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Professor João da Costa GEOMETRIA - PV NOITE GEOMETRIA - EXAME DIRCURSIVO UERJ Este apanhado de exercícios foi feito para que o aluno tenha uma referência para o exame discursivo de Matemática do Vestibular Estadual de 2018 (UERJ), especificamente em geometria. Segue abaixo o conteúdo programático listado pelo edital para este exame. GEOMETRIA E TRIGONOMETRIA • Geometria de posição: projeções ortogonais; distâncias e ângulos • Semelhança de figuras: congruências; proporcionalidades; comprimentos; áreas; volumes • Polígonos e círculos: relações métricas e angulares; lei dos senos e dos cossenos; áreas; perímetros • Círculo trigonométrico: linhas trigonométricas; identidades; adição, subtração e duplicação de arcos • Sólidos com arestas: poliedros; prismas; pirâmides; áreas; volumes; inscrição; circunscrição • Sólidos sem arestas: cilindros; cones; esferas; troncos; áreas; volumes • Geometria analítica no R²: reta; circunferência; elipse; hipérbole; parábola QUESTÃO 1 Um observador, situado no ponto A, distante 30 m do ponto B, vê um edifício sob um ângulo de 30º, conforme a figura abaixo. Baseado nos dados da figura, determine a altura do edifício em metros e divida o resultado por √2 . Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 2 Calcule a área do triângulo ABC tal que AB= 1 cm, BC= 0,5 cm e o ângulo ABC tem o dobro da medida do ângulo BAC. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 3 Marca-se em um pneu, no ponto de seu contato com o solo, um ponto com tinta, que chamaremos de A. O carro percorre um determinado trecho, onde o pneu gira 18780◦ . Qual a distância do ponto A ao novo ponto de contato do pneu com o solo, chamado de P, em funcão do raio r do pneu? Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 4 Considere as funções definidas f: IR IR e g: IR IR, repectivamente, por f(x) = x2 + 1 e g(x) = cosx - senx. Explicite a função composta h(x) = f(g(x)) e determine seu valor máximo. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 5 a) Construa o gráfico das funções f(x) = 2 + sen x e g(x) = 2 + cos 2x para 0 x 2 . b) Admita que f(x) e g(x) indiquem as cotações das ações das empresas F e G na bolsa de valores de São Paulo no intervalo de horas 0 x 2 (x = 0 indica 12h00, e x = 2 6,28 indica, aproximadamente, 18h17). Determine algebricamente (equações e/ou inequações) o intervalo de horas, com 0 x 2 , em que a cotação das ações da empresa F foi maior ou igual à cotação das ações da empresa G. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 6 Os números reais a, b e y são tais que a 0 e a cos y b sen y . Se a seny b cos y tg x , a cosy b seny calcule o valor de tg (x – y) em função de a e b somente. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 7 Observe esta figura, formada por dois triângulos ABC e CDF e dois quadrados ACDE e BCFG Se os lados dos quadrados ACDE e BCFG medirem, respectivamente, 5 cm e 8 cm, a área do triângulo CDF será, em cm², igual a: Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 8 A figura mostra um triângulo equilatero de lado 1, um circulo inscrito e um segundo círculo tangente a dois lados do triângulo e tangente exteriormente ao primeiro círculo. Calcule a área da região sombreada, limitada por um lado do triângulo e pelos dois círculos. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 9: Dois quadrados de papel se sobrepõem como na figura. A região não sobreposta do quadrado menor corresponde a 52% de sua área e a região não sobreposta do quadrado maior corresponde a 73% de sua área. Qual é a razão entre o lado do quadrado menor e o lado do quadrado maior? Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 10: Calcule a área, em cm², de um triângulo retângulo cuja a hipotenusa mede 10 cm e cujo o raio da circunferência inscrita mede 1 cm. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 11: Dois terrenos, A e B, ambos com a forma de trapézio, têm as frentes de mesmo comprimento voltadas para a Rua Alfa. Os fundos dos dois terrenos estão voltados para a Rua Beta. Observe o esquema: As áreas de A e B são, respectivamente, proporcionais a 1 e 2, e a lateral menor do terreno A mede 20 m. Calcule o comprimento x, em metros, da lateral maior do terreno B. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 12: Na figura temos um trapézio isósceles, no qual a base AB mede o dobro da base CD e E é a interceseção das diagonais. Se T é a área do trapézio, qual a área do triângulo BEC? Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 13: Determine a medida da aresta de um cubo, sabendo que essa medida, sua área total e seu volume formam, nessa ordem , uma progressão aritmética crescente. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 14: Mostre que a soma das distancias de um ponto interior a um tetraedro regular às suas faces é constante. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 14: As medidas em centímetros das arestas de um bloco retangular são as raízes da equação polinomial 3 2x 14x 64x 96 0. Denominando-se r, s e t essas medidas, se for construído um novo bloco retangular, com arestas medindo r 1 , s 1 e t 1 , ou seja, cada aresta medindo 1cm a menos que a do bloco anterior. Assim, qual será a medida do volume desse novo bloco ? Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 15: Determine a medida da aresta de um cubo, sabendo que essa medida, sua área total e seu volume formam, nessa ordem , uma progressão aritmética crescente. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 15: Na ilustração a seguir, à esquerda, uma pirâmide regular invertida, com base quadrada de lado medindo 2 e altura 6, está preenchida por um líquido, até dois terços de sua altura. Se a pirâmide é colocada na posição ilustrada à direita, qual será então a altura h do líquido? Indique (h + 2∛19)².Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 16: A pirâmide ABCD é tal que as faces ABC, ABD e ACD são triângulos retângulos cujos catetos medem a. Considere o cubo de volume máximo contido em ABCD tal que um de seus vértices seja o ponto A, como ilustra a figura a seguir. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 17: Um sorvete de casquinha consiste de uma esfera (sorvete congelado) de raio 3 cm e um cone circular reto (casquinha), também com 3 cm de raio. Se o sorvete derreter, ele encherá a casquinha completa e exatamente. Suponha que o sorvete derretido ocupe 80% do volume que ele ocupa quando está congelado. Calcule a altura da casquinha. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 18: De um disco circular, de raio medindo 6 e centro C, cortamos um setor cujo arco mede 13. Usando o pedaço maior, fazemos um cone reto juntando os lado CA e CB, como nas figuras abaixo. Não use aproximações para � e determine: a) O perímetro da base do cone b) O volume do cone Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 19: Um cilindro reto de ferro é derretido, e o ferro obtido, que tem o mesmo volume do cilindro, é moldado em esferas com raio igual a metade do raio da base do cilindro. Se a altura do cilindro é quatro vezes o diâmetro de sua base, quantas são as esferas obtidas? Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 19: Num laboratório há dois tipos de recipientes, conforme a figura abaixo. O primeiro chamado tubo de ensaio possui internamente o formato de um cilindro circular reto e fundo semiesférico. O segundo, chamado de “cone de Imhoff”, possui internamente o formato de um cone circular reto. a) Sabendo que o volume de um “cone de Imholf, com raio da base igual a 2cm, é de 60ml, calcule a altura h desse cone. b) Calcule o volume (em ml) do tubo de ensaio com raio da base medindo 1cm e que possui a mesma altura h do cone de Imhoff. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 20: Considere a superfície cilíndrica S obtida a partir da superposição dos segmentos AB e DC do retângulo ABCD indicado a seguir. Uma formiga percorreu o caminho mais curto sobre a superfície S, partindo do ponto P para chegar ao ponto Q. Determine o comprimento desse caminho. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 21 Considere as retas de equações r : y 2x a e s : y bx c, em que a, b, c são reais. Sabendo que r e s são perpendiculares entre si, com r passando por (0, 1) e s, por ( 2, 4), determine a área do triângulo formado pelas retas r, s e o eixo x. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 22: Uma ferrovia foi planejada para conter um trecho retilíneo cujos pontos são equidistantes dos centros A e B de dois municípios. Em seu projeto de construção, utilizou-se o plano cartesiano, com coordenadas em quilômetros, em que A (1, 2) e B (7,14). Observe o gráfico: Determine, utilizando esse sistema referencial, a equação da reta suporte desse trecho retilíneo da ferrovia. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 23: Considere o quadrado ABCD como na figura. Assuma que A (5,12) e B (13,6). Determine a equação do círculo inscrito no quadrado ABCD. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 24 Uma reta passando pelo ponto P(16, 3) é tangente ao círculo 2 2 2x y r em um ponto Q. Sabendo que a medida do segmento PQ é de 12 unidades calcule: a) a distância do ponto P à origem do sistema cartesiano; b) a medida do raio r da circunferência. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 25 A figura abaixo representa a superfície plana de uma mesa retangular BFGH na qual estão apoiados os seguintes instrumentos para desenho geométrico, ambos de espessuras desprezíveis: – um transferidor com a forma de um semicírculo de centro O e diâmetro AB; – um esquadro CDE, com a forma de um triângulo retângulo isósceles. Considere as informações abaixo: ED está contido em BF; OA está contido em BH; AB = 10 cm; BD = 13 cm. Calcule a medida, em centímetros, do menor segmento que liga a borda do transferidor à borda do esquadro. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 26 A figura mostra um plano cartesiano no qual foi traçada uma elipse com eixos paralelos aos eixos coordenados. Valendo-se das informações contidas nesta representação, determine a equação reduzida da elipse. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 27 Existem pessoas que nascem com problemas de saúde relacionados ao consumo de leite de vaca. A pequena Laura, filha do Sr. Antônio, nasceu com este problema. Para solucioná-lo, o Sr. Antônio adquiriu uma cabra que pasta em um campo retangular medindo 20 m de comprimento e 16 m de largura. Acontece que as cabras comem tudo o que aparece à sua frente, invadindo hortas, jardins e chácaras vizinhas. O Sr. Antônio resolveu amarrar a cabra em uma corda presa pelas extremidades nos pontos A e B que estão 12 m afastados um do outro. A cabra tem uma argola na coleira por onde é passada a corda, de tal modo que ela possa deslizar livremente por toda a extensão da corda. Observe a figura e responda a questão a seguir. Qual deve ser o comprimento da corda para que a cabra possa pastar na maior área possível, dentro do campo retangular? Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 28 A parábola de equação y = x2 corta a circunferência de centro (0, 0) e raio 2 nos pontos A e B. Onde, no plano cartesiano, o ponto médio do segmento AB está localizado? Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 29 Uma hipérbole equilátera é aquela em que b=a. Determine a equação reduzida de uma hipérbole de focos F1(-4,0) e F2(4,0) Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 30 Determine a equação da hipérbole cujos focos são os pontos F1(-10,0) e F2(10,0) e a excentricidade é e=5/3 e faça seu esboço. Desenvolvimento e resposta:
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