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137 Matemática 1 (Unilus-SP) Ao chegar na sala de aula, Joãozinho per- gunta ao professor de matemática: “Qual o valor numérico da expressão x 0 y 0 z?”. Este respondeu-lhe com certa ironia: “Como queres saber o valor numérico de uma ex- pressão, sem atribuir valores às variáveis?”. Agora, eu é que quero saber qual o valor numérico daquela expressão quan- do x = log10 0,001, y = log2 4 32 e z = log2 0,125. Qual deverá ser a resposta correta que Joãozinho deverá dar? a) −3 b) 3 c) 9 2 d) 3 2 e) − 3 2 log10 0,001 = x Θ 0,001 = 10x Θ 10−3 = 10x Θ x = −3 X log2 2 5 2 2 5 24 32 4 32 2 2 2 2 2 2= Θ = Θ 9 = Θ =0y y y y 2 2 9 2 = y y = 9 2 log , ,2 30 125 0 125 2 1 8 2 2 2 3= Θ = Θ = Θ = Θ = −−z zz z z x y z0 0 = 0 − = − 0 − = −3 9 2 3 6 9 6 2 3 2 Logo: 2 (UFSCar-SP) A altura média do tronco de certa es- pécie de árvore, que se destina à produção de madeira, evolui, desde que é plantada, segundo o seguinte mo- delo matemático: h(t) = 1,5 0 log3 (t 0 1), com h(t) em metros e t em anos. Se uma dessas árvores foi cortada quando seu tronco atingiu 3,5 m de altura, o tempo (em anos) transcorrido do momento da plantação até o do corte foi de: a) 9 b) 8 c) 5 d) 4 e) 2X 1,5 0 log3 (t 0 1) = 3,5 Θ log3 (t 0 1) = 2 Θ t 0 1 = 9 Θ t = 8 3 (PUC-SP) Um laboratório iniciou a produção de certo tipo de vacina com um lote de x doses. Se o planejado é que o número de doses produzidas dobre a cada ano, após quanto tempo esse número passará a ser igual a 10 vezes o inicial? (Use: log 2 = 0,30) a) 1 ano e 8 meses d) 3 anos e 2 meses b) 2 anos e 3 meses e) 3 anos e 4 meses c) 2 anos e 6 meses X Do enunciado, podemos concluir que o tempo t necessário para que o número de doses produzidas passe a ser igual a 10 vezes o inicial é dado por: x 9 2t = 10x 2t = 10 log 2t = 1 0,3t = 1 t = 103 , ou seja, 3 anos e 4 meses. 4 (UFG) Suponha que o total de sapatos produzidos por uma pequena indústria é dado, aproximadamente, pela função S(t) = 1 000 log2 (1 0 t), onde t é o número de anos e S o número de sapatos produzidos, contados a par- tir do início de atividade da indústria. Determine: a) o número de sapatos produzidos no primeiro ano de atividades da indústria; b) o tempo necessário para que a produção total seja o triplo da produção do primeiro ano. a) Após o primeiro ano de atividade, temos que t = 1; então: S(1) = 1 000 log2 (1 0 1) Θ S(1) = log2 2 Θ S(1) = 1 000; portanto, foram produzidos 1 000 pares de sapatos no primeiro ano. b) Se no primeiro ano a produção é de 1 000 pares de sapatos, o triplo será 3 000 pares, ou seja: S(t) = 3 000 = 1 000 log2 (1 0 t) Θ log2 (1 0 t) = 3 Θ 1 0 t = 23 Θ Θ 1 0 t = 8 Θ t = 7; ou seja, depois de 7 anos, a produção total será o triplo da produção do primeiro ano. M 8 - Função Logarítmica 138 Matemática log2 x − log x3 = 0 Θ log2 x − 3 log x = 0 Fazendo log x = y, vem: y2 − 3y = 0 Θ y(y − 3) = 0 Logo: log x = 0 ou log x = 3 x = 100 x = 103 x = 1 x = 1 000 Assim: 1 0 1 000 = 1 001 5 (UERJ) O logaritmo decimal do número positivo x é representado por log x. Então, a soma das raízes de log2 x − log x3 = 0 é igual a: a) 1 b) 101 c) 1 000 d) 1 001X y = 0 y = 3 6 (Furg-RS) Sendo x a solução da equação 2 1 2 3 2log log ,x = o valor de x3 é: a) 1 2 b) 1 c) 2 d) 4 e) 8X 2 2 1 1 3 3 2 1 3 2 2 log log log log logx x x= Θ = − Θ =− x = 2 1 3 Assim: x 3 = = =2 2 2 1 3 3 3 3( ) 7 (UFOP-MG) Resolva o sistema 2x 9 8y = 32 1 4 2 4 3 log8 1 3 xy = Resolvendo o sistema, obtemos: 2x 9 8y = 32 Θ 2x 9 23y = 25 Θ x 0 3y = 5 log8 1 3 1 3 8 2xy xy xy= Θ = Θ = x 0 3y = 5 xy = 2 1 2 3 Θ x = 2 e y = 1 ou x e y= =3 23 8 (MACK-SP) Se a . 0 e b . 