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Lista 02 – Funções Trigonométricas Prof. Erickson 1 Olá, queridos! Esta lista tem como objetivo a consolidação das Aulas 17 a 20 – Fun- ções Trigonométricas. Essas aulas são muito importantes para uma boa preparação para os vestibulares que prestarão e, por isso, a lista está extensa. Muita atenção: escolha as questões de acordo com suas necessidades, isto é, de acordo com o nível que precisa treinar e de acordo com as pro- vas que irão prestar. Não é preciso resolver tudo!!!!!! Separei as questões em diferentes seções para facilitar essa seleção por vocês. Em todo caso, a seguir deixo uma sugestão de estudo SUGESTÃO DE ESTUDO – FOCO 100% ENEM ENEM: TODOS! TREINO: 9, 16, 21, 22 CONSOLIDAÇÃO: 29, 35 APROFUNDAMENTO: 39, 40 SUGESTÃO DE ESTUDO – FOCO MED / OUTROS VESTIBULARES ENEM: 2, 5, 6, 8 TREINO: 9, 15, 20 CONSOLIDAÇÃO: 25, 26, 27, 36 APROFUNDAMENTO: 37, 39, 40, 46 Bom estudo! ENEM 1. (Enem 2010) Um satélite de telecomunicações, t minutos após ter atingido sua órbita, está a r quilômetros de distância do centro da Terra. Quando r assume seus valores máximo e mínimo, diz-se que o satélite atingiu o apogeu e o perigeu, respectivamente. Suponha que, para esse satélite, o valor de r em função de t seja dado por ( ) ( ) 5865 r t 1 0,15.cos 0,06t = + Um cientista monitora o movimento desse satélite para controlar o seu afastamento do centro da Terra. Para isso, ele precisa calcular a soma dos valores de r, no apogeu e no perigeu, representada por S. O cientista deveria concluir que, periodicamente, S atinge o valor de a) 12 765km b) 12 000km c) 11 730 km d) 10 965 km e) 5 865 km 2. (Enem 2014) A quantidade de certa espécie de crustáceos, medida em toneladas, presente num trecho de mangue, foi modelada por: 600 Q(t) 6 4sen(wt) = + onde t representa o número de meses transcorridos após o início de es- tudo e w é uma constante. O máximo e o mínimo de toneladas observados durante este estudo são, respectivamente, a) 600 e 100 b) 600 e 150 c) 300 e 100 d) 300 e 60 e) 100 e 60 3. (Enem 2017) Raios de luz solar estão atingindo a superfície de um lago formando um ângulo x com a sua superfície, conforme indica a fi- gura. Em determinadas condições, pode-se supor que a intensidade luminosa desses raios, na superfície do lago, seja dada aproximadamente por l(x)= k.sen(x) sendo k uma constante, e supondo-se que x está entre 0° e 90°. Quando x = 30°, a intensidade luminosa se reduz a qual percentual de seu valor máximo? a) 33% b) 50% c) 57% d) 70% e) 86% 4. (Enem 2018) Em 2014 foi inaugurada a maior roda-gigante do mundo, a High Roller, situada em Las Vegas. A figura representa um esboço dessa roda-gigante, no qual o ponto A representa uma de suas cadeiras: A partir da posição indicada, em que o segmento OA se encontra para- lelo ao plano do solo, rotaciona-se a High Roller no sentido anti-horário, em torno do ponto O. Sejam t o ângulo determinado pelo segmento OA em relação à sua posição inicial, e f a