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5 Prova de Matemática de 16/01/2021 5.1 Grupo I 1.(Caṕıtulo 1) Acerca dos números inteiros pertencentes ao conjunto [−2, 1 2 [∩] − √ 2, 1], po- demos afirmar que: (A) A sua soma é positiva. (B) A sua soma é nula. (C) O seu produto é negativo. (D) O seu produto é nulo. Resolução: Considere o esquema a seguir indicado para determinar [ −2, 1 2 [ ∩ ] − √ 2, 1 ] Deste conclui que [ −2, 1 2 [ ∩ ] − √ 2, 1 ] = ] − √ 2, 1 2 [ Os inteiros que pertencem ao intervalo interseção são −1 e 0, sendo o produto destes números nulo. A resposta certa é a (D). 2.(Caṕıtulo 1) O valor da expressão numérica ( 1 2 + 2 3 )−5 × (−8 7 + 2 )−9 ÷ (−7 6 )4 é: (A) −1 2 (B) 1 (C) 0 (D) 36 7 Resolução:( 1 2 + 2 3 )−5 × (−8 7 + 2 )−9 ÷ (−7 6 )4 = ( 3 6 + 4 6 )−5 × (−8 7 + 14 7 )−9 ÷ (−7 6 )4 = ( 7 6 )−5 × (6 7 )−9 ÷ (7 6 )4 = ( 7 6 )−5 × (7 6 )9 ÷ (7 6 )4 = ( 7 6 )4 ÷ (7 6 )4 = 1 A resposta certa é a (B). 3.(Caṕıtulo 3) Para fugir à violência do norte de África, um homem tinha uma longa distância a percorrer até à fronteira do seu Páıs. Sabe-se que fez metade da viagem de carro e, acabada 37 a gasolina, fez um terço da viagem de comboio. Como a fronteira ficava a 20 km da última estação de caminho de ferro, este efetuou o restante percurso a pé. Então, a distância total percorrida pelo homem foi: (A) 120km (B) 60km (C) 20km (D) 100km Resolução: A fração que representa a distância percorrida de carro é 1 2 , a que representa a distância percorrida de comboio é 1 3 , donde resulta que a fração que representa a distância percorrida a pé é: 1− ( 1 2 + 1 3 ) = 1− ( 3 6 + 2 6 ) = 1− 5 6 = 1 6 Esta fração corresponde a 20 km; a distância total é então 6× 20 = 120km. A resposta certa é a (A). 4.(Caṕıtulo 2) Qual dos seguintes polinómios é igual a (x− 2)2 − x2? (A) −4 (B) −4x− 4 (C) 4 (D) −4x+ 4 Resolução: (x− 2)2 − x2 = x2 − 4x+ 4− x2 = −4x+ 4 A resposta certa é a (D). 5.(Caṕıtulo 4) Qual das seguintes afirmações é verdadeira? (A) No 2o Quadrante, cos (α)× tg (α) > 0. (B) No 3o Quadrante, o cosseno e o seno têm sinais diferentes. (C) Existe um ângulo no 4o Quadrante cujo cosseno é igual a 5/2. (D) Existe um ângulo no 1o Quadrante cuja tangente é igual a -1. Resolução: 38 (A) No 2o Quadrante o cosseno é negativo e a tangente também; o produto é positivo. (B) No 3o Quadrante o cosseno é negativo e o seno também e por isso têm o mesmo sinal. (C) O cosseno não pode ser maior que 1. (D) No 1o Quadrante a tangente é positiva. A resposta certa é a (A). 6.(Caṕıtulo 5) Considere a função f , de domı́nio R, definida por f(x) = { x+ 1 6 se x ≤ 1 x+ 1 2 se x > 1 (A) 1 3 (B) 5 6 (C) 3 5 (D) 7 6 Resolução: f(x) = { x+ 1 6 se x ≤ 1 x+ 1 2 se x > 1 Sendo x = 2 3 < 1⇒ f ( 2 3 ) = 2 3 + 1 6 = 4 6 + 1 6 = 5 6 A resposta certa é a (B). 7.(Caṕıtulo 6) Nos quatro primeiros dias úteis de uma semana um funcionário de uma loja de eletrodomésticos atendeu 19, 15, 17 e 21 clientes e no quinto dia útil dessa semana atendeu n clientes. Se a média do número diário de clientes atendidos por esse funcionário, nos cinco dias úteis dessa semana foi 19, a mediana foi de: (A) 18 (B) 20 (C) 19 (D) 21 Resolução: 19 = 19+15+17+21+n 5 ⇔ 95 = n+ 72⇔ n = 23 Ordenando os valores por ordem crescente 15 17 19 21 23 conclui-se que o valor ”cen- tral”, ou seja, a mediana é 19. A resposta certa é a (C). 39 5.2 Grupo II 1.(Caṕıtulo 1) Considere a seguinte expressão: A = ( 1− 1 2 )3 × 43 − ( 2 3 − 1 )12 ÷ ( 1 3 )14 Utilizando, sempre que posśıvel, as regras das operações com potências, mostre que: A = −1 Resolução: A = ( 1− 1 2 )3 × 43 − (2 3 − 1 )12 ÷ (1 3 )14 = ( 2 2 − 1 2 )3 × 43 − (2 3 − 3 3 )12 ÷ (1 3 )14 = ( 1 2 )3 × 43 − (−1 3 )12 ÷ (1 3 )14 = ( 1 2 × 4 )3 − (1 3 )12 ÷ (1 3 )14 = 23 − ( 1 3 )−2 = 23 − 32 = 8− 9 = −1 2.