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AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias AULA ATIVIDADE TUTOR Curso: Engenharias AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias Disciplina: Cálculo Diferencial e Integral I Teleaula: 01 Parte 1: Resolução de problemas Nessa parte da atividade você irá responder questões referentes aos conteúdos abordados em teleaula. Questão 1 Uma empresa foi contratada por uma comissão de formatura para organizar a festa de formatura de uma turma de Engenharia. Dentre as suas atribuições, essa empresa precisa contratar uma banda ou um DJ para animar a festa, para isso, buscou fazer orçamentos relacionados a essa parte da festa. Após realizar diversas pesquisas, a empresa obteve os seguintes orçamentos: • Um DJ cobra uma taxa fixa de 𝑅$ 3000,00 acrescidos de R$ 200,00 por hora (ou fração de hora) de trabalho; e • Uma banda cobra uma taxa fixa de 𝑅$ 1000,00 acrescidos de R$ 600,00 por hora (ou fração de hora) de trabalho. Analisando os orçamentos apresentados, responda: a) Se a turma deseja que a festa tenha uma duração de 10 horas, considerando apenas o critério financeiro, por qual das duas opções eles devem optar? Pelo DJ ou pela banda? Justifique. b) Com base nos orçamentos e somente no critério financeiro, identifique qual deve ser a duração da festa para que seja mais vantajoso contratar o DJ, ao invés de optar pela banda. Justifique sua resposta. Resposta: a) O primeiro passo é determinar as leis de formação para o valor a ser pago caso seja contratado o DJ ou a Banda. Função para o valor a ser pago para o DJ: Considerando o valor a ser pago denominado por 𝐶(𝑥) em que 𝑥 é o tempo medido em horas, temos que: 𝐶(𝑥) = 3000 + 200𝑥 AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias Função para o valor a ser pago para a banda: Considerando o valor a ser pago denominado por 𝑉(𝑥) em que 𝑥 é o tempo medido em horas, temos que: 𝑉(𝑥) = 1000 + 600𝑥 Para determinarmos qual a melhor opção a ser escolhida temos que calcular o valor pago nas duas opções para uma quantidade de 10 horas: 𝐶(10) = 3000 + 200 ⋅ (10) = 3000 + 2000 = 5000 𝑉(10) = 1000 + 600 ⋅ (10) = 1000 + 6000 = 7000 Assim considerando apenas o fator financeiro a melhor opção de escolha para 10 horas de duração de música é contratar o DJ. b) Agora é necessário analisarmos as duas funções de modo a identificar em que momentos uma função é maior que a outra e em que ponto elas são iguais. Assim teremos: 𝐶(𝑥) = 𝑉(𝑥) 3000 + 200𝑥 = 1000 + 600𝑥 600𝑥 − 200𝑥 = 3000 − 1000 400𝑥 = 2000 𝑥 = 5 Isso quer dizer que para 𝑥 = 5 temos o mesmo valor a ser pago nas duas opções é igual. Para verificarmos em que intervalos as funções são maiores temos: 𝐶(𝑥) < 𝑉(𝑥) 3000 + 200𝑥 < 1000 + 600𝑥 200𝑥 − 600𝑥 < 1000 − 3000 −400𝑥 < −2000 400𝑥 > 2000 𝑥 > 5 AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias Assim para 𝑥 > 5 o valor a ser cobrado na contratação do DJ é menor do que o valor na contratação da banda. Assim para 𝑥 < 5 o valor a ser cobrado na contratação da banda é menor. O gráfico a seguir ilustra esses intervalos. Questão 2 Um canhão lança uma bola descrevendo uma trajetória parabólica. Desprezando a altura do canhão, a bola parte do chão e toca o chão novamente 5 metros adiante conforme mostra a figura. Além disso sabe-se que a 3 metros do ponto de partida a bola atingiu 12 metros de altura. Com base nessas informações determine a altura máxima atingida pela bola e em que ponto ela atinge essa altura. Resposta: AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias Para determinarmos a altura máxima atingida pela bola precisamos conhecer a lei de formação dessa trajetória. De acordo com o enunciado do problema temos que a bola se encontrava no chão, isto é, no ponto (0,0). Além disso sabemos que ela atinge o chão novamente 5 metros depois, assim temos o ponto (5,0). E por fim temos que no ponto 3 metros atinge uma altura de 12 metros, isto é, o ponto (3,12). Sabemos ainda que a lei de formação de uma parábola é dada por 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐. Substituindo os três pontos na lei de formação iremos encontrar os valores de 𝑎, 𝑏 e 𝑐. 