + OH = R + = CD = DO + OC = 2R + R = 3R A razão entre a altura de T2 e a altura de T1 é = = 2 Resposta: E � Sendo r a medida do raio do círculo e � a me dida do lado do triângulo equilátero, temos: I) DF = 2r ⇔ 12 ��2 m. ��2 = 2r ⇔ r = 12m II) AF = 3r = 3 . 12m ⇔ AF = 36m III) AF = ⇔ 36m = ⇔ � = 24��3 m Resposta: D N é o baricentro do triângulo DCP. Assim, DN = . DA ⇔ DN = . 6 ⇔ DN = 4 Resposta: DN = 4 cm 8 . � 3 . � 3 –––––––––– 2 � � 3 ––––– 2 1 –– 3 1 –– 3 x + 10 –––––– 3 h ––– 3 3R ––– 2 R ––– 2 3R –––––– 3R ––– 2 CD –––– CH � ��3 ––––– 2 � ��3 ––––– 2 2 –– 3 2 –– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 160 161MATEMÁTICA I) R1 = h II) R2 = . R1 = . . h = . h III) = = = Módulo 23 – Ângulos na circunferência � x = = 65°, pois x é um ângulo inscrito. Resposta: C � x = = 65°, pois x é um ângulo excêntrico interior. Resposta: C � x = = 35°, pois x é um ângulo excêntrico exterior. Resposta: A � x = = 80° Resposta: D � I) β = = 40° II) β + x = 180° ⇒ 40° + x = 180° ⇔ x = 140° Resposta: E � x = = 40° Resposta: B A ^ DC = = = 125° Resposta: A 1–– 3 1–– 9 1–– 3 1–– 3 1–– 3 2–– 9 2h––– 9––––– h h h–– – –– 3 9 –––––––– h R1 – R2 –––––––– h 130° –––– 2 90° + 40°––––––––– 2 100° – 30° –––––––––– 2 160°––––– 2 35° + 45°––––––––– 2 80°–––– 2 250° –––––– 2 70° + 180° ––––––––––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 161 162 MATEMÁTICA I) Na circunferência C1, x = AB pois é ângulo central e z = = , pois é ângulo inscrito. II) Na circunferência C2, z = = DE pois é ângulo central y = pois é ângulo inscrito. Assim, y = = = Módulo 24 – Potência de ponto � PA . PB = PC . PD ⇒ 1 . 6 = x . 3 ⇔ x = 2 Resposta: C � PA . PB = PC . PD ⇒ 2 . 12 = 4 . (4 + x) ⇔ ⇔ 6 = 4 + x ⇔ x = 2 Resposta: C � (PT)2 = PA . PB ⇒ 144 = x(x + 10) ⇔ ⇔ 144 = x2 + 10x ⇔ x2 + 10x – 144 = 0 ⇒ ⇒ x = 8, pois x > 0 Resposta: E � (AB)2 = AC . AD ⇒ 82 = x . (x + x) ⇔ ⇔ 64 = 2x2 ⇔ x2 = 32 ⇒ x = 4� 2, pois x > 0 Resposta: E � 1) Pela potência do ponto E tem-se: EA . EB = EC . ED ⇔ ⇔ 12 . 5 = 4 . (4 + 3 + GC) ⇔ GC = 8 2) Pela potência do ponto G tem-se: GA . GF = GC . GD ⇔ 6 . GF = 8 . 3 ⇔ GF = 4 Resposta: D Módulo 25 – Ângulos na circunferência e potência de ponto � I) x + 120° = 180° ⇔ x = 60°, pois o quadrilátero ABCF é ins crito. x ––– 2 AB –––– 2 x ––– 2 DE ––– 2 x ––– 4 x –– 2 –––– 2 DE –––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 162 163MATEMÁTICA II) y + 110° = 180° ⇔ y = 70°, pois o qua drilátero BCDE é ins crito. III) No triângulo BCG, temos: α + x + y = 180° ⇒ α + 60° + 70° = 180° ⇔ x = 50° Resposta: B � I) C ^OD = 60° é ângulo central, então CD = 60°. II) x = e y = , pois são ângulos inscritos. III) AED + CD + ABC = 360° IV) x + y = + = = = = = = 210° Resposta: D � I) PA . PB = PC . PD ⇒ 2 . 