(Caṕıtulo 2 e 3) Determine o conjunto dos valores inteiros de x que verificam simul- taneamente as seguintes inequações: (x− 2)2 < (x+ 1)2 ∧ 3−x 2 + 1 > 0 Resolução: (x− 2)2 < (x+ 1)2 ∧ 3−x 2 + 1 > 0⇔ x2 − 4x+ 4 < x2 + 2x+ 1 ∧ 3− x+ 2 > 0 ⇔ −4x+ 4 < 2x+ 1 ∧ −x > −5⇔ −6x < −3 ∧ x < 5⇔ 6x > 3 ∧ x < 5⇔ x > 3 6 ∧ x < 5 ⇔ x > 1 2 ∧ x < 5⇔]1 2 , 5[⇒]1 2 , 5[∩Z = {1, 2, 3, 4} 3.(Caṕıtulo 3) Acerca de um terreno, com a forma retangular, que a empresa XPTO ad- quiriu sabe-se que: • A área do terreno é superior a 60 m2; • O peŕımetro do terreno não é superior a 84 m; • Um dos lados mede 6,4 m. Justificando convenientemente, comente a afirmação: “O maior lado do terreno pode assumir qualquer medida até 35,6 m”. Resolução: Representando por x a medida, em m, do maior lado do retângulo, temos: 6, 4x > 60 ∧ 2× 6, 4 + 2x ≤ 84⇔ x > 60 6,4 ∧ 2x ≤ 84− 12, 8⇔ x > 9, 375 ∧ 2x ≤ 71, 2 ⇔ x > 9, 375 ∧ x ≤ 71,2 2 ⇔ x > 9, 375 ∧ x ≤ 35, 6 Donde se conclui que a afirmação é falsa porque a medida do maior lado deve ser superior a 9, 375 m. 40 4.(Caṕıtulo 4) Num terreno retangular, [ABCD], destinado à pastagem de animais, pretende- se construir uma estrada delineada por dois segmentos de reta paralelos, [AC] e [EF], ao longo dos quais se colocará uma BrickRede, de forma a impedir os animais de passarem da zona representada pelo triângulo [ABC], para a zona representada pelo triângulo [DEF], conforme representação na figura abaixo: AB = 9 m BC = 12 m AE = 4 m Quantos metros de BrickRede será necessário adquirir? Resolução: Com base no teorema de Pitágoras tem-se: AC 2 = BC 2 +BA 2 ⇔ AC2 = 122 + 92 ⇔ AC2 = 122 + 92 = 225⇒ AC = √ 225 = 15 m Com base nos dados tem-se: ED = BC − AE = 12− 4 = 8 m Os triângulos [DAC] e [DEF] são semelhantes porque têm dois ângulos iguais. Assim: ED AD = EF AC ⇔ 8 12 = EF 15 ⇔ 12× EF = 15× 8⇔ EF = 120 12 = 10 m O comprimento da BrickRede necessário será: AC + EF = 15 + 10 = 25 m 5.(Caṕıtulo 4) Mostre que: −1 + [cos(x) + sen(x)]2 2 cos(x) = sen(x) Resolução: −1+[cos(x)+sen(x)]2 2 cos(x) = −1+[(cos(x))2+2sen(x) cos(x)+(sen(x))2] 2 cos(x) = −1+[[(cos(x))2+(sen(x))2]+2sen(x) cos(x)] 2 cos(x) = −1+[1+2sen(x) cos(x)] 2 cos(x) = −1+1+2sen(x) cos(x)2 cos(x) = 2sen(x) cos(x) 2 cos(x) x 6=π2+kπ,k∈Z= cos(x) 6=0 sen(x) 41 6.(Caṕıtulo 3) O valor de uma máquina decresce com o tempo, devido ao desgaste. Su- ponha que o valor pode ser modelado por uma função do 1o grau em função do tempo de uso da máquina. Sabendo que há dois anos a máquina valia 20.000,00e e hoje ela vale 15.000,00e, quanto valerá daqui a cinco anos? Resolução: Como o valor, v, da máquina em função do tempo, t, é modelado por uma função do 1o grau, v(t) = at+ b, tem-se: v (−2) = a× (−2) + b = 20000 v (0) = −2× 0 + b = 15000 ⇔ −2a+ 15000 = 20000 b = 15000 ⇔ −2a = 5000 b = 15000 ⇔ a = −2500 b = 15000 ⇒ v (t) = −2500t+ 15000 Donde resulta: v (5) = −2500× 5 + 15000 = 2500 e 7.(Caṕıtulo 6) Num saco há 6 bolas brancas e as restantes são pretas. Sabe-se que, ao retirar uma bola do saco, ao acaso, a probabilidade de sair branca é 2 5 . Determine o número de bolas pretas que há no saco. Resolução: Representando por n o número de bolas pretas existentes no saco, tem-se: 6 6+n = 2 5 ⇔ 30 = 12 + 2n⇔ 2n = 18⇔ n = 9 8.(Caṕıtulo 1, 3 e 6) Seja k um número natural. Sabe-se que 10 é o valor exato da média dos números 5, 7, 10, 12 e k2. Qual é o valor de k? Resolução: Por definição de média de uma amostra, x, tem-se: x = 5+7+10+12+k 2 5 = 10⇔ 5 + 7 + 10 + 12 + k2 = 50 ⇔ k2 = 50− 34⇔ k2 = 16⇔ k = ±4⇒ k = k∈N 4 42 Prova de Matemática de 16/01/2021 Grupo I Grupo II
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