função que descreve a altura do ponto A, em relação ao solo, em função de t. Após duas voltas completas, f tem o seguinte gráfico: A expressão da função altura é dada por a) 𝑓(𝑡) = 80 𝑠𝑒𝑛(𝑡) + 88 b) 𝑓(𝑡) = 80 𝑐𝑜𝑠( 𝑡) + 88 c) 𝑓(𝑡) = 88 𝑐𝑜𝑠( 𝑡) + 168 d) 𝑓(𝑡) = 168 𝑠𝑒𝑛(𝑡) + 88 𝑐𝑜𝑠( 𝑡) e) 𝑓(𝑡) = 88 𝑠𝑒𝑛(𝑡) + 168 𝑐𝑜𝑠( 𝑡) 2 5. (Enem PPL 2015) Um técnico precisa consertar o termostato do apa- relho de ar-condicionado de um escritório, que está desregulado. A tem- peratura T, em graus Celsius, no escritório, varia de acordo com a fun- ção T(h) = A + B sen ( π 12 (h − 12)), sendo h o tempo, medido em horas, a partir da meia-noite (0 ≤ h ≤ 24) e A e B os parâmetros que o técnico precisa regular. Os funcionários do escritório pediram que a temperatura máxima fosse 26°C a mínima 18°C e que durante a tarde a temperatura fosse menor do que durante a manhã. Quais devem ser os valores de A e de B para que o pedido dos funcio- nários seja atendido? a) A = 18 e B = 8 b) A = 22 e B = - 4 c) A = 22 e B = 4 d) A = 26 e B = - 8 e) A = 26 e B = 8 Comentário do prof: cuidado com a questão 5, ela é uma questão difí- cil, pois traz uma espécie de “pegadinha”! Tente resolver e, caso tenha dúvidas, consulte a resolução comentada. 6. (Enem 2017) Um cientista, em seus estudos para modelar a pressão arterial de uma pessoa, utiliza uma função do tipo: 𝑃(𝑡) = 𝐴 + 𝐵 𝑐𝑜𝑠( 𝑘𝑡) em que 𝐴, 𝐵 e 𝑘 são constantes reais positivas e 𝑡 representa a variá- vel tempo, medida em segundo. Considere que um batimento cardíaco representa o intervalo de tempo entre duas sucessivas pressões máxi- mas. Ao analisar um caso específico, o cientista obteve os dados: Pressão mínima 78 Pressão máxima 120 Número de batimentos cardíacos por minuto 90 A função 𝑃(𝑡) obtida, por este cientista, ao analisar o caso específico foi a) 𝑃(𝑡) = 99 + 21 𝑐𝑜𝑠( 3𝜋𝑡) b) 𝑃(𝑡) = 78 + 42 𝑐𝑜𝑠( 3𝜋𝑡) c) 𝑃(𝑡) = 99 + 21 𝑐𝑜𝑠( 2𝜋𝑡) d) 𝑃(𝑡) = 99 + 21 𝑐𝑜𝑠( 𝑡) e) 𝑃(𝑡) = 78 + 42 𝑐𝑜𝑠( 𝑡) 7. (Enem PPL 2014) Uma pessoa usa um programa de computador que descreve o desenho da onda sonora correspondente a um som esco- lhido. A equação da onda é dada, num sistema de coordenadas cartesia- nas, por 𝑦 = 𝑎 ⋅ 𝑠𝑒𝑛[𝑏(𝑥 + 𝑐)], em que os parâmetros 𝑎, 𝑏, 𝑐 são positivos. O programa permite ao usuário provocar mudanças no som, ao fazer alterações nos valores desses parâmetros. A pessoa deseja tor- nar o som mais agudo e, para isso, deve diminuir o período da onda. O(s) único(s) parâmetro(s) que necessita(m) ser alterado(s) é(são) a) 𝑎. b) 𝑏. c) 𝑐. d) 𝑎 e 𝑏. e) 𝑏 e 𝑐. 8. (Enem PPL 2019) Os movimentos ondulatórios (periódicos) são re- presentados por equações do tipo ±𝐴𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 + 𝜃), que apresentam parâmetros com significados físicos importantes, tais como a frequência 𝑤 = 2𝜋 𝑇 , em que 𝑇 é o período; 𝐴 é a amplitude ou deslocamento má- ximo; 𝜃 é o ângulo de fase 0 ≤ 𝜃 < 2𝜋 𝑤 , que mede o deslocamento no eixo horizontal em relação à origem no instante inicial do movimento. O gráfico representa um movimento