0, considere as afirma- ções: I) log (ab) = log a 0 log b II) log (a 0 b) = (log a) 9 (log b) III) log 1 = 0 Então: a) I, II e III são corretas. b) I, II e III são falsas. c) apenas I e II são corretas. d) apenas II e III são corretas. e) apenas I e III são corretas. I) log (a 9 b) = log a 0 log b é verdadeira II) log (a 0 b) = (log a) 9 (log b) é falsa Para a = b = 1, por exemplo, temos: log 2 = (log 1) 9 (log 1) que é uma sentença falsa III) log10 1 = 0 é verdadeira pois 100 = 1 9 (UEL-PR) Quaisquer que sejam os números reais po- sitivos a, b, c, d, x e y, a expressão: log log log log2 2 2 2 a b b c c d ay dx 0 0 − pode ser reduzida a: a) log2 y x c) 1 e) log2 2 2 a y d x b) log2 x y d) 0 Aplicando as propriedades, temos: X log log log log log2 2 2 2 2 a b b c c d ay dx a b b c c d ay dx 0 0 − = 9 9 = = = 9 =log log log2 2 2 a d a d dx ay x yay dx X 139 Matemática 10 (EEM-SP) Sendo log10 3 = a, calcule: log log .10 1018 3 20 0 = log10 (9 9 2) 0 log10 3 − log10 (10 9 2) = log10 9 0 log 2 0 log10 3 − (log10 10 0 log10 2) = 2 log10 3 0 log10 2 0 log10 3 − log10 10 − log10 2 = 3 log10 3 − log10 10 = 3a − 1 Usando as propriedades, temos: log log log log log10 10 10 10 1018 3 20 3 200 = 0 − a) Do enunciado, temos: 11 (FGV-SP) Um automóvel vale hoje R$ 20 000,00. Estima-se que seu valor (y) daqui a x anos seja dado pela função exponencial y = a 9 bx. Sabendo-se que o valor estimado para daqui a 3 anos é R$ 15 000,00: a) Qual o valor estimado para daqui a 6 anos? b) Um outro automóvel tem um valor estimado (y) daqui a x anos, dado por y = c 9 (0,8)x. Daqui a quantos anos o valor deste veículo se reduzirá à metade? Adote o seguinte valor: log 2 = 0,3. x y 0 20 000 3 15 000 20 000 = ab0 Ι a = 20 000 15 000 = ab3 Ι 15 000 = 20 000b3 b3 3 4 = Daqui a 6 anos: y = a 9 b6 y = 20 000 9 (b3)2 y = 920 000 3 4 2 y = 11 250 O valor do automóvel daqui a 6 anos será de R$ 11 250,00. x 9 (log 8 − log 10) = log 2−1 x 9 (3 log 2 − 1) = −log 2 x 9 (0,9 − 1) = −0,3 −0,1x = −0,3 x = 3 O valor se reduzirá à metade após 3 anos. b) O valor do automóvel daqui a x anos será de y = c 9 (0,8)x, onde c é o valor atual do automóvel. Queremos y = 0,5c: c(0,8)x = 0,5c 8 10 1 2 8 10 1 2 x x = Υ =log log Escrevendo o valor de [H0] de modo a utilizar os valores aproximados fornecidos, tem-se, sucessivamente, [H0] = 5,4 9 10−8 = 54 9 10−9 = 2 9 33 9 10−9. Daí, −log [H0] = −log (2 9 33 9 10−9) = −(log 2 0 3 9 log 3 − 9 9 log 10). [Aqui foram usadas duas propriedades fundamentais do logaritmo, a sa- ber: dados números positivos a, b e um número real c, temos: log (a 9 b) = log a 0 log b e log (ac) = c 9 log a] Como log 10 = 1, usando os valores aproximados log 2 = 0,30 e log 3 = 0,48, temos: −log [H0] = −(0,30 0 3 9 0,48 − 9) = = 9 − 0,30 − 1,44 = 7,26 Então, o pesquisador obteve o valor de 7,26 para o pH dessa solução. 12 (UFMG) O pH de uma solução aquosa é definido pela expressão pH = −log [H0], em que [H0] indica a concentração, em mol/σ, de íons de Hidrogênio na solução e log, o logaritmo na base 10. Ao analisar uma determinada solução, um pesquisador verificou que, nela, a concentração de íons de Hidrogênio era [H0] = 5,4 9 10−8 mol/σ. Para calcular o pH dessa solução, ele usou os valores apro- ximados de 0,30, para log 2, e de 0,48, para log 3. Então, o valor que o pesquisador obteve para o pH dessa solução foi: a) 7,26 b) 7,32 c) 7,58 d) 7,74X a) Para t = 0 devemos ter Q(t) = 1 e, portanto, log10 100 1 1 10 10 1 k k k 0 = Π = Π = b) A experiência terminará quando Q(t) = 0 Então: Q(t) = 0 = Π 0 =log10 110 1 0 10 1 1 t t t 0 1 = 10 Π t = 9 13 (Vunesp-SP) Numa experiência para se obter cloreto de sódio (sal de cozinha), colocou-se num recipiente uma certa quantidade de água do mar e expôs-se o recipiente a uma fonte de calor para que a água evapore lentamente. A experiência termina quando toda a água se evaporar. Em cada instante t, a quantidade de água existente no recipien- te (em litros) é dada pela expressão: Q(t) = 0 log10 10 1 k t com k uma constante positiva e t em horas. a) Sabendo que havia inicialmente 1 litro de água no re- cipiente, determine a constante k. b) Ao fim de quanto tempo a experiência terminará? 140 Matemática 14 (UERJ) Leia atentamente a reportagem a seguir: (Adaptado de Veja, 11/4/2001) UMA BOA NOTÍCIA Lançado na semana passada, o livro Povos Indígenas no Brasil – 1996/2000 mostra que as tribos possuem hoje cerca de 350 000 habitantes e crescem ao ritmo de 3,5% ao ano, quase o dobro da média do restante da popula- ção. Mantendo o atual ritmo de crescimento, é possível imaginar que a população indígena demoraria 60 anos para atingir o tamanho registrado em 1500, na época do Descobrimento. a) População daqui a um ano: P = 350 000 9 1,035 Θ P = 362 250 habitantes b) P(t) = P0(t) 9 (1,035)t Θ P = 350 000 9 (1,035) Aplicando logaritmo decimal em ambos os membros, temos: log P = log 350 000 9 (1,035) Θ log P = log 350 000 