6 = 2 . PD ⇔ PD = 6 II) R2 = 22 + 42 ⇔ R2 = 20 ⇒ R = 2� 5, pois R > 0 � (OC)2 = BC . AC ⇔ (OC)2 = 6,4 . (3,6 + 6,4) ⇔ ⇔ (OC)2 = 6,4 . 10 ⇔ (OC)2 = 64 ⇒ OC = 8, pois OC > 0 Resposta: C � I) MC = MB = 18 cm II) PA = PB e QA = QC III) O perímetro do triângulo MPQ é dado por: MP + PQ + MQ = MP + PA + QA + MQ = = MP + PB + QC + MQ = MB + MC = = 18 cm + 18 cm = 36 cm Resposta: D Módulo 26 – Área dos quadriláteros � Sejam: S a área do paralelogramo ABCD, 5 cm a medida da base e h a medida da altura. No triângulo BEC, temos: sen 30° = ⇔ = ⇒ h = 2 Assim, A = b . h = 5 . 2 ⇔ A = 10 cm2 � I) CE = AB = 5m ⇒ DE = 3 m II) No triângulo ADE, tem-se: (3 m)2 + h2 = (5 m)2 ⇒ h = 4 m III) A área do trapézio é: S = = = 26 m2 Resposta: A ABC + CD ––––––––– 2 AED + CD –––––––––– 2 ABC + CD ––––––––– 2 AED + CD ––––––––– 2 AED + CD + ABC + CD ––––––––––––––––––––– 2 420° –––– 2 360° + 60° –––––––––– 2 P 2 2 2 2 4 R R4 2 2 A C B D h –– 4 1 –– 2 h –– 4 (5 m + 8 m) . 4m –––––––––––––––– 2 (AB + CD) . h –––––––––––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 163 164 MATEMÁTICA � Sendo � o lado, d a diagonal e A = 36 cm2 a área do quadrado, temos: I) A = �2 ⇔ 36 = � 2 ⇒ � = 6 cm II) d = � � 2 ⇒ d = 6� 2 cm � S = Squadrado – S1 – S2 ⇔ ⇔ S = 102 – – ⇒ S = 58 Resposta: E � Conforme a figura, temos: 4.x + (6 – x) . x = 15 ⇔ 4x + 6x – x2 = 15 ⇔ ⇔ x2 – 10 . x + 15 = 0, com 0 < x < 4 Resposta: B � Sendo S1, S2, S3, S4 as áreas das figuras destacadas e S a área do quadrado, te mos: I) S1 = = 2 II) S2 = = III) S3 = = IV) S4 = 5 . 1 2 + = 6 V) S = 72 = 49 Assim, = = = 3,5 Resposta: B 1) 105 + 2 . 4 < AC < 105 + 2 . 8 ⇔ 113 < AC < 121 2) 120 + 2 . 4 < AB < 120 + 2 . 8 ⇔ 128 < AB < 136 3) Dos 5 tipos apresentados os únicos que satisfazem (1) e (2) são o tipo 3 e o tipo 4. 4) Dos dois tipos possíveis, o de menor área é o tipo 3. Resposta: C 10 . 8 ––––– 2 2 . 2 ––––– 2 2 . 2 ––––– 2 3 –– 2 1 . 3–––––– 2 9 –– 2 (2 + 1) . 3 ––––––––– 2 2 . 1 –––––– 2 S –––––––––––––––– S1 + S2 + S3 + S4 49 –––– 14 49 ––––––––––––––– 3 92 + –– + –– + 6 2 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 164 165MATEMÁTICA A nova área plantada deverá ser de (1 + 20%) . 10000 m2 = 12000 m2, correspondente a um aumento de 2000 m2. Como casa muda necessita de uma área retangular de área igual a 20 cm x 10 cm = 200 cm2 = 2dm2 = 0,02 m2, serão necessárias e suficientes mais mudas = 100 000 mudas. Resposta: C � De acordo com o enunciado, temos: ⇒ Assim, b . d = 2a . = . a . c = . 4 = 26 cm2 Logo, a área total do terreno é 4 + 8 + 13 + 26 = 51m2 � Sejam HI = x e HK = y, com x e y em centímetros. 1) A partir da semelhança entre os triângulosIFG e AFB, temos: = ⇔ x = 2) A partir da semelhança entre os triângulos IKH e AKJ, temos: = ⇔ y = 3) Assim, a área do quadrilátero FGHK, em cm2, é: = 3,5 Resposta: A Sendo a e b as medidas em metros dos lados do retângulo, temos: ⇒ ⇒ ⇒ a2 + 2ab + b2 = 169 ⇒ a + b = 13 m O perímetro do retângulo é 2a + 2b = 2 . (a + b) = 213 = 26 m Resposta: E � Considerando os dados da figura, temos: 1) Da semelhança dos triângulos PAQ e PDR, resulta: = ⇒ = ⇔ 8x – 3y = 40 (I) 1000 m2 –––––––– 0,02 m2 a . c = 4 b . c = 8 a . d = 13 � a . c 4_____ = __ ⇒ b = 2a b . c 8 a . c 4 13c_____ = ___ ⇒ d = ____ b . d 13 4 � 13–– 2 13–– 2 13c––– 4 2 1 2 2 2 2 2 x I y J 2 ––– 5 3 ––– 5 2 + x –––––– 4 1 ––– 2 2 ––– 5 –––– 2 y ––––– y + 2 1�3 + ––� . 22�––––––––––––� 2 a b8 9 2ab = 80� a2 + b2 = 89 a . b = 40� a2 + b2 = 89 8 – x ––––– 8 – y 3 –– 8 AQ –––– DR PA –––– PD C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 165 166 MATEMÁTICA 2) Da semelhança dos triângulos SCR e SBQ, resulta: = ⇒ = ⇔ 2x – 7y = 0 (II) 3) Das equações (I) e (II), tem-se: ⇒ ⇒ ⇒ 4) A área, em cm2, do quadrilátero QBCR é SQBCR = = =18 Resposta: A Módulo 27 – Área dos triângulos � Sendo l o lado, h a altura e S a área do triân gulo equilátero, temos: I) h = ⇔ 2� 3 = ⇒ � = 4 m II) S = ⇔ S = ⇒ S = 4� 3 m2 � A área S do triângulo da figura é dada por: S = = ⇒ S = 30 cm2 Resposta: C � Sendo p o semiperímetro, S a área e r o raio da circunferência inscrita no triângulo, temos: I) p = ⇒ p = 16 cm II) S = p . r ⇔ 32 = 16 . r ⇒ r = 2 cm Resposta: B � Sendo p o semiperímetro, S a área e R o raio da circunferência circunscrita ao triângulo, temos: I) p = = ⇒ p = 9 cm � II) S = p . (p – a) . (p – b) . (p – c) = � = 9 . (9 – 5) . (9 – 6) . (9 – 7) S = 6� 6 cm2 III) S = ⇔ 6� 6 = ⇔ ⇔ R = ⇒ R = cm 8x – 3y = 40 2x – 7y = 0� 28 x = ––– 5 8 y = –– 5 �2x – 7y = 08y = ––5� (BQ + CR) . BC –––––––––––––– 2 28 8�––– + ––� . 55 5 –––––––––––––– 2 � � 3 ––––– 2 � � 3 ––––– 2 42 � 3 –––––– 4 � 2 � 3 –––––– 4 5 . 12 ––––– 2 b . h ––––– 2 y –– x 2 –– 7 CR –––– BQ SC –––– SB 32 ––– 2 5 + 6 + 7 ––––––––– 2 a + b + c ––––––––– 2 5 . 6 . 7 ––––––– 4R a . b . c ––––––– 4R 35� 6 ––––– 24 35 ––––– 4� 6 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 166 167MATEMÁTICA � Considerando o siste ma de eixos carte sia nos da figu ra, tem-se A(0; 0), B(2; 3) e C(4; 4). A área S do triângulo ABC é tal que SΔ = , em que D = = – 4 Assim, S = cm2 = 2cm2 Resposta: A � a) I) p = = = 24 II) S = p . (p – a).(p – b).