periódico, 𝑃 = 𝑃(𝑡), em centíme- tro, em que 𝑃 é a posição da cabeça do pistão do motor de um carro em um instante 𝑡, conforme ilustra a figura. A expressão algébrica que representa a posição 𝑃(𝑡), da cabeça do pis- tão, em função do tempo 𝑡 é a) 𝑃(𝑡) = 4𝑠𝑒𝑛(2𝑡) b) 𝑃(𝑡) = −4𝑠𝑒𝑛(2𝑡) c) 𝑃(𝑡) = −4𝑠𝑒𝑛(4𝑡) d) 𝑃(𝑡) = 4𝑠𝑒𝑛 (2𝑡 + 𝜋 4 ) e) 𝑃(𝑡) = 4𝑠𝑒𝑛 (4𝑡 + 𝜋 4 ) TREINO 9. (Uerj 2020) O gráfico a seguir representa a função periódica definida por 𝑓(𝑥) = 2 𝑠𝑒𝑛 (𝑥), 𝑥 ∈ ℝ. No intervalo [ 𝜋 2 , 5𝜋 2 ], 𝐴 e 𝐵 são pon- tos do gráfico em que 𝑓 ( 𝜋 2 ) = 𝑓 ( 5𝜋 2 ) são valores máximos da função. A área do retângulo 𝐴𝐵𝐶𝐷 é: a) 6𝜋 b) 5𝜋 c) 4𝜋 d) 3𝜋 10. (Ucs 2016) O gráfico abaixo representa uma função real. Assinale a alternativa em que consta a função representada pelo gráfico. a) 𝑓(𝑥) = −2 𝑐𝑜𝑠 𝑥 b) 𝑓(𝑥) = 2 𝑐𝑜𝑠 𝑥 2 c) 𝑓(𝑥) = 2 𝑠𝑒𝑛 𝑥 d) 𝑓(𝑥) = 2 𝑠𝑒𝑛 2𝑥 e) 𝑓(𝑥) = 𝑠𝑒𝑛 𝑥 2 3 11.(ifpe 2016) Na cidade de Recife, mesmo que muito discretamente, devido à pequena latitude em que nos encontramos, percebemos que, no verão, o dia se estende um pouco mais em relação à noite e, no in- verno, esse fenômeno se inverte. Já em outros lugares do nosso pla- neta, devido a grandes latitudes, essa variação se dá de forma muito mais acentuada. É o caso de Ancara, na Turquia, onde a duração de luz solar 𝐿, em horas, no dia 𝑑 do ano, após 21 de março, é dada por:𝐿(𝑑) = 12 + 2,8 ⋅ 𝑠𝑒𝑛 [ 2𝜋 365 (𝑑 − 80)] Determine, em horas, respectivamente, a máxima e a mínima duração de luz solar durante um dia em Ancara. a)12,8 e 12 b)14,8 e 9,2 c)12,8 e 9,2 d)12 e 12 e)14,8 e 12 12. (Uece 2018) Seja 𝑓: ℝ → ℝ definida por 𝑓(𝑥) = 3 2+𝑠𝑒𝑛 𝑥 . Se 𝑀 e 𝑚 são respectivamente os valores máximo e mínimo que a função 𝑓 assume, o valor do produto 𝑀 ⋅ 𝑚 é a) 2,0. b) 3,5. c) 3,0. d) 1,5. 13. (Unisc 2016) Se 𝑓 é uma função real 𝑓(𝑥) = 2 − 𝑐𝑜𝑠( 2𝑥), então é correto afirmar que a) 1 ≤ 𝑓(𝑥) ≤ 3 para todo 𝑥 real. b) O gráfico de 𝑓 intercepta o eixo 𝑥. c) 𝑓(𝑥) ≤ 2 para todo 𝑥 real. d) 𝑓(0) = 2. e) 𝑓( 𝑥) ≥ 3 para todo 𝑥 real. 14. (Ufrgs 2019) Considere a função 𝑓(𝑥) = 3 − 5 𝑠𝑒𝑛 (2𝑥 + 4). Os valores de máximo, mínimo e o período de 𝑓(𝑥) são, respectivamente, a) −2, 8, 𝜋 b) 8, −2, 𝜋 c) 𝜋, −2, 8 d) 𝜋, 8, −2 e) 8, 𝜋, −2 15. (Uerj 2019) Considere a representação abaixo, de metade da órbita do planeta Mercúrio em torno do Sol. A distância 𝑟𝑀 entre o Sol e Mer- cúrio varia em função do ângulo 𝜃, sendo 0° ≤ 𝜃 ≤ 180°. Para o cálculo aproximado de 𝑟𝑀 , em milhões de quilômetros, emprega- se a seguinte fórmula: 𝑟𝑀 = 555 10 − 2 × 𝑐𝑜𝑠 𝜃 Calcule a distância 𝑃𝐴, em milhões de quilômetros. 16. (cftmg 2015) O esboço do gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑎 + 𝑏 𝑐𝑜𝑠( 𝑥) é mostrado na figura seguinte. Nessa situação, o valor de 𝑎 ⋅ 𝑏 é a) 2 b) 3 c) 5 d) 6 17. (Ifsul 2015) Corrente alternada é a corrente elétrica na qual a inten- sidade e a direção são grandezas que variam ciclicamente. Em um cir- cuito de potência de corrente alternada, a forma da onda mais utilizada é a onda senoidal, no entanto, ela pode se apresentar de outras formas como, por exemplo, a onda triangular e a onda quadrada. A função 𝑓(𝑡) = 30 𝑠𝑒𝑛 ( 2𝜋𝑡−𝜋 5 ) expressa a corrente alternada de um circuito em função do tempo, dado em segundos. Qual é o período dessa função? a) 3 𝑠 b) 4 𝑠 c) 5 𝑠 d) 6 𝑠 18. (Upe 2017) Se a função trigonométrica 𝑦 = 𝑎 + 𝑏 𝑠𝑒𝑛( 𝑝𝑥) tem imagem 𝐼 = [1, 5] e período 3 𝜋 , qual é o valor da soma 𝑎 + 𝑏 + 𝑝? Adote 𝜋 = 3 𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑒 𝑎, 𝑏 𝑒 𝑝 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠. a) 5 b) 6 c) 8 d) 10 e) 11 19. (Unesp 2014) Determine o período da função 𝑓(𝜃) dada pela lei de formação 𝑓(𝜃) = (−1) 5 ⋅ 𝑠𝑒𝑛 ( 2 3 ⋅ 𝜃 − 𝜋 3 ) − 1. 20. (Uern 2013) A razão entre o maior e o menor número inteiro que per- tencem ao conjunto imagem da função 𝑦 = −4 + 2 𝑐𝑜𝑠 (𝑥 − 2𝜋 3 ) é a) 2. b) 1 3 . c) – 3. d) − 1 2 . 21. (Mackenzie 2012) O maior valor que o número real 10 2− 𝑠𝑒𝑛 x 3 pode assumir é a) 20 3 b) 7 3 c) 10 d) 6 e) 20 7 22.. (Uem 2016 - adaptada) Num experimento, um determinado material é colocado em um forno cuja temperatura varia segundo a função 𝑇(𝑡) = 120 + 𝑠𝑒𝑛 𝜋 2 𝑡, em que 𝑡 é o tempo em minutos e 𝑇 é a tempe- ratura em °𝐶. Sobre o experimento, assinale o que for correto. I) A função 𝑇 é periódica de período 2𝜋. II) A temperatura 𝑇 ao qual o material está exposto varia de 0 °𝐶 a 120 °𝐶. III) O gráfico da função 𝑇 tem amplitude 1 2 . CONSOLIDAÇÃO 23. (ifba 2016) A partir do solo, o pai observa seu filho numa roda gi- gante. Considere a altura A, em metros, do filho em relação ao solo, dada pela função 𝐴(𝑡) = 12,6 + 4 𝑠𝑒𝑛 [ 𝜋 18⋅ (𝑡 − 26)], onde o tempo (𝑡) é dado em segundos e a medida angular em radianos. Assim sendo, a altura máxima e mínima e o tempo gasto para uma volta completa, ob- servados pelo pai, são, respectivamente: a) 10,6 metros; 4,6 metros e 40 segundos. b) 12,6 metros; 4,0 metros e 26 segundos. c) 14,6 metros; 6,6 metros e 24 segundos. d) 14,6 metros; 8,4 metros e 44 segundos. e) 16,6 metros; 8,6 metros e 36 segundos. 4 24. (Fgv 2016) O número de quartos ocupados em um hotel varia de acordo com a época do ano. Estima-se que o número de quartos ocupados em cada mês de determi- nado ano seja dado por 𝑄(𝑥) = 150 + 30 𝑐𝑜𝑠 ( 𝜋 6 𝑥) em que 𝑥 é es- tabelecido da seguinte forma: 𝑥 = 1 representa o mês de janeiro, 𝑥 = 2 representa o mês de fevereiro, 𝑥 = 3 representa o mês de março, e assim por diante. Em junho, em relação a março, há uma variação porcentual dos quartos ocupados em a) −20% b) −15% c) −30% d) −25% e) −50% 25. (Upe 2018) A função 𝑦 = 𝑎 + 𝑏 𝑐𝑜𝑠 𝑥, com 𝑎 e 𝑏 reais, represen- tada graficamente a seguir, intersecta o eixo 𝑦 no ponto de coordenadas (0, −1) e tem valor máximo 𝑦 = 5. Qual é o valor da soma 5𝑎 + 2𝑏? a) 4 b) −1 c) 3 d) −2 e) 6 26. (cftmg 2019) Seja a função definida por 𝑓(𝑥) = 2 + 2 𝑠𝑒𝑛 (𝑥), no intervalo 0 ≤ 𝑥 ≤ 2𝜋. O ponto de mínimo de 𝑓(𝑥), nesse intervalo, tem coordenadas a) ( 𝜋 2 , 0). b) ( 𝜋 2 , −2). c) ( 3𝜋 2 , −2). d) ( 3𝜋 2 , 0). 27. (Ufrgs 2018) Um ponto 𝐴, que se movimenta sobre uma circunfe- rência, tem sua posição 𝑝(𝑡), considerada na vertical, no instante 𝑡, descrita pela relação 𝑝(𝑡) = 100 − 20 𝑠𝑒𝑛 (𝑡), para 𝑡 ≥ 0. Nesse caso, a medida do diâmetro dessa circunferência é a) 30. b) 40. c) 50. d) 80. e) 120. 28. (Insper 2015) A figura abaixo representa o gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑎 𝑐𝑜𝑠( 𝑥) + 𝑏. A soma 𝑎 + 𝑏 e a diferença 𝑏 − 𝑎 são, respectivamente, iguais a a) 3 e 1. b) 1 e −3. c) 𝜋 e 1. d) −1 e 𝜋. e) 3 e −1. 29. (Fgv 2017) Uma fórmula que mede a magnitude 𝑀 de um terremoto pode ser escrita como 𝑀 = 0,67 ⋅ 𝑙𝑜𝑔 𝐸 − 3,25, sendo 𝐸 a energia mecânica liberada pelo abalo, medida em Joules. a) Calcule, por meio da fórmula dada, a energia mecânica liberada por um terremoto de magnitude 2,11. b) A figura a seguir mostra um modelo trigonométrico que, por meio da função cosseno 𝑦 = 𝐴 + 𝐵 ⋅ 𝑐𝑜𝑠 (𝑚𝑥 + 𝑛), ajuda a prever a magni- tude de terremotos em uma ilha do Pacífico. Nesse modelo, 𝑦 indica a magnitude do terremoto, e 𝑥 indica o ano de ocorrência, sendo 𝑥 = 1 correspondente ao ano 1980, 𝑥 = 6 correspondente ao ano 1990, 𝑥 = 11 correspondente ao ano 2000, e assim sucessivamente. Determine domínio, imagem e período da função cujo gráfico está indi- cado na figura. Em seguida, determine os valores dos parâmetros 𝐴, 𝐵, 𝑚 e 𝑛 da lei dessa função. 30. (Ucs 2015) A pressão arterial 𝑃 (em mmHg) de uma pessoa varia, com o tempo 𝑡 (em segundos), de acordo com a função definida por 𝑃(𝑡) = 100 + 20 𝑐𝑜𝑠( 6𝑡 + 𝜋), em que cada ciclo completo (perí- odo) equivale a um batimento cardíaco. Considerando que 19𝜋 ≈ 60, quais são, de acordo com a função, res- pectivamente, a pressão mínima, a pressão máxima e a frequência de batimentos cardíacos por minuto dessa pessoa? a) 80, 120 e 57 b) 80, 120 e 60 c) 80, 100 e 19 d) 100, 120 e 19 e) 100, 120 e 60 31. (ifba 2017) Há milhares de anos, os homens sabem que a Lua tem alguma relação com as marés. Antes do ano 100 a.C., o naturalista ro- mano Plínio escreveu sobre a influência da Lua nas marés. Mas as leis físicas desse fenômeno não foram estudadas até que o cientista inglês Isaac Newton descobriu a lei da gravitação no século XVII. As marés são movimentos de fluxo e refluxo das águas dos mares pro- vocados pela atração que a Lua e secundariamente o Sol exercem sobre os oceanos. Qualquer massa de água, grande ou pequena, está sujeita às forças causadoras de maré provindas do Sol e da Lua. Porém é so- mente no ponto em que se encontram os oceanos e os continentesque as marés têm grandeza suficiente para serem percebidas. As águas dos rios e lagos apresentam subida e descida tão insignificante que a dife- rença é inteiramente disfarçada por mudanças de nível devidas ao vento e ao estado do tempo. Sendo a maré representada por uma função periódica, e supondo que a função que descreve melhor o movimento da maré em Salvador - BA é dada pela expressão: 𝐴(𝑡) = 1,8 + 1,2 𝑠𝑒𝑛(0,5𝜋𝑡 + 0,8𝜋), 𝑡 é o tempo em horas 0 ≤ 𝑡 ≤ 24. Sendo assim, as alturas máxima e mínima da maré descrita pela função 𝐴(𝑡) são, respectivamente: a) 3,0 𝑚 e 0,6 𝑚 b) 3,0 𝑚 e 0,8 𝑚 c) 2,5 𝑚 e 0,6 𝑚 d) 2,5 𝑚 e 0,8 𝑚 e) 2,8 𝑚 e 0,6 𝑚 5 32. (Ufpe 2013) Seja f uma função que tem como domínio o conjunto dos números reais e é dada por 𝑓(𝑥) = 𝑎 ⋅ 𝑠𝑒𝑛(𝜔 ⋅ 𝑥 + 𝑏), com a, 𝜔 e b constantes reais. A figura abaixo ilustra o gráfico de f, restrito ao in- tervalo fechado [− 𝜋 6 , 5𝜋 6 ]. A função f tem período 𝜋 e seu conjunto ima- gem é o intervalo fechado [−5,5]. Determine as constantes a e 𝜔 e o menor valor positivo de b. Indique 𝑎2 + 𝜔2 + 3𝑏 𝜋 . 33. (Unesp 2010) Em situação normal, observa-se que os sucessivos períodos de aspiração e expiração de ar dos pulmões em um indivíduo são iguais em tempo, bem como na quantidade de ar inalada e expelida. A velocidade de aspiração e expiração de ar dos pulmões de um indiví- duo está representada pela curva do gráfico, considerando apenas um ciclo do processo. Sabendo-se que, em uma pessoa em estado de repouso, um ciclo de aspiração e expiração completo ocorre a cada 5 segundos e que a taxa máxima de inalação e exalação, em módulo, é 0,6 1/s, a expressão da função cujo gráfico mais se aproxima da curva representada na figura é: a) 𝑉(𝑡) = 2𝜋 5 𝑠𝑒𝑛 ( 3 5 𝑡). b) 𝑉(𝑡) = 3 5 𝑠𝑒𝑛 ( 5 2𝜋 𝑡). c) 𝑉(𝑡) = 0,6 𝑐𝑜𝑠 ( 2𝜋 5 𝑡). d) 𝑉(𝑡) = 0,6𝑠𝑒𝑛 ( 2𝜋 5 𝑡). e) 𝑉(𝑡) = 5 2𝜋 𝑐𝑜𝑠(0,6𝑡). 34. (Unesp 2007) Podemos supor que um atleta, enquanto corre, ba- lança cada um de seus braços ritmicamente (para frente e para trás) se- gundo a equação 𝑦 = 𝑓(𝑡) = 𝜋 9 𝑠𝑒𝑛 ( 8𝜋 3 (𝑡 − 3 4 )). , onde y é o ângulo compreendido entre a posição do braço e o eixo verti- cal (− 𝜋 9 ≤ 𝑦 ≤ 𝜋 9 ) e t é o tempo medido em segundos, t ≥ 0. Com base nessa equação, determine quantas oscilações completas (para frente e para trás) o atleta faz com o braço em 6 segundos. 35. (Unesp 2004) Do solo, você observa um amigo numa roda gigante. A altura h em metros de seu amigo em relação ao solo é dada pela ex- pressão ℎ(𝑡) = 11,5 + 10𝑠𝑒𝑛 ( 𝜋 12 (𝑡 − 26)), onde o tempo t é dado em segundos e a medida angular em radianos. a) Determine a altura em que seu amigo estava quando a roda começou a girar (t = 0). b) Determine as alturas mínima e máxima que seu amigo alcança e o tempo gasto em uma volta completa (período). 36. (Ufpr 2011) Suponha que a expressão P = 100 + 20 sen(2𝜋t) des- creve de maneira aproximada a pressão sanguínea P, em milímetros de mercúrio, de uma certa pessoa durante um teste. Nessa expressão, t re- presenta o tempo em segundos. A pressão oscila entre 20 milímetros de mercúrio acima e abaixo dos 100 milímetros de mercúrio, indicando que a pressão sanguínea da pes- soa é 120 por 80. Como essa função tem um período de 1 segundo, o coração da pessoa bate 60 vezes por minuto durante o teste. a) Dê o valor da pressão sanguínea dessa pessoa em t = 0 s; t = 0,75 s. b) Em que momento, durante o primeiro segundo, a pressão sanguínea atingiu seu mínimo? APROFUNDAMENTO 37. (Unifesp 2018) Uma chapa retangular metálica, de área igual a 8,132 𝑚2, passa por uma máquina que a transforma, sem nenhuma perda de material, em uma telha ondulada. A figura mostra a telha em perspectiva. A curva que liga os pontos 𝐴 e 𝐵, na borda da telha, é uma senoide. Considerando um sistema de coordenadas ortogonais com origem em 𝐴, e de forma que as coordenadas de 𝐵, em centímetros, sejam (195, 0), a senoide apresentará a seguinte configuração: a) Calcule o comprimento da senoide indicada no gráfico, do ponto 𝐴 até o ponto 𝐵. b) Determine a expressão da função cujo gráfico no sistema de coorde- nadas é a senoide de 𝐴 até 𝐵. Determine o domínio, a imagem e o perí- odo dessa função. 38. (Ufpr 2020) A maior variação de maré do Brasil ocorre na baía de São Marcos, no estado do Maranhão. A diferença entre o nível mais alto e o nível mais baixo atingidos pela maré pode chegar a 8 metros em al- gumas épocas do ano. Suponha que em determinado dia do ano o nível da maré da baía de São Marcos possa ser descrito pela expressão 𝑛(𝑡) = 3 𝑠𝑒𝑛( (𝑡 − 5) 𝜋 6 ) + 4, com 𝑡 ∈ [0, 24] sendo 𝑡 o tempo (medido em horas) e 𝑛(𝑡) o nível da maré no instante 𝑡 (dado em me- tros). Com base nessas informações, considere as seguintes afirmativas: 1. O nível mais alto é atingido duas vezes durante o dia. 2. Às 11 ℎ é atingido o nível mais baixo da maré. 3. Às 5 ℎ é atingido o nível mais alto da maré. 4. A diferença entre o nível mais alto e o nível mais baixo é de 3 metros. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 6 39. (Fuvest 2018) Admitindo que a linha pontilhada represente o gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑠𝑒𝑛 (𝑥) e que a linha contínua represente o gráfico da função 𝑔(𝑥) = 𝛼𝑠𝑒𝑛 (𝛽𝑥), segue que a) 0 < 𝛼 < 1 e 0 < 𝛽 < 1. b) 𝛼 > 1 e 0 < 𝛽 < 1. c) 𝛼 = 1 e 𝛽 > 1. d) 0 < 𝛼 < 1 e 𝛽 > 1. e) 0 < 𝛼 < 1 e 𝛽 = 1. 40. (Fuvest 2017) Uma quantidade fixa de um gás ideal é mantida a temperatura constante, e seu volume varia com o tempo de acordo com a seguinte fórmula: 𝑉(𝑡) = 𝑙𝑜𝑔2( 5 + 2 𝑠𝑒𝑛(𝜋𝑡)), 0 ≤ 𝑡 ≤ 2, em que 𝑡 é medido em horas e 𝑉(𝑡) é medido em 𝑚3. A pressão má- xima do gás no intervalo de tempo [0, 2] ocorre no instante a) 𝑡 = 0,4 b) 𝑡 = 0,5 c) 𝑡 = 1 d) 𝑡 = 1,5 e) 𝑡 = 2 41. (Unioeste 2018) Em uma área de proteção ambiental existe uma po- pulação de coelhos. Com o aumento natural da quantidade de coelhos, há muita oferta de alimento para os predadores. Os predadores com a oferta de alimento também aumentam seu número e abatem mais coe- lhos. O número de coelhos volta então a cair. Forma-se assim um ciclo de oscilação do número de coelhos nesta reserva. Considerando-se que a população 𝑝( 𝑡) de coelhos fica bem modelada por 𝑝( 𝑡) = 1.000 − 250 𝑠𝑒𝑛 ( 2𝜋𝑡 360 ), sendo 𝑡 ≥ 0 a quantidade de dias decorridos, e o argumento da função seno é medido em radianos, pode-se afirmar que a) a população de coelhos é sempre menor ou igual a 1.000 indivíduos. b) em quatro anos a população de coelhos estará extinta. c) a população de coelhos dobrará em 3 anos. d) a quantidade de coelhos só volta a ser de 1.000 indivíduos depois de 360 dias. e) a população de coelhos atinge seu máximo em 1.250 indivíduos. 42. (Ufsm 2015) Cerca de 24,3% da população brasileira é hipertensa, quadro que pode ser agravado pelo consumo excessivo de sal. A varia- ção da pressão sanguínea 𝑃 (em mmHg) de um certo indivíduo é ex- pressa em função do tempo por 𝑃(𝑡) = 100 − 20 𝑐𝑜𝑠 ( 8𝜋 3 𝑡) onde 𝑡 é dado em segundos. Cada período dessa função representa um batimento cardíaco. Analise as afirmativas: I. A frequência cardíaca desse indivíduo é de 80 batimentos por minuto. II. A pressão em 𝑡 = 2 segundos é de 110𝑚𝑚𝐻𝑔. III. A amplitude da função 𝑃(𝑡) é de 30𝑚𝑚𝐻𝑔. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas III. d) apenas II e III. e) I, II e III. 43. (Uel 2019) Uma empresa de produtos alimentíciosrecebeu de seu contador uma planilha com os lucros mensais referentes ao ano de 2017. Ao analisar a planilha, a empresa constatou que, no mês 4 (abril), teve 𝑅$ 50.000,00 de lucro e que, no mês 6 (junho), o lucro foi de 𝑅$ 30.000,00. Determine o lucro da empresa, em dezembro de 2017, sabendo que a função que descreve o lucro 𝐿 no mês 𝑡 daquele ano é definida por 𝐿(𝑡) = 𝑎 ⋅ 𝑐𝑜𝑠 ( 𝜋 3 + 𝜋 2 𝑡) + 𝑏 em que 1 ≤ 𝑡 ≤ 12, 𝑎 > 0 e 𝑏 > 0. 44. (Acafe 2014) Com o objetivo de auxiliar os maricultores a aumentar a produção de ostras e mexilhões, um engenheiro de aquicultura fez um estudo sobre a temperatura da água na região do sul da ilha, em Floria- nópolis. Para isso, efetuou medições durante três dias consecutivos, em intervalos de 1 hora. As medições iniciaram às 5 horas da manhã do pri- meiro dia (𝑡 = 0) e os dados foram representados pela função perió- dica 𝑇(𝑡) = 24 + 3 𝑐𝑜𝑠 ( 𝜋𝑡 6 + 𝜋 3 ), em que 𝑡 indica o tempo (em horas) decorrido após o início da medição e 𝑇(𝑡), a temperatura (em °𝐶) no instante 𝑡. O período da função, o valor da temperatura máxima e o horário em que ocorreu essa temperatura no primeiro dia de observação valem, respec- tivamente: a) 6 h, 25,5 °𝐶 e 10 ℎ. b) 12 h, 27 °𝐶 e 10 ℎ. c) 12 h, 27 °𝐶 e 15 ℎ. d) 6 h, 25,5 °𝐶 e 15 ℎ. 45. (Ufpr 2017) Considere a função 𝑓(𝑥) = 4 𝑐𝑜𝑠 ( 𝑥𝜋 4 ) − 3, com 𝑥 ∈ (−∞, +∞). a) Qual é o valor mínimo que a função 𝑓 atinge? b) Para que valores de 𝑥 temos 𝑓(𝑥) = −1? 46. (Ufpr 2013) O pistão de um motor se movimenta para cima e para baixo dentro de um cilindro, como ilustra a figura. Suponha que em um instante t, em segundos, a altura h(t) do pistão, em centímetros, possa ser descrita pela expressão: ℎ(𝑡) = 4sen ( 2𝜋𝑡 0,05 ) + 4. a) Determine a altura máxima e mínima que o pistão atinge. b) Quantos ciclos completos esse pistão realiza, funcionando durante um minuto? 47. (Ufpr 2012) Suponha que, durante certo período do ano, a tempera- tura T, em graus Celsius, na superfície de um lago possa ser descrita pela função 𝐹(𝑡) = 21 − 4 𝑐𝑜𝑠 ( 𝜋 12 𝑡), sendo t o tempo em horas me- dido a partir das 06h00 da manhã. a) Qual a variação de temperatura num período de 24 horas? b) A que horas do dia a temperatura atingirá 23ºC?
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