0 log (1,035)60 log P = log 350 000 0 60 9 log 1,035 Como 350 000 = 35 9 104, vem: log P = log 35 9 104 0 60 9 log 1,035 log P = log 35 0 log 104 0 60 9 log 1,035 Substituindo os valores, temos: log P = 1,54411 0 4 0 60 9 0,0149 = 6,4381 Θ P = 106,4381 P = 105 9 101,4387 P = 2 742 000 Admita que a população indígena hoje seja de exatamente 350 000 habitantes, e que sua taxa de crescimento anual seja mantida em 3,5%. De acordo com esses dados, estime a população das tribos indígenas do Brasil nos seguintes momentos: a) daqui a um ano; b) em 1500, utilizando a tabela de logaritmos abaixo. x log x 10,35 35,00 27,42 1,0149 1,5441 1,4381 15 (UFRJ) Segundo algumas estimativas, o volume de água facilmente disponível para o consumo, em todo o pla- neta, é de 14 mil km3 por ano. Consideremos como razoá- vel um consumo de 500 m3 por ano por habitante. Sabendo que a população da Terra é de cerca de 6 bilhões de pessoas e que cresce à taxa de 1,6% ao ano, gostaríamos de ter uma estimativa de em quanto tempo chegaremos, mantidos es- tes dados, ao limite dos recursos disponíveis. Expresse, utilizando os dados acima e as funções usuais em máquina de calcular (ou seja: as quatro operações ele- mentares, x , log x, ln x, e x, 10x, sen x, cos x e tg x), o número x de anos em que ainda teremos água facilmente disponível. Substituindo os valores dos logaritmos, temos: A população da Terra, em função do número x de anos, é dada por: p(x) = 6 9 109 9 (1,016)x. Portanto, o consumo razoável de água por ano no planeta é: C(x) = 500 m3 9 p(x) = 3 9 1012 9 (1,016)x m3. Como o volume de água disponível em cada ano é de 14 000 km3 = 14 9 1 012 m3, para que possamos dispor facilmente de água, devemos ter: C(x) = 14 9 1012 m3. Logo: 3 10 1016 14 10 14 3 12 3 12 39 = 9 Θ =( , ) x m m (1,016)x Aplicando logaritmo decimal em ambos os membros, vem: log ( , ) log log ( , ) log log1016 14 3 1016 14 3x x= Θ 9 = − x = −log log14 3 log (1,016) x x= − Θ Λ 1146 0 477 0 00689 , , , 97 anos. 16 (Vunesp-SP) Sejam ε e ψ constantes reais, com ε . 0 e ψ . 0, tais que log10 ε = 0,5 e log10 ψ = 0,7. a) Calcule log10 εψ, onde εψ indica o produto de ε e ψ. b) Determine o valor de x 7 ς que satisfaz a equação εψ = εψ 10 x ( )2 . x 9 [log (ε 9 ψ) − log 10] = 2 9 log (ε 9 ψ) x 9 [1,2 − 1] = 2 9 1,2 x = 12 Sendo ε = 0 e ψ . 0, tais que log ε = 0,5 e log ψ = 0,7, temos: a) log (ε 9 ψ) = log ε 0 log ψ = 0,5 0 0,7 = 1,2 b) ε 9 ψ = ε 9 ψ Θ ε 9 ψ = ε 9 ψ 10 10 2 x x ( ) log ( )2 log 141 Matemática Sabe-se, também, que a relação entre y e x é estabelecida pela equação y nx K = 0 log , 2 sendo K a constante elástica da mola e n uma constante. a) Determine os valores das constantes K e n. b) Determine o valor de E para ∆σ = 3. 17 (UFF-RJ) A energia potencial elástica (E) e a varia- ção no comprimento (∆σ) de uma determinada mola es- tão associadas conforme a tabela: y = log E x = log ∆σ 4 6 1 2 a) Substituindo os valores de x e y, conforme a tabela, temos: 1 4 4 2 4 4 3 4 1 2 = 9 0n Klog 6 2 2 = 9 0n Klog Θ 1 4 4 2 4 4 3 4 2 − =n Klog 6 2 2 − =n Klog I II b) Substituindo os valores de n e K, vem: y x y x= 0 Θ = 02 200 2 2 100log log Mas y = log E e x = log ∆σ, logo: log E = 2 9 log ∆σ 0 log 100 Θ log E = log (∆σ)2 0 log 100 log E = log (∆σ)2 9 100 E = (∆σ)2 9 100 Substituindo ∆σ = 3, vem: E = (3)2 9 100 Θ E = 900 K = 200 Fazendo = , vem: 4 − n = 6 − 2n Θ n = 2 Substituindo n = 2 em , temos: 4 2 2 2 2− = Θ =log logK K K 2 102= III I 19 (UFPel-RS) A intensidade de um terremoto, medi- da na escala Richter, é uma função logarítmica determi- nada por I E= 9 9 − 2 3 7 10 3 log , em que E é a energia li- berada no terremoto, em kWh. Magnitude Richter Efeitos Menor que 3,5 Geralmente não sentido, mas gravado. Entre 3,5 e 5,4 Às vezes sentido, mas raramente causa danos. Entre 5,5 e 6,0 No máximo causa pequenos danos a prédios bem construídos, mas pode danificar seriamente casas mal cons- truídas em regiões próximas. Entre 6,1 e 6,9 Pode ser destrutivo em áreas em torno de até 100 quilômetros do epicentro. Entre 7,0 e 7,9 Grande terremoto; pode causar sérios danos numa grande faixa de área. 8,0 ou mais Enorme terremoto; pode causar gran- des danos em muitas áreas, mesmo que estejam a centenas de quilôme- tros. Analise o texto abaixo, adaptado do jornal O Estado de S. Paulo, 1999. “Um dos mais fortes terremotos das últimas déca- das atingiu a Turquia na madrugada de ontem, causan- do a morte de pelo menos 2 mil pessoas e ferimentos em outras 10 mil, segundo cálculos iniciais. (...) O tre- mor liberou uma energia de 7 9 102,4 kWh, de acordo com o registro nos EUA, e foi sentido em várias cidades vizinhas... Em pânico, a população da capital turca, de 7,7 milhões de pessoas, foi para as ruas. Cerca de 250 pequenos abalos se seguiram ao primeiro e mais inten- so, que durou 45 segundos... pontes ruíram e fendas no asfalto dificultaram a chegada do socorro...” I I I= 9 9 Θ = Θ = 9 9 − 2 3 7 10 7 10 2 3 10 2 3 5 4 10 2 4 3 5 4log log , log , , A intensidade I = 3,6 não corresponde aos efeitos descritos pela notícia. Com base no cálculo da intensidade (magnitude) do ter- remoto, a ser medida pela escala Richter, verifique se o valor da energia liberada, citado no texto, corresponde aos efeitos descritos pela notícia. I = 3,6 18 (UFSC) Determine o conjunto solução da equação log2 (x 0 4) 0 log2 (x − 3) = log2 18. Como x = −6 não satisfaz a condição x . 3, obtemos: S = {5} Devemos ter: x 0 4 . 0 Θ x . −4 x − 3 . 0 Θ x . 3 Resolvendo a equação, temos: log2 (x 0 4)(x − 3) = log2 18 Θ (x 0 4)(x − 3) = 18 x2 0 4x − 3x − 12 = 18 x2 0 x − 30 = 0 Ι x . 3 x1 = 5 x2 = −6 Sendo E = 7 9 102,4 kWh, temos: 142 Matemática 20 (UFAL) Resolva, no universo ς, a equação log3 x 0 log3 (x 0 2) = 1. x1 = 1x2 = −3 (não serve) Ι x . −2 Resolvendo a equação, temos: log3 x(x 0 2) = 1 Θ x(x 0 2) = 31 x2 0 2x = 3 x2 0 2x − 3 = 0 Da equação, devemos ter: x . 0 x 0 2 . 0 Θ x . −2 Sendo A = 1,6 m = 160 cm A = 40 9 (1,1)t Θ 160 = 40 9 (1,1)t (1,1)t = 4 Tomando os logaritmos decimais do 1o e do 2o membros, temos: log (1,1)t = log 4 Θ t 9 log 1,1 = log 22 t 9 =log log11 10 2 2 t(log 11 − log 10) = 2 log 2 t(1,04 − 1) = 2 9 0,3 0,04t = 0,6 t = 15 anos 21 (UCS-RS) Um explorador descobriu na selva ama- zônica uma nova espécie de planta. Pesquisando-a duran- te anos, comprovou que o seu crescimento médio variava de acordo com a fórmula A = 40 9 (1,1)t, onde a altura média A é medida em centímetros e o tempo t em anos. Verificou também que seu crescimento estaciona, após os 20 anos, abaixo de 3 metros. Sabendo que log 2 Λ 0,30 e log 11 Λ 1,04, então, a idade, em anos, na qual a planta tem uma altura média de 1,6 metro é igual a: a) 15 anos b) 10 anos c) 9 anos d) 5 anosX 22 (Unifesp-SP) O valor de x que é solução da equação log10 2 0 log10 (x 0 1) − log10 x = 1 é: a) 0,15 b) 0,25 c) 0,35 d) 0,45 e) 0,55X x 0 1 = 5x 4x = 1 Θ x = 0,25 Como x . 0, temos: log10 2 0 log10 (x 0 1) − log10 x = 1 log ( )10 2 1 1xx 0 = 2 1 10( )x x 0 = a) Com x − 2 . 0 e x 0 2 . 0, isto é, com x . 2, temos: log (x − 2) 0 log (x 0 2) = 2 log [(x − 2)(x 0 2)] = log 100 log (x2 − 4) = log 100 x2 − 4 = 100 x2 = 104 x ou x= = −2 26 2 26 Com a condição x . 2, temos x = 2 26 . b) Com x . 0 e log x = t(10t = x), temos: xlog x = 100x Π (10t)t = 102 9 10t 10 10 2 2t t= 0 t2 = 2 0 t t2 − t − 2 = 0 Resolvendo essa equação, obtemos: t = 2 ou t = −1 t = 2 Υ x = 102 Υ x = 100 t = −1 Υ x = 10−1 Υ x = 1 10 23 (FGV-SP) a) Resolva a equação log (x − 2) 0 log (x 0 2) = 2. b) Quais as raízes da equação xlog x = 100x? 1 2 3 143 Matemática 24 (FMTM-MG) Uma cultura bacteriana apresenta ini- cialmente uma população de 10 000 bactérias. Após t ho- ras, sua população será de 10 000(1,2)t bactérias. A popu- lação da cultura será de 30 000 bactérias após um núme- ro de horas igual a: a) 2 d) 5 b) 3 e) 6 c) 4 Adote: log 2 = 0,3 e log 3 = 0,48X = log 22 9 3 − log 10 = log 22 0 log 3 − log 10 = 2 log 2 0 log 3 − log 10 Substituindo os logaritmos, vem: log (1,2) = 2 9 0,3 0 0,48 − 1 = 0,08 Portanto: t t= Θ =loglog ( , ) , , 3 1 2 0 48 0 08 t = 6 horas Pelos dados, temos: 30 000 = 10 000(1,2)t Θ 3 = (1,2)t Aplicando logaritmo decimal em ambos os membros, vem: log 3 = log (1,2)t Θ log 3 = t 9 log (1,2) t = log log ( , ) 3 12 Mas log ( , ) log log log12 12 10 12 10= = − t = (2)(0,693)(250) t Λ 346 25 (PUC-SP) A energia nuclear, derivada de isótopos radioativos, pode ser usada em veículos espaciais para for- necer potência. Fontes de energia nuclear perdem potên- cia gradualmente, no decorrer do tempo. Isso pode ser descrito pela função exponencial P P e t = 9 − 0 250 , na qual P é a potência instantânea, em watts, de radioisótopos de um veículo espacial; P0 é a potência inicial do veículo; t é o intervalo de tempo, em dias, a partir de t0 = 0; e é a base do sistema de logaritmos neperianos. Nessas condições, quantos dias são necessários, aproximadamente, para que a potência de um veículo espacial se reduza à quarta parte da potência inicial? (Dado: σn 2 = 0,693) a) 336 b) 338 c) 340 d) 342 e) 346X Sendo P tal que P , temos:t t= 9 = − P e Pt 0 250 0 4 P e Pt 0 250 0 4 9 = − e t− =250 1 4 e t− −=250 2 2 σ = σ − −n e n t 250 2 2 − 9 σ = − 9 σ t n e n 250 2 2 − 9 = − t 250 1 2 0 693( , ) 26 (UFRN) Resolva o sistema: y − x = 9 log x − log y = −1 1 2 3 log log logx y xy− = − Θ = −1 1 Substituindo em , temos: y − x = 9 Θ 10x − x = 9 9x = 9 x = 1 Logo: y = 10x Θ y = 10 9 1 Θ y = 10 Da equação , temos: y = 10x x y = −10 1 x y = 1 10 I colog3 [log5 (log2 2125)] = −log3 [log5 (log2 2125)] = −log3 [log5 (125 9 log2 2)] = −log3 [log5 125] = −log3 [3 log5 5] = −log3 3 = −1 27 (Fafi-BH) O valor de colog3 [log5 (log2 2125)] é: a) 0 b) −1 c) 2 d) 3 e) 1X a) Verdadeira, pois log a 1 = 0 Θ a0 = 1 b) Verdadeira pois b m b com m a am , log log= ϑ1 0 c) Verdadeira pois b b c e c a a , log loglog= log log log log log log a c c c c c b a b a a b9 = 9 = d) Falsa. e) log a bn = n log a b 28 (UESPI) Assinalar a alternativa falsa, sobre as pro- priedades dos logaritmos: a) loga 1 = 0 b) log log )(am b m ba= 1 c) logc b = loga b 9 logc a d) loga (b 0 c) = loga b 9 loga c e) loga (b n) = n loga b II X 144 Matemática • 2n = 5 Θ log 2n = log 5 Θ n log 2 = log 5 • log loglog log log ( ) log log log log50 2 4 4 50 2 2 5 5 2 2 2 5 5 = = 9 9 = 0 0 = = 0 = 0 9 = 2 2 2 2 5 2 2 2 2 2 log log log log log logn = 9 0 = 0 2 2 2 1 2 2 1 2 log log ( )n n 29 (UA-AM) Sendo 2n = 5, então log50 4 em função de n é igual a: a) 2 1 0 n c) 1 1 0 n e) 2 2 0 n b) 1 1 20 n d) 2 1 20 n I) log log log1 3 1 3 2 1 3 9 1 3 2 1 3 2= Π = = − 9 = − − a a II) log log ( ) log16 2 16 2 162 4 1 2 a = − = = 30 (MACK-SP) Se log 9 a,1 3 = então log16 a 2 é: a) 1 2 b) − 1 4 c) −2 d) 4 e) 2 31 (MACK-SP) Se logm 5 = a e logm 3 = b, 0 , m ϑ 1, então log 1 3 5 m é igual a: a) b a d) a b b) b − a e) a − b c) 3a − 5b X X = a − b log log logm m m m− = = −1 3 5 3 5 1 = − − = log log m m 3 5 1 = − − = b a 1 32 (ECM-AL) Considerando log 2 = 0,30, o valor de log4 3,2 é: a) 5 3 b) 6 5 c) 1 2 d) 5 6 e) 20X X Substituindo os valores dos logaritmos, temos: Aplicando a fórmula de mudança de base, vem: log , log , log log log log log log4 2 3 2 3 2 4 32 10 2 32 10 2 2 = = = − = − = −log log log log log log 2 10 2 2 5 2 10 2 2 5 log , , , , , 4 3 2 5 0 30 1 2 0 30 0 5 0 6 5 6= 9 − 9 = = 33 (UFU-MG) Determine todos os valores de x 7 ς tais que satisfaçam à equação log4 (x − 3) = 1 0 log16 (x − 3). A condição de existência é: x − 3 . 0 Θ x . 3 Resolvendo a equação, temos: log ( ) log ( )log log ( ) log ( ) 4 4 4 4 43 1 3 16 3 1 3 2 x x x x − = 0 − Θ − = 0 − Como 19 . 3, o conjunto solução é S = {19}. 2 log4 (x − 3) = 2 0 log4 (x − 3) log4 (x − 3) = 2 x − 3 = 16 x = 19 34 (UFF-RJ) São dados os números reais positivos a, b e x tais que a ϑ 1 e b ϑ 1. Sabe-se que loga x = 2 e logb x = 4. Calcule a xablog . Mas a2 = x e b4 = x. Assim a2 = b4 e b2 = a Υ b a= log log log log log log log log logab a a a a a a a a a x a x ab a x a b x b= = 0 0 = 0 0 1 1 2 1 log logab a a x a = 0 9 0 = 0 0 = = 1 1 2 2 1 1 1 1 1 2 2 3 2 4 3 Logo: 145 Matemática 35 (UFSC) Determine a soma dos números associados à(s) proposição(ões) verdadeira(s). (01) O valor do log0,25 32 é igual a − 5 2 . (02) Se a, b e c são números reais positivos e x a b c = 3 2 , então log log log log .x a b c= − −3 2 1 2 (04) Se a, b e c são números reais positivos com a e c diferentes de um, entãotem-se log log log .a c c b b a = (08) O valor de x que satisfaz à equação 4x − 2x = 56 é x = 3. (16) 2 3 2 3 2 3 1 7 − − . , , 2 25 100 2 1 4 2 25 5 5 2= Θ = Θ = − x x x (01) log0,25 32 = x Θ 32 = 0,25x Logo x x: − = Θ = −2 5 5 2 (verdadeira) Logo: 2x = 8 Θ 2x = 23 Θ x = 3 2x = −7 Θ Ξ x 7 ς (verdadeira) (16) 2 3 2 3 3 2 3 2 2 3 1 7 2 3 1 7 − − . Θ . , , , , (verdadeira) Portanto: 01 0 02 0 04 0 08 0 16 = 31 y1 = 8 y2 = −7 (02) log log log logx a b c= − −3 2 1 2 log log log logx a b c= − − 3 2 log logx a b c = 9 3 2 x a c = 3 (verdadeira) (04) Verdadeira é a fórmula da mudança de base (da base a para a base c). (08) 22x − 2x − 56 = 0 Θ y2 − y − 56 = 0 Seja f(x) = log a x a função mostrada no gráfico. O ponto (4, −2) pertence ao gráfico, logo: log a 4 = −2 Θ a−2 = 4 36 (UFSM-RS) O gráfico mostra o comportamento da função logarítmica na base a. Então o valor de a é: a) 10 b) 2 c) 1 d) 1 2 e) −2 1 42a = a 2 1 4 = a ou a= = − . 1 2 1 2 (não serve pois a 0) 37 (UFJF-MG) A figura abaixo é um esboço do gráfico da função y = 2x no plano cartesiano. Com base nesse gráfico, é correto afirmar que: a) y0 = y2 − y1 b) y1 = y3 − y2 c) y1 = y3 0 y0 d) y2 = y1 9 y0 e) y3 = y1 9 y2 Do gráfico, temos: 2 1 1 x y= 2 2 2 x y= 2 1 2 3 x x y0 = 2 2 21 2 1 21 2 1 2 x x x xy y y y9 = 9 Θ = 90 I II III y3 = y1 9 y2 Fazendo 9 , vem:I II X X 0 1 4 −2 x y 0 x1 y0 y1 y2 y3 x2 x1 0 x2 x y 146 Matemática 38 (UA-AM) Considere a função f(x) = log10 (x2 − 2x − 8). Seu domínio é o conjunto: a) {x 7 ς; −2 , x , 4} b) {x 7 ς; x , −2 ou x . 4} c) {x 7 ς; x . −2} d) {x 7 ς; x . 4} e) {x 7 ς; x < −2 ou x > 4} 39 (UFAC) Dadas as funções f(x) = 2x, x real, e g(x) x,= log 1 2 x . 0. Os gráficos de f e g interceptam-se em um único ponto. Assim, equação f(x) = g(x) possui uma única solução real. O intervalo a que a solução da equação pertence é: a) ]2, ∃) c) ]1, 2[ e) (−∃, 0[ b) 1 2 1, d) 0 1 2 , Logo, a solução pertence ao intervalo 0 1 2 , . Os gráficos são: Como o gráfico é uma reta, devemos ter: y = ax 0 b. Logo: x = 0 y = 2 Θ 2 = b x = 2 y = 6 Θ 6 = 2a 0 b Θ 6 = 2a 0 2 Θ 2a = 4 Θ a = 2 Assim, obtemos: y = 2x 0 2 Substituindo, temos: log y = 2 log x 0 2 Θ log y = 2 0 2 log x log y = log 100 0 log x2 log y = log 100x2 y = 100x2 40 (UFRJ) Sejam x e y duas quantidades. O gráfi- co ao lado expressa a varia- ção de log y em função de log x, onde log é o loga- ritmo na base decimal. Determine uma relação en- tre x e y que não envolva a função logaritmo. O trapézio tem bases CD, de comprimento log2 12, e AB, de comprimento log2 8 3 e tem altura AD de comprimento 12 8 3 28 3− = . A área do trapézio é, então, igual a Nessa figura, os pontos B e C estão sobre o gráfico da fun- ção y = log2 x, os pontos A e D têm abscissas iguais a 8 3 e 12, respectivamente, e os segmentos AB e CD são paralelos ao eixo y. Então, a área do trapézio ABCD é: a) 64 3 b) 70 3 c) 74 3 d) 80 3 41 (UFMG) Observe a figura. log log log 2 2 2 12 8 3 2 28 3 12 8 3 14 3 0 9 = 9 9 = = 9 = 9 = 14 3 32 14 3 5 70 32log . X X X O domínio da função f(x) deverá ser: Logo: x , −2 ou x . 4 x2 − 2x − 8 . 0 { { }−2 4 x 1 1 0 x y 1 2 y = 2x 2 log y log x0 2 6 A y D B C x y x= log 1 2 y = log2 x 147 Matemática X 43 (UFAC) A função f(x) = log ,1 2 x x . 0, possui algu- mas propriedades. Uma delas é: a) f(1) = 1 b) para x . 1, f(x) . 0 c) para 0 , x , 1, f(x) , 0 d) f é uma função crescente e) a equação f(x) = 0 tem uma única solução, a saber, x = 1. Pelo gráfico, temos para x . 1, f(x) , 0. c) Falsa, pois pelo gráfico anterior para 0 , x , 1, f(x) , 0. d) Falsa, pois a função f(x) é decrescente (a base é um número entre 0 e 1). e) Verdadeira, pois f(x) = Θ = Θ = =0 0 1 2 11 2 0 log x x . a) Falsa, pois f(1) = =log 1 2 1 0 b) Falsa, pois 44 (UFBA) O número de bactérias de determinada cul- tura varia de acordo com a lei N(t) = 9 − 100 2 1 2 , em que o tempo t é dado em horas. Nessas condições, pode-se afirmar: (01) No instante t = 0, o número de bactérias existente na cultura é igual a 200. (02) Depois de 8 horas, o número de bactérias existente na cultura é menor que 7. (04) Em 4 horas, a quantidade de bactérias na cultura se reduz a 1 4 da quantidade inicial. (08) Na cultura, a quantidade de bactérias se reduz de 2 5 da quantidade inicial no tempo t = 2 5 32 log . (16) Em relação ao tempo, a variação da quantida- de de bactérias é repre- sentada pelo gráfico ao lado. (01) Sendo t = 0, temos: N(0) N(0) 100 (falsa)= 9 Θ = 9 = −100 2 100 2 0 2 0 (02) Fazendo t = 8, obtemos: N(8) = 9 = 9 = = =− −100 2 100 2 100 2 100 16 6 25 8 2 4 4 , Como 6,25 , 7 a sentença é verdadeira. (04) Se t = 4, temos: N(4) = 9 = =−100 2 100 4 25 4 2 C 100 (verdadeira)omo 25 1 4 = 9 (08) Sendo N(t) 100 40, temos:= 9 =2 5 40 100 2 2 5 2 2 5 22 2 2= 9 Θ = Θ =− − − t t t log log t falsa= 2 5 22 log ( ) (16) Tabelando a função, temos: Portanto: 02 0 04 = 06 (falsa) t N 0 100 2 50 4 25 −5x2 0 6x − 1 > 0 5x2 − 6x 0 1 < 0 f(x) 2x x(3x= 9 0 −− 0 − 0(log ) log log log )3 5 1 3 1 3 15 8 4 22x x Determine todos os valores de x que tornam f não-negativa. 42 (ITA-SP) Seja a função f dada por log log log log log )3 3 1 3 3 1 3 15 8 5 4 2 029 0 − > − 0 − 0 x x2x x(3x (log ) log log log )3 5 1 3 1 3 15 8 4 2 029 0 − >− 0 − 0x x2x x(3x log )3 1 1 18 4 2 0 2x x− 0 − − 09 9 >2x x(3x[ ] ( ) ( ) )2 2 2 13 1 2 1 1 2x x− 0 − − 09 9 >2x x(3x 2 2 3 2 02 23x 4x 2x 3x− 0 0 − − − >x 1 5 1< <x 1 y1 x1 0 x y f(x) N(t) t0 100 x0 1 2 4 y 100 50 Em questões como a 44, a resposta é dada pela soma dos números que identificam as alternativas corretas. 148 Matemática 1 1 2 2 3 3 −1 −1 (II) (I) 5 (II) 45 (UFSM-RS) O domínio da função f(x) = − 0 0 − 0 x x x x 1 1 5 610 2log ( ), em ς, é o sub- conjunto: a) ]−∃, −1[ 6 [1, 2[ 6 ]3, 0∃[ b) ]−∃, 0∃[ c) ]−∃, 1] 6 [2, 0∃) d) {x 7 ς\x , −1 ou x > 1} e) {x 7 ς\x , 1 ou x . 3} X Devemos ter: x2 − 5x 0 6 . 0 1 4 2 4 3 x x − 0 > 1 1 0 I II y1 = x − 1 x − 1 = 0 Θ x = 1 I x x com x − 0 > ϑ − 1 1 0 1, y2 = x 0 1 x 0 1 = 0 Θ x = −1 Quadro de sinais Portanto: D = {x 7 ς\x , −1 ou 1 < x , 2 ou x . 3} ou D = ]−∃, −1[ 6 [1, 2[ 6 ]3, 0∃[ x2 − 5x 0 6 . 0II 5 :III 46 (UFJF-MG) O conjunto de todos os números reais x para os quais log x x1 2− , 0 é: a) {x 7 ς\x . 0 e x ϑ 1} d) {x 7 ς\x . 0} b) {x 7 ς\0 , x , 1} e) {x 7 ς\x , −1 ou x . 1} c) {x 7 ς\x . 1} X Para y1 = log x, devemos ter x . 0 e: Logo: Para y2 = 1 − x2, devemos ter: 1 − x2 = 0 Θ x2 = 1 Θ x = −1 ou x = 1 S = {x 7 ς\x . 0 e x ϑ 1} 47 (UESC-BA) Determine o conjuntosolução da inequação log2 (x 2 − 1) < 3. S = {x 7 ς\−3 < x , −1 ou 1 , x < 3} A condição de existência é: x2 − 1 . 0 Como log2 2 = 1 e log2 23 = 3, vem: log2 (x2 − 1) < 3 Θ log2 (x2 − 1) < log2 23 x2 − 1 < 23 (o sentido da desigualdade se conserva) x2 − 9 < 0 Na reta real: I II 1} { x −1} { x 0− 0 −− 0 −{ { −1 1 1−1 y1 y2 y1 y2 { { }2 3 10 y1 x { } } } { −1 1 x −1 −1 0 0 1 1 ΞΞ 0− 0− −0 ΞΞ }} −3 −3 −1 −1 1 1 00 0− −0 0− 3 3 0 −(II) (I) (I) 5 (II) 149 Matemática 48 (UFOP-MG) Resolva a inequação log2 (x − 3) 0 log2 (x − 2) , 1. Ι x . 3 Devemos ter: x − 3 . 0 Θ x . 3 x − 2 . 0 Θ x . 2 Resolvendo a inequação, temos: log2 (x − 3)(x − 2) , 1 Θ (x − 3)(x − 2) , 2 x2 − 5x 0 6 , 2 x2 − 5x 0 4 , 0 x1 = 4 x2 = 1 Raízes: x2 − 5x 0 4 = 0 Se {x 7 ς\3 , x , 4} Fazendo 5 , obtemos: I III 49 (Vunesp-SP) Seja f(x) 1).= − −log (1 2 2x Determi- ne os valores reais de x para os quais: a) f(x) existe; b) f(x) , 3. a) O domínio da função é: x2 − 1 . 0 Θ x2 − 1 = 0 Θ x2 = 1 Θ x = −1 ou x = 1 Fazendo 5 , obtemos: −3 , x , −1 ou 1 , x , 3 III 50 (Fuvest-SP) Seja f(x) = log3 (3x 0 4) − log3 (2x − 1). Os valores de x, para os quais f está definida e satisfaz f(x) . 1, são: a) x , 7 3 d) − , 4 3 x b) 1 2 , x e) − , , 4 3 1 2 x c) 1 2 7 3 , ,x A função está definida para: 3 4 0 43x x0 . Θ . − 2 1 0 1 2 x x− . Θ . 1 4 4 2 4 4 3 x . 1 2 I Se f(x) . 1, vem: log 3 ( ) log ( ) log3 4 2 1 1 3 42 1 13 3x x x x 0 − − . Θ 0 − . 3 4 2 1 3x x 0 − . − 0 − . 3 7 2 1 0x x S x x= 7 ς , ,\ 1 2 7 3 X Θ 1 , x , 4 II { { }1 4 x { { }−1 1 x ID(f) = {x 7 ς\x , −1 ou x . 1} Θ −3 , x , 3 II { { }−3 3 x 0− 0 00 − 0− − 1 2 7 3 1 2 7 3 De e , vem:III II Raízes: x2 − 9 = 0 Θ x = −3 ou x = 3 b) Devemos ter: f(x) , Θ − − ,3 1 31 2 2log ( )x log ( )1 2 2 1 3x − . − x2 3 1 1 2 − , − x2 − 1 , 8 x2 − 1 , 0 3 3 4 4 1(II) (I) (I) 5 (II) 1 2 7 3 1 2 7 3 (II) (I) (I) 5 (II) 150 Matemática 51 (MACK-SP) Assinale, dos valores abaixo, um possí- vel valor de x tal que x log 2. log 2 x x , a) 3 2 b) 7 5 c) 8 5 d) 9 5 e) 17 10 Considerando x . 0 e x ϑ 1, e lembrando que a Na Nlog ,= temos: x x x x log log log2 2 2 2, Π , Devemos considerar duas situações: Logo, um possível valor de x que satisfaz a inequação é 2) 1 2 3 x . 1 2 , log x 2 Π 1 2 3 x . 1 x2 , 2 Π x . 1 − , ,2 2x 1 2 3 Υ , ,1 2x 1) 1 2 3 0 , x , 1 2 , log x 2 Π 1 2 3 0 , x , 1 x2 . 2 Π 0 , x , 1 x ou x, − .2 2 1 2 3 Υ Ξ x 7 5 1 7 5 2, .pois , , X a) Se A(t) = log8 (1 0 t)6 e B(t) = log2 (4t 0 4) representam as populações das cidades A e B, respectivamente, em milhares de habitantes, e t . 0 representa o tempo em anos, então: A(1) = log8 (1 0 1)6 = log8 26 = log8 (23)2 = log8 82 = 2 log8 8 = 2 B(1) = log2 (4 9 1 0 4) = log2 8 = log2 23 = 3 log2 2 = 3 A(7) = log8 (1 0 7)6 = log8 86 = 6 9 log8 8 = 6 B(7) = log2 (4 9 7 0 4) = log2 32 = log2 25 = 5 log2 2 = 5 b) A(t) . B(t) Θ log8 (1 0 t)6 . log2 (4t 0 4) 6 9 log8 (1 0 t) . log2 4(1 0 t) 6 1 8 4 12 2 2 29 0 . 0 0 log ( ) log log log ( )t t 6 1 3 2 12 29 0 . 0 0 log ( ) log ( )t t 2 log2 (1 0 t) . 2 0 log2 (1 0 t) log2 (1 0 t) . 2 1 0 t . 4 t . 3 52 (Unicamp-SP) As populações de duas cidades, A e B, são dadas em milhares de habitantes pelas funções A(t) = log8 (1 0 t) 6 e B(t) = log2 (4t 0 4), onde a variável t representa o tempo em anos. a) Qual é a população de cada uma das cidades nos ins- tantes t = 1 e t = 7? b) Após certo instante t, a população de uma dessas cida- des é sempre maior que a da outra. Determine o valor mínimo desse instante t e especifique a cidade cuja população é maior a partir desse instante. a) Devemos ter y > 1,2. Logo: y > 1,2 Θ 3 − 3 9 (0,95)t > 1,2 −3 9 (0,95)t > −1,8 (0,95)t < 0,6 Tomando os logaritmos decimais do 1o e do 2o membros, temos: log (0,95)t < log 0,6 Θ t 9 log 0,95 < log 0,6 Como log 0,95 Λ −0,02 e log 0,6 = −0,22, obtemos: t t t dias9 − < − Θ > Θ .( , ) , , , 0 02 0 22 0 22 0 02 11 b) Por outro lado, quanto maior é o valor de t, tanto mais o valor de (0,95)t aproxima-se de zero e, assim, o valor de y aproxima-se de 3. O gráfico de y em função de t é dado pelo esboço a seguir. 53 (FGV-SP) O anúncio de certo produto aparece dia- riamente num certo horário na televisão. Após t dias do início da exposição (t exposições diárias), o número de pessoas (y) que ficam conhecendo o produto é dado por y = 3 − 3 9 (0,95)t, onde y é dado em milhões de pessoas. a) Para que valores de t teremos pelo menos 1,2 milhão de pessoas conhecendo o produto? b) Faça o gráfico de y em função de t. 54 (UFMA) A função f(x) (2x = − 2 53 x log ) possui como domínio, no conjunto ς dos números reais, o intervalo: a) ]−3, 0∃) c) ]3, 0∃) e) ]−2, 0∃) b) 5 2 , 0∃ d) − 0∃ 7 2 , 2x − 5 . 0 Θ 2x . 5 Θ x . 5 2 log3 (2x − 5) . 0 Θ log3 (2x − 5) . log3 1 Devemos ter: 1 4 2 4 3 I De e vem: {x 7 ς\x . 3}, ou seja, ]3, 0∃) Nesta resolução, foi respeitada a notação usada pela UFMA. 2x − 5 . 1 2x . 6 x . 3 II I II X 0 3 y t 151 Matemática 55 (UFU-MG) Determine todos os valores de x 7 ς tais que satisfaçam a inequação: log logx − − − ,1 3 02x Usando a propriedade do logaritmo de um quociente, temos: log log logx x x x − − − , Θ − − ,1 2 3 0 1 2 3 0 x x − − , 1 2 3 100 x x − − , 1 2 3 1 x x − − , 1 2 3 1 x x x x x x x − − 0 . Θ − 0 − − . Θ − − . 1 2 3 1 0 1 2 3 2 3 0 3 4 2 3 0 x x x x x x − − − , Θ − − 0 − , Θ − 0 − , 1 2 3 1 0 1 3 2 3 0 2 2 3 02x 56 (UEM-PR) Sobre exponenciais e logaritmos, assi- nale o que for correto. (01) Não existe número real x tal que 4x 0 6 9 2x 0 8 < 0. (02) Se a é um número real tal que a . 0 e a ϑ 1 e se x e y são números reais tais que x , y, então ax , ay. (04) As raízes da equação log {log [log (x 11)]}1 2 2 5 2 − = 0 são os números reais x = 6 e x = −6. (08) log (5x 4) log (12 3x),1 4 1 4 − , − sempre que x , 2. (16) Se log2 (9 x − 1) > 1, então x > 1 2 . (01) 22x 0 6 9 2x 0 8 < 0 Θ y2 0 6y 0 8 < 0 y2 0 6y 0 8 = 0 y1 = −4 y2 = −2 (16) log2 (9x − 1) > 1 Devemos ter: • 9x − 1 . 0 Θ 9x . 1 Θ 9x . 90 Θ x . 0 • log2 (9x − 1) > 1 Θ 9x − 1 > 21 9x − 1 > 2 9x > 3 32x > 31 2x > 1 x > 1 2 De e , obtemos: x > 1 2 (verdadeira) Portanto: 01 0 04 0 16 = 21 Θ 2 , x , 4 (falsa) Devemos ter −4 < y < −2. Assim: −4 < 2x < −2 Θ Ξ x 7 ς (verdadeira) I II Daí, temos: x x − − . − 1 2 3 1 x x − − , 1 2 3 1I IIou De , vem:I −− 0 0− 0 −0 0 4 3 3 2 4 3 3 2 De , vem:II 0− 0 00 − 0− − 3 2 2 3 2 2 De 5 , obtemos:I II 4 5 2 2 4 4 (08) Devemos ter: 5 4 0 4 5 x x− . Θ . 12 − 3x . 0 Θ 3x , 12 Θ x , 4 Resolvendo, vem: log ( )1 4 5 4 5 4 12 3x x x− , − Θ− . −log (12 3x)1 4 8x . 16 x . 2 Fazendo a intersecção, temos: (04) log log )1 2 20 11 1log [log (x 11)] log (x2 5 2 5 2− = Θ − ={ } [ ] log5 (x2 − 11) = 2 x2 − 11 = 25 x = Σ 36 x = Σ6 Como x2 − 11 . 0 para x = −6 ou x = 6 as raízes são −6 e 6. (verdadeira) (02) Se 0 , a , 1, temos: ax , ay Θ x . y Se a . 1, temos: ax , ay Θ x , y (falsa) I II S x x ou x= 7 ς , .\ 4 3 2 4 3 3 2 4 3 2 2(II) (I) (I) 5 (II)
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