(p – c) = = 24.3.7.14 = 23.3.3.7.2.7 = 22 . 3 . 7 = 84 b) Considerando o lado com medida 21 como base do triângulo, a altura h, relativa a esse lado é tal que: S = ⇒ 84 = ⇔ h = 8 Respostas: a) 84 cm2 b) 8 cm A área S do pentágono hachurado é igual à soma das áreas de dois triân gulos equilá teros congruentes de lado 1. Assim: S = 2 . ⇔ S = Resposta: E I) Da semelhança dos triângulos AFB e CFN, temos: = ⇒ h = 4 – 2h ⇒ h = II) Como — BN é bissetriz do ângulo ^B, o quadrilátero BHEG é um quadrado. Assim, da semelhança dos triângulo AHE e ABM, temos: = ⇒ 4x = 4 – x ⇒ x = III) Assim, a área S do triângulo AEF é dada pela diferença das áreas dos triângulos ABF e ABE. Logo, S = – = 2 . – 2 . = = – = = Resposta: D �D� ––– 2 0 2 4 0 3 4 1 1 1 �– 4� –––– 2 a + b + c –––––––––– 2 21 + 17 + 10 –––––––––––––– 2 21 . h ––––––– 2 b . h –––––– 2 � 3 –––– 2 12 . � 3 –––––––– 4 4 ––– 3 4 ––– 2 h ––––– 2 – h 4 ––– 5 4 – x ––––– 4 x ––– 1 4 ––– 5 4 ––– 3 4 . x ––––– 2 4 . h ––––– 2 16 ––– 15 40 – 24 –––––––– 15 8 ––– 5 8 ––– 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 167 168 MATEMÁTICA � 1) No triângulo AFE, temos AF2 + FE2 = AE2 ⇔ 62 + FE2 = 102 ⇒ FE = 8 2) Da semelhança dos triângulos AFE e GDE resulta = ⇔ = ⇔ DG = 3 3) Os triângulos ADG e AFG são retân gulos, con gruen - tes e têm área SADG = = 9 4) Assim, em cm2, a área (S) da região destacada (ABCGF) é tal que S = SABCD – SADG – SAFG = = 62 – 9 – 9 = 18 Resposta: B � I) No triângulo ABC, temos: tg = ⇒ � 3 = ⇒ r = II) Sendo S a área da parte do triângulo ABC externa à circunferência, em cm2, temos: S = Striângulo ABC – Ssetor BOD – Striângulo DOA = = – . π r2 – . r . r . sen = = – π . � �2– – . � �2. = – Resposta: D 1) R e G são pontos médios de BD e BE, respec tiva - mente, portanto, –––– RG // ––– DE e RG = = = 2 2) Da semelhança dos triângulos FRG e EDQ, tem-se: = = = ⇔ ⇔ 2h = 4 – h ⇔ h = 3) A área S do triângulo FQR é tal que: S = = = , pois FR = RG = 2 Resposta: A π ––– 3 2r ––– 1 � 3 –––– 2 2r ––– 1 60° ––––– 360° 2r . 1 ––––– 2 2π ––– 3 1 ––– 2 � 3 –––– 2 1 ––– 6 � 3 –––– 2 � 3 –––– 2 � 3 –––– 2 1 ––– 2 π ––– 8 5� 3 –––––– 16 F R G BA Q D E C h 4 - h 4 2 2 4 4 4 –– 2 DE ––– 2 1 –– 2 2 –– 4 FR –––– ED h ––––– 4 – h 4 –– 3 4 –– 3 4 2 . –– 3 –––––– 2 FR . h ––––––– 2 6 . 3 –––––– 2 8 ––– 4 6 –––– DG FE –––– DE AF –––– DG B C A D E G F 6 6 4 3 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 168 169MATEMÁTICA Módulo 28 – Área das figuras circulares � Sendo CP e CB os comprimentos em me tros, das rodas- gigantes de Pequim e Berlim, respectivamente, temos: CP – CB = 208π – 180π = 28π = 28 . 