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BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 1 1. Aula 2 - Equações e inequações de 1.º e 2.º graus; sistemas lineares. Funções; gráficos. Sequências numéricas. Funções exponenciais e logarítmicas. ................................................................ 2 2. Memorex ........................................................................................ 34 3. Lista das questões abordadas em aula ........................................... 35 4. Gabarito ......................................................................................... 41 AULA 2 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 2 1. Aula 2 - Equações e inequações de 1.º e 2.º graus; sistemas lineares. Funções; gráficos. Sequências numéricas. Funções exponenciais e logarítmicas. Começamos com uma questão de gráfico de função do primeiro grau, tipo de questão que a CESGRANRIO gosta (veremos outra a seguir). As equações do primeiro grau com uma incógnita são da forma: ax + b = 0, em que a≠0 O termo a é chamado de coeficiente angular. Ele fornece a inclinação da curva da reta. Assim, duas retas diferentes, mas com o mesmo coeficiente a possuem a mesma inclinação, sendo paralelas. Um exemplo de equação da reta: 4x + 12 = 0 Para resolver, basta isolar a incógnita, descobrindo a raiz da equação (ponto em que a reta cruza o eixo x): Questão 1 – CESGRANRIO/Petrobrás/Administrador/2010 A função geradora do gráfico abaixo é do tipo y = mx + n Então, o valor de m3 + n é (A) 2 (B) 3 (C) 5 (D) 8 (E) 13 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 3 4x + 12 = 0 4x = -12 x = 12 3 4 − = − Agora, vamos ter uma noção sobre o plano cartesiano, para, na sequência, ver como é o gráfico da função de primeiro grau. O plano cartesiano é também chamado de sistema de coordenadas cartesianas. Ele se resume à figura abaixo: O eixo horizontal indica as coordenadas x e o eixo vertical indica as coordenadas y. As coordenadas cartesianas são representadas pelos pares ordenados (x ; y). Por exemplo, o ponto (3 ; 4) indica que ele é formado por um x = 3 e um y = 4: BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 4 O Plano Cartesiano é muito utilizado na construção de gráficos de funções. Os valores relacionados a x constituem o domínio e os valores de y a imagem da função. Por exemplo, temos a função y = f(x) abaixo: O Domínio da função acima é dado pelo intervalo [a ; b]. Já a Imagem é dada pelo intervalo [c ; d]. O gráfico das equações de primeiro grau são uma reta. Por exemplo, abaixo temos o gráfico da equação acima. Percebam que a reta cruza o eixo x em x = -3: BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 5 y = 4x + 12 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 -6 -4 -2 0 2 4 6 Para resolver esse tipo de questão, devemos utilizar os pontos dados no gráfico para substituir as incógnitas x e y na equação da reta. Desta forma, como são duas incógnitas, com dois pontos descobrimos os valores de a e b (no caso da questão, de m e n). Assim, temos: Ponto 1: x = 3 y = 1 y = mx + n 1 = m(3) + n n = - 3m + 1 Ponto 2: x = -2 y = -9 y = mx + n -9 = m(-2) + n n = 2m –9 Agora temos duas equações de n em função de m, vamos igualar as duas: n = n BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 6 -3m +1 = 2m – 9 5m = 10 m = 2 Colocamos esse valor de m em quaisquer das equações de n: n = -3(2) + 1 = -6 + 1 = -5 Portanto, m3 + n = 23 – 5 = 8 – 5 = 3 Resposta: Letra B. Novamente, aqui, temos um gráfico de uma reta, regido pela equação y = ax + b. São dados os seguintes pontos: Ponto 1: x = 1 y = 120 Ponto 2: Questão 2 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Adm./2010 O gráfico abaixo apresenta a capacidade de processamento de oleaginosas de uma máquina extratora de óleos vegetais, em função do tempo t. Em quanto tempo essa máquina processa 800 kg de oleaginosas? (A) 6 horas e 20 minutos (B) 6 horas e 30 minutos (C) 6 horas e 40 minutos (D) 7 horas e 20 minutos (E) 7 horas e 40 minutos BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 7 x = 3 y = 360 Alem disso, temos o ponto x = 0 e y = 0. Dessa forma, já sabemos que b = 0. Vamos usar o ponto 1 para descobrir o valor de a: y = ax 120 = a.1 a = 120 A equação é: y = 120x. Pede-se em quanto tempo são processados 800kg de oleaginosas. Portanto, é dado o valor de y, e pede-se x: 800 = 120x x = 800/120 = 6,67h. São 6 horas e mais 2/3 de 1 hora (lembre-se sempre que 1/3 = 0,33, 2/3 = 0,67). 2/3 de 1 hora são 40 minutos. Assim, leva-se 6 horas e 40 minutos para processar tal quantidade. Resposta: Letra C. BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 8 Essa é uma questão conceitual sobre a equação de 2º grau e a radiciação. As equações de 2º grau são da forma: ax2 + bx + c = 0, em que a≠0 Para resolver, seguem-se os seguintes passos: 1) achar o ∆ (lê-se delta): ∆ = b2 – 4ac Se: ∆ < 0 --> a equação não possui solução real. Questão 3 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Um aluno do 9o ano do Ensino Fundamental escreveu a seguinte argumentação na resolução de um exercício. Exercício: Quais são as soluções da equação do segundo grau x2 − 9 = 0? Resolução formulada pelo aluno: Como x2 = 9, então, extraindo a raiz quadrada de ambos os lados da equação, obtemos 2 9x = . Daí, podemos concluir que a resposta do exercício é x = 3± , pois 2x x= e 9 3= ± . No âmbito do conjunto dos números reais, universo de trabalho de um aluno do 9o ano do Ensino Fundamental, