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LISTA 1 - BASES MATEMÁTICAS PARA ENGENHARIA Professor: Cochiran Pereira dos Santos 1) Leia atentamente e reflita: a Matemática é reconhecidamente a melhor forma de se desenvolver o raciocínio lógico, é imprescindível para que os conceitos científicos sejam comprovados e espera-se que o engenheiro seja um profissional dotado de raciocínio lógico e capaz de aliar conhecimentos matemáticos e científicos para produzir avanços tecnológicos. Conclusão: a Matemática é essencial para a vida do engenheiro e para que ele possa contribuir com a inovação tecnológica. 2) A Modelagem Matemática e a Simulação Computacional são utilizadas em todas as engenharias para modelar e simular problemas de Engenharia. O elemento fundamental da Matemática para a Engenharia é a _____________, pois possibilitam a representação (modelagem) matemática de fenômenos físicos. 3) Potência de expoente natural: utilizando a fórmula , indique: a) quem é a base: ___ b) quem é o expoente: ___ 4) Resolva: a) 3 2 = b) 2 3 = c) 5 4 = d) 0,5 2 = e) 4 . 4 . 4 = f) 10 3 = g) 16 2 = h) 7,3 2 = i) i . i . i . i = j) 2 8 = 5) Resolva: Situação de investimento de um capital C a uma taxa de juros compostos com valor i ao ano. A expressão para calcular o montante M gerado pelo investimento é: M = C (1 + i) t ; onde: M é o total gerado, C é o total investido, i é a taxa de juros (decimal) e t o tempo em anos. O rendimento no período de investimento (J) pode ser calculado pela diferença entre M e C. Determine, baseado nesses dados, o valor futuro (montante M) para uma aplicação de R$ 21.500,00 por 3 anos, com taxa de 18% ao ano, a juros compostos. M = C (1 + i) t M = M = M = M = Determine o rendimento ganho, que é calculado através da fórmula J = M - C. J = - = R$ . Portanto, um capital inicial de R$ 21.500,00, quando aplicado a uma taxa de 18% ao ano, por um período de 3 anos, resulta em um valor futuro de R$ ________ e em um rendimento ganho de R$ ________. 6) Com base nas propriedades de Potenciação, determine: a) 2 3 . 2 2 = b) c) 2 = d) e) 7) Com base em Potenciação: expoente inteiro negativo, determine: a) b) c) d) = e) 8) Radiciação: raiz enésima e expoentes racionais. Lembrando que √ , resolva: a) √ b) √ c) √ = d) √ e) √ 9) Com base em Radiciação: potência de expoente racional √ , resolva: a) b) c) d) 10) Expressões algébricas: operações com polinômios (adição e subtração). Agrupar e reduzir os termos semelhantes abaixo: a) (3x 2 + 2x – 1) + (2x2 + 4x + 5) = b) (6a 3 + 5b 2 + 7b) + (2a 3 – 2b2 – 5b) = c) (y 2 + y + 10) + (2y 2 + 5y – 8) = 11) Na multiplicação, deve-se multiplicar os coeficientes numéricos e as partes literais a) b) c) d) e) f) g) 12) Produtos notáveis. Mostre que: a) o quadrado da soma é: (a + b) 2 = a 2 + 2ab + b 2 b) a soma entre dois cubos é: a 3 + b 3 = (a + b)(a 2 – a.b + b2) 13) Fatoração. Encontre o fator comum em evidência de modo que o produto destas parcelas resulte na expressão ou número original: a) 3x + 9y + 12z = b) 2x – 4y + 8 = c) 27x 2 + 18x + 9 = d) 4a + 2b + 4c = 14) O agrupamento ocorre quando não há um fator comum único, devendo-se agrupar os termos com fator comum: a) 3x 2 + 6xy + 6y = b) 6x 2 – 9ax + 4bx – 6ab = c) 2x 2 + 2xy + 2xz + 2yz = 15) Mostre que a diferença de dois quadrados : 16) Proporção. Utilizando a Propriedade Fundamental, em que o produto dos meios é igual ao produto dos extremos e vice-versa, resolva: a) => b) => 17) Usando a soma dos termos de uma proporção, faça: a) => b) => 18) Usando a soma dos antecedentes e dos consequentes, faça: a) => b) => 19) Usando o produto dos antecedentes e dos consequentes, faça: a) => b) => 20) Uma empresa quer dividir R$ 20.000,00 (parte de seus lucros), com 3 gerentes. O critério utilizado para fazer a divisão será proporcional ao tempo de serviço de cada um na empresa. O gerente X trabalha na empresa há 12 anos, o gerente Y trabalha há 8 anos e o gerente Z há 5 anos. Quanto cada um deve receber? 21) Proporcionalidade entre grandezas: grandezas diretamente proporcionais. a) Um forno de uma indústria siderúrgica tem sua produção de ferro fundido de acordo com a tabela abaixo: Tempo (minutos) Produção (Kg) 5 100 10 200 15 300 20 400 Você notou que uma grandeza varia de acordo com a outra, ou seja, quanto maior o tempo, maior será a produção? Essas grandezas são diretamente proporcionais (as variáveis são dependentes). Quando duplicamos o tempo, a produção também duplica, quando triplicamos o tempo, a produção também triplica e assim por diante. 22) Proporcionalidade entre grandezas: grandezas inversamente proporcionais: a) Um prêmio de R$ 1.000.000,00 vai ser dividido entre os ganhadores. Se for um ganhador, quanto ele receberá? Se forem dois ganhadores, quanto cada um receberá? Se forem quatro ganhadores, quanto cada um receberá? Se forem cinco ganhadores, quanto cada um receberá? Se forem dez ganhadores, quanto cada um receberá? Você notou que quanto maior o número de ganhadores, menor será o valor que cada um receberá? Essa grandeza é inversamente proporcional. 23) Regra de três simples. A produção de uma indústria automobilística era de 80 automóveis por dia. A indústria contratou 100 novos funcionários e a produção passou para 96 automóveis por dia. Qual era o número de funcionários antes da contratação dos novos funcionários? 24) Regra de três composta: envolvem mais de duas grandezas. Dez operários da empresa acima, trabalhando durante 6 dias, produzem 5 automóveis. Quantos automóveis produzirão 15 operários, trabalhando 10 dias? 25) Porcentagem. Determine os valores a seguir: a) quanto equivale 0,3 em %? b) quanto é 25% de 400? c) suponha um aumento de 3% no preço da gasolina, que está custando R$ 3,69 o litro. Qual será o novo preço do litro após esse aumento? d) suponha uma redução de 5% no preço do álcool, que está custando R$ 2,80 o litro. Qual será o novo preço do litro após essa redução? 26) Vetores. Definição de vetor: um vetor no plano R² é uma classe de objetos matemáticos (segmentos) com a mesma _________, mesmo __________ e mesmo __________ (intensidade), em que: a) A __________ é a da reta que contém o segmento. b) O __________ é dado pelo sentido do movimento. c) O __________ é o comprimento do segmento. 27) Operações possíveis com vetores: ______, ___________ e ___________ por escalar. 28) Sendo os vetores ⃗ = (3, 5) e = (6, 1). Realize a: a) soma: ⃗⃗ ⃗ b) subtração: ⃗ c) produto por escalar: sendo o vetor ⃗ d) expresse todosos vetores no plano cartesiano com as escalas corretas 29) Se um vetor v tem origem em (1, 2) e extremidade em (7, 12), ele é dado por v = (6,10), pois: v = (7,12) – (1,2) = (6,10). Expresse esse vetor no plano cartesiano. 30) O módulo de um vetor é o valor equivalente ao “tamanho” (intensidade) do vetor, determinado por: | | √ . Encontre os módulos dos seguintes vetores e expresse no plano cartesiano: a) b) c) d) e) 31) Some as seguintes matrizes (A+B): 32) Subtraia as seguintes matrizes (A-B): 33) Multiplique a matriz A do tipo m x n, por K, ou seja, multiplique K por cada elemento da matriz A. Sendo K = 5, então: 5.A: 34) Multiplique a matriz A pela matriz B (C = A.B): C =