3,14 = 87,92 Resposta: C � A área S da coroa circular sombreada, em cm2, corres - ponde à diferença entre a área do círculo maior, de raio 5 cm, e a do círculo menor, de raio 3 cm, assim: S = π . 52 – π . 32 = 25π – 9π = 16π Resposta: C � A área sombreada S corresponde à dife ren ça entre a área de um quadrado de lado l = 2 e da área de um círculo de raio R = 2, assim: S = l2 – . π . R2 = 22 – . π . 22 = 4 – π Resposta: A � Sendo S a área do setor, temos: S = . Acírculo ⇔ S = . π . 62 ⇒ S = 4π cm2 Resposta: D � Área do setor A, em m2, é: 14 . 25 + . 3 . 72 = 423,5 Área do setor B, em m2, é: . 3 . (152 – 72) = 264 Área do setor C, em m2, é: 2 . (8 . 25) = 400 A área total disponível, em m2, para receber as 5000 pessoas, no máximo, é 423,5 + 264 + 400 = 1087,5 O número máximo de pessoas por metro quadrado é: 5000 ÷ 1087,5 � 4,60 Resposta: C � Como sen α = , temos cos α = � 1 – sen2α = 1 – 2 = , pois 0 ≤ α < . Desta forma: CQ’ = sen(2α) = 2 sen α . cos α = = 2 . . = 1) A área do semicírculo determinado por λ é: Sλ = . π . 2 = = . . 2 = 2) A área pedida é: S = . π . 12 – Sλ = – = = = Resposta: D 8 m 14 m 25 m 8 m 8 m 1 ––– 2 1 ––– 2 1 ––– 3 2� 2 ––––– 3� 1 ––– 3� 1 ––– 2 4� 2 ––––– 9 2� 2 ––––– 3 1 ––– 3 �CQ’–––––2� 1 ––– 2 1 ––– 2�π–––2 4π ––– 81� 4� 2 ––––– 9 4π ––– 81 π ––– 4 1 ––– 4 65π ––––– 324 81π – 16π –––––––––– 324 1 ––– 4 1 ––– 4 1 ––– 4 1 –– 9 40° ––––– 360° C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 169 170 MATEMÁTICA Como o lado do triângulo ABC mede 4 cm, temos: NB = NC = NM = = = 2 cm Sendo S a área da intersecção entre o triângulo e o círculo, em cm2, S = Striângulo BMN + Striângulo NPC + + Ssetor MNP = + + + . π . 22 = Resposta: D Sendo r a medida, em centímetros, do raio da circun - ferência de diâmetro AP ––– , no triângulo retângulo O1HO2, temos: (r + 4)2 = 42 + (4 – r)2 ⇒ ⇒ r2+ 8r + 16 = 16 + 16 – 8r + r2 ⇒ r = 1 A área S, em centímetros quadrados, da região sombreada é dada por: S = Sretângulo ABCD – Ssemicírculo maior + + Scírculo de diâmetro AP––– = = 8 . 4 – . π . 42 + . π . 12 = = 32 – 8π + = Resposta: A � Sendo S1 a área da região 1 e S2 a área da região 2, como os setores circulares AOB e COD são semelhan tes e S1 = S2, temos: = 2 ⇒ = ⇒ ⇒ = ⇒ a2 – 2ab – b2 = 0 ⇒ ⇒ – – = 0 ⇒ ⇒ 2 – 2 – 1 = 0 ⇒ ⇒ = � 2 + 1, pois > 0 Resposta:B A B C D 0 1 2 a + b a b � a ––––– a + b� S2 ––––––– S1 + S2 a2 ––––––––––––– a2 + 2ab + b2 S2 ––––––– S1 + S2 a2 ––––––––––––– a2 + 2ab + b2 1 ––– 2 b2 ––– b2 2ab ––––– b2 a2 ––– b2 � a ––– b�� a ––– b� a ––– b a ––– b 64 – 15π –––––––– 2 π –– 2 1 –– 2 1 –– 2 1 –– 2 4 ––– 2 BC ––– 2 22 ��3 –––––– 4 22 ��3 –––––– 4 2π + 6��3 –––––––––– 3 60° ––––– 360° A B D C T P r r 4 4 4 O1 O2 8 4-rr 4 H A C B M N 60º 60º 60º 60º 60º 60º 60º P C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 170 171MATEMÁTICA Módulo 29 – Área dos polígonos � I) SHEX = 6 . SOAB ⇒ 6 = 6 . SOAB ⇔ SOAB = 1 II) SABC = = = SOAB = 1 Resposta: A � I) SHEX = 6 . SOAB ⇒ 2 = 6 . SOAB ⇔ SOAB = = II) SABC = = = SOAB = III) SPENT = SHEX – SABC = 2 – = Resposta: E � a = ⇔ a = ⇔ a = 6 � 3 Resposta: A � A superfície da estrela pode ser dividida em 12 triân gulos equiláteros congruen tes, como mostra a figura acima. A área de cada um desses triângulos corres ponde a da área de cada triângulo inicial uti li zado para formar a estrela. Assim, a área S da estrela, em centí metros quadrados, é: S = 12 . . 12 = 16 Resposta: A � I) 2p = x + 2x + 2x + x + x� 2 ⇔ 2p = 6x + x� 2 ⇔ ⇔ 2p = (6 + � 2 )x II) S = x2 + x2 + x2 + ⇔ S = Resposta: C � I) AQUADRADO = 12 2 = 144 II) ADGBH = = 8 III) A área A do octógono é dada por: A = AQUADRADO – 4 . ADGBH ⇔ ⇔ A = 144 – 4 . 8 ⇒ A = 112 cm2 Resposta: D 7x2 –––– 2 x2 ––– 2 4 . 4 ––––– 2 1 ––– 9 1 ––– 9 SOAB + SOBC––––––––––––– 2 2 . SOAB––––––––– 2 1 ––– 3 2 ––– 6 1 ––– 3 2 . SOAB–––––––––– 2 SOAB + SOBC––––––––––––– 2 5 ––– 3 1 ––– 3 12 � 3 ––––––– 2 R � 3 –––––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 171 172 MATEMÁTICA O hexágono regular ABCDEF, de área S1 e lado �1, tem apótema medindo O hexágono regular GHIJKL, de área S2, tem lado �2 = . = Os hexágonos em questão são seme lhantes, então: = 2 = 2 = Resposta: E Módulo 30 – Área de figuras semelhantes � Como os polígonos ABCDE e A’B’C’D’E’ são semelhantes, temos: = 2 ⇔ = 2 ⇒ ⇒ AB = 4 cm � = 2 ⇔ ⇔ = 2 = 2 ⇔ ⇔ = ⇔ A2 = 36 cm2 Resposta: C � Sendo R o raio do círculo maior (figura I) e r o raio de cada círculo menor (figura II), tem-se: I) 2 . π . R = 3 . 2 . π . r ⇔ R = 3 . r II) s = π . r2 III) S = π . R2 = π . (3 . r)2 = = π . 9 . r2 = 9 . π . r2 = 9 . s Resposta: E � I) A área S1 do quadrilátero PQMN é igual à soma das áreas dos triângulos PQN e QMN, ambos com base NQ = e altura , assim: S1 = 2 . = II) A área do trapézio ABCD é S2 = III) = = = . = Resposta: B � Sendo SCDE e SCAB, respectivamente, as áreas dos triângulos CDE e CAB, tem-se: I) SCAB = = = 10 II) = 2 = 2 = 2 = ⇔ ⇔ = ⇔ SCDE = Resposta: D 1 ––– 2 2 –––––––––– (B + b) . h (B + b) . h –––––––––– 4 4 . 5 –––––– 2 AB . AC ––––––––– 2 �4–––6��CG–––––CF� SCDE –––––––– SCAB 4––– 9�2–––3� 40 –––– 9 4––– 9 SCDE ––––––– 10 h –– 2 B + b ––––– 2 B + b h –––––– . ––– 2 2 –––––––––––––– 2 (B + b) . h ––––––––––– 4 (B + b) . h ––––––––––– 4 (B + b) . h ––––––––––– 4 –––––––––––––– (B + b) . h ––––––––––– 2 S1––––– S2 �1. ��3 ––––––– 2 �1. ��3 ––––––– 4 �1. ��3 ––––––– 2 1 ––– 2 ��3 �––––� 4 �1. ��3 �–––––– �4–––––––– �1 S2––– S1 3 ––– 16 AB(–––)236–––9AB(––––)A’B’S1–––S2 )AB––––CD(A1––––A2 )1––2()2––4(9–––A2 1 –– 4 9 ––– A2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 172 173MATEMÁTICA Módulo 31 – Prismas � Sejam � a aresta da base, h a altura, AL a área lateral, AB a área da base e AT a área total do prisma. Assim, I) AL = 3 . � . h = 3 . 4 . 10 ⇒ ⇒ AL = 120 cm2 II) AB = = ⇒ ⇒ AB = 4���3 cm2 III) AT = 2 . AB + AL ⇔ ⇔ AT = 2 . 4���3 + 120 ⇒ ⇒ AT = 8 . (���3 + 15) cm2 � Sendo � a aresta da base, h a altura, AB a área da base e V o volume do prisma, temos: I) AB = = ⇒ ⇒ AB = 9���3 cm2 II) V = AB . h = 9���3 . 6 ⇒ V = 54���3 cm3 � Sejam � a aresta da base, h a altura e AL a área lateral do prisma. Como o perímetro da base é 6 cm e a área lateral 72 cm2, temos: I) 3� = 6 ⇒ � = 2 cm II) AL = 72 ⇔ 3 . � . h = 72 ⇔ ⇔ 3 . 2 . h = 72 ⇒ h = 12 cm Resposta: A � Sendo � a aresta da base, h a altura, AB a área da base e V o volume do prisma, temos: I) AB = 6 .ADEQUIL = = 6 . = 6 . ⇒ AB = 6���3 m2 II) V = AB . h = 6���3 . 2 ⇒ V = 12���3 m3 Resposta: E � A área total do sólido é dada por: AT = 2 . (13 . 7 – 5 . 3) + 2 . (7 . 2) + + 2 . (13 . 2) + 2 . (3 . 2) = = 2 . 76 + 2 . 14 + 2 . 26 + 2 . 6 = 244 Resposta: D � I) Ab = II) A� = 3 . A� = 3 . � . 2 ���3 = 6� ���3 III) A� = 4 . AB ⇔ ⇔ 6� . ���3 = 4 . ⇒ � = 6 m IV) V = Ab . h = . 2 ���3 ⇒ V = 54 m3 � I) Para construir um muro de 2 m de comprimento com tijolos de 0,2 m de comprimento, serão utilizados 10 tijolos. II) A espessura da parede é de 2 tijolos, e a altura do muro é de 4 tijolos. III) O pedreiro deverá, portanto, adquirir (10 . 2 . 4) tijolos = 80 tijolos. Resposta: C �2 ���3 –––––– 4 �2 ���3 ––––––– 4 22 ���3 –––––– 4 � 2 ���3 ––––––– 4 �2 ���3 ––––––– 4 42 ���3 ––––– 4 � 2 ���3 ––––– 4 62 ���3 ––––– 4 � 2 ���3 ––––––– 4 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 22/02/2021 11:58 Página 173 174 MATEMÁTICA O volume ocupado pela água é metade do volume do prisma, quando a área do triân gulo EFG é metade da área do triângulo ADE. Assim, 2 = ⇔ = ⇔ h = � 2 Resposta: C � A projeção é Resposta: E � A figura 2 é a representação de um prisma triangular reto de bases ABC e DEF. Resposta: E Módulo 32 – Prismas � Sendo AL a área lateral do prisma, temos: AL = AABFE + ABCDF + AACDE ⇔ ⇔ AL = 5 . 10 + 4 . 10 + 3 . 10 ⇒ AL = 120 cm2 Resposta: C � Sendo AB a área da base, AL a área lateral e AT a área total do prisma, temos: a) AB = ⇒ AB = 6 cm2 b) AL = 120 cm 2 (exercício 1) c) AT = 2 . AB + AL ⇔ AT = 2 . 6 + 120 ⇒ AT = 132 cm2 Resposta: E 3 . 