𝑓(0) = 𝑎(0)2 + 𝑏(0) + 𝑐 = 0 → 𝑐 = 0 𝑓(5) = 𝑎(5)2 + 𝑏(5) = 0 25𝑎 + 5𝑏 = 0 → 𝑏 = −5𝑎 (𝐼) 𝑓(3) = 𝑎(3)2 + 𝑏(3) = 12 9𝑎 + 3𝑏 = 12 (𝐼𝐼) Substituindo (𝐼) em (𝐼𝐼) teremos: 9𝑎 + 3(−5𝑎) = 12 9𝑎 − 15𝑎 = 12 −6𝑎 = 12 𝑎 = −2 Substituindo o valor encontrado de 𝑎 em (𝐼) teremos: 𝑏 = −5(−2) = 10 Assim a função que descreve a trajetória da bola é dada por: 𝑓(𝑥) = −2𝑥2 + 10𝑥 Para encontrarmos a altura máxima e em que ponto ela ocorre precisamos encontrar os pontos do vértice dessa função: 𝑥𝑣 = − 𝑏 2𝑎 𝑥𝑣 = − 10 2(−2) = 10 4 = 2,5 𝑚 𝑦𝑣 = − Δ 4𝑎 = − 102 − 4(−2)(0) 4(−2) = 100 8 = 12,5 𝑚 AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias Logo a altura máxima atingida pela bola é de 12,5 m e isso acontece quando ela está a 2,5 m do ponto de partida. Questão 3 A altura média do tronco de uma determinada espécie de árvore pode ser calculada por meio da seguinte função: ℎ(𝑡) = 2 + 𝑙𝑛(𝑡 + 2), em que t representa o tempo, em anos, medido a partir do momento no qual a árvore foi plantada, e ℎ(𝑡) consiste em sua altura, dada em metros. De acordo com a regra acima, qual o tempo mínimo necessário para que uma árvore da espécie considerada, contado a partir do momento de sua plantação, atinja a altura de 4 metros? Resposta: A função ℎ(𝑡) é dada por: ℎ(𝑡) = 2 + ln(𝑡 + 2) Para ℎ = 4 : 4 = 2 + 𝑙𝑛(𝑡 + 2) 4 − 2 = 𝑙𝑛(𝑡 + 2) 2 = 𝑙𝑛(𝑡 + 2) Sendo essa igualdade verificada, considerando a função inversa do logaritmo neperiano, a qual consiste na função 𝑓−1(ln 𝑥) = 𝑒𝑥, obtemos: 𝑒2 = e𝑙𝑛(𝑡+2) 7,39 = 𝑡 + 2 t = 7,39 − 2 = 5,39 Assim, o tempo mínimo necessário é de, aproximadamente, 5 anos e 5 meses. Questão 4 Durante determinado período do ano, a instabilidade do mercado causou algumas variações no valor das ações de determinada empresa. Durante 85 dias, o preço das ações variou de acordo com a função: 𝑝(𝑑) = 145 − 5 sen [ 𝜋 14 (𝑑 − 1)] AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias Em que 𝑑 é o número de dias após o início das variações e 𝑝 é o preço, em reais, de cada ação. Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa que indica de quanto foi a variação no preço das ações dessa empresa durante o período mencionado. Resposta: Sabemos que a imagem da função seno varia no intervalo [−1,1]. Assim, o menor valor que a expressão sen [ 𝜋 14 (𝑑 − 1)] pode assumir é -1, e o maior valor será 1. Considerando o coeficiente de seno na função 𝑝 negativo, então o maior valor de 𝑝 ocorrerá no caso em que sen [ 𝜋 14 (𝑑 − 1)] = −1, e o menor valor de 𝑝 para sen [ 𝜋 14 (𝑑 − 1)] = 1. Para o maior valor, ou seja, quando sen [ 𝜋 14 (𝑑 − 1)] = −1, segue que 𝑝𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 = 145 − 5(−1) = 145 + 5 = 150 No caso do menor valor, isto é, quando sen [ 𝜋 14 (𝑑 − 1)] = 1, obtemos 𝑝𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜 = 145 − 5(1) = 145 − 5 = 140 Assim, a variação no preço das ações será de R$ 140,00 a R$ 150,00, o que indica uma variação de R$ 10,00 no preço das ações no período considerado. Parte 2: Estudo teórico complementar Agora você irá fazer um estudo dos temas dessa unidade. Para isso além de estudar o material do livro didático da disciplina, você deve acessar os links indicados e estuda-los. Como sugestão para favorecer a aprendizagem dos tópicos a seguir, faça esquemas destacando as principais informações. Os esquemas são uma boa estratégia de estudo, pois o ajudam a sintetizar as ideias principais e a relacioná-las entre si. Para acessar ao link encaminhado você deve estar na página (deve realizar o login) biblioteca virtual e deve abrir uma nova guia copiando nela o link que disponibilizarei. o Funções e funçãoafim: capítulo 2 e 3 do livro Pré-Cálculo: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/34!/4/4@0.00:7.65 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/34!/4/4@0.00:7.65 AULA ATIVIDADE TUTOR Engenharias o Funções quadráticas: capítulo 5 do livro Pré-Cálculo: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/94 o Função exponencial e logarítmica: capítulo 7 do livro Pré-Cálculo: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/126 o Funções trigonométricas: capítulo 8 do livro Pré-Cálculo: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/150 Bons Estudos! https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/94 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/126 https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603215/cfi/150
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