4 –––– 2 1 –– 2 h�––�2 1 –––– � 2 h –– 2 A B E C C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 174 175MATEMÁTICA � Sendo h a altura, AB a área da base e V o volume do prisma, temos: a) AB = 6 cm 2 (exercício 2) b) V = AB . h = 6 . 10 ⇒ V = 60 cm3 Resposta: A � Sejam � a aresta da base, h a altura, AB a área da base, AL a área lateral e AT a área total. Como h = � e AL = 12m 2, temos: a) AL = 12 ⇔ 3 . AABEF = 12 ⇔ ⇔ 3 . � . � = 12 ⇔ �2 = 4 ⇒ � = 2m b) AB = ADABC = = ⇒ AB = � 3 m2 c) AT = 2 . AB + AL ⇔ AT = 2 . � 3 + 12 ⇒ ⇒ AT = 2 . (� 3 + 6) m2 � I) Sendo h a altura do prisma, em cen tímetros, temos: . h = 120 ⇒ h = 5 II) No triângulo DEF, temos: (DF)2 = 62 + 82 ⇒ DF = 10 III) Assim, a área total At do prisma, em centímetros quadra dos, é dada por: At = 2 . SDDEF + SABED + SBCFE + SACFD ⇔ ⇔ At = 2. + 6.5 + 8.5 + 10.5 ⇒ At = 168 Resposta: D � Como os triângulos ABC, ADE, FHG e FEJ são triân gulos isósceles, temos: BC = AB = FH = GH = 6 m, AD = DE = FE = JE = 1 m e BD = EH = 5 m Assim, AF = 6 m + 10 m + 6 m = 22 m e EJ = 22 m – 1 m – 1 m = 20 m Logo, a razão r entre o volume de água e o volume total da caçamba é: r = = = Resposta: E (20 + 10) . 5 –––––––––––– . h 2 ––––––––––––––––––– (22 + 10) . 6 –––––––––––– . h 2 25 –––– 32 30 . 5 ––––––– 32 . 6 22 � 3 ––––– 4 �2 � 3 ––––– 4 6 . 8 ––––– 2 6 . 8 ––––– 2 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 175 176 MATEMÁTICA Sendo V o volume da peça em centímetros cúbicos e a a medida da aresta do cubo, em centímetros, e interpretando o termo “peso da peça” como “massa da peça”, temos: V = 25 . 18 . 18 – 8 . a3 = 8100 – 8 . a3 Como a massa da peça é 6,603 kg = 6603 g e a den - sidade da madeira é 0,93 g/cm3, temos: V = = 7100 cm3 Assim, 8100 – 8 . a3 = 7100 ⇔ a3 = 125 ⇔ a = 5 Resposta: D 1) Sendo � e L as medidas, em metros, dos lados dos triângulos equiláteros ADE e ABC, bases dos prismas te mos: = 1 ⇔ � = e = 3 ⇔ L = 2 � 3 As áreas desses triângulos são res pec tiva mente. SADE= = = = e SABC = = = 3 � 3 2) Os volumes, em metros cúbicos, do tanque (VT), da água (VA) e da parte restante do tanque (VR) são tais que: VT = SABC . 6 = 3 � 3 . 6 = 18 � 3 VA = SADE . 6 = . 6 = 2 � 3 e VR = VT – VA = 18 � 3 – 2 � 3 = 16 � 3 3) O tempo necessário para completar o tanque é = min = 5 min e 20 s. Assim, t = 20 Resposta: B � � 3 ––––– 2 L � 3 ––––– 2 2 � 3 ––––– 3 2� 3�–––––� 2 3 . � 3 –––––––––––––– 4 �2 � 3 –––––– 4 L2 � 3 –––––– 4 � 3 –––– 3 �2� 3�2 . � 3 ––––––––––– 4 � 3 ––– 3 16 ––– 3 16� 3 m3 ––––––––––– 3� 3 m3/min 6603 –––––– 0,93 C2_2ASERIE_VERMELHO_MAT_ROSE_2021 17/02/2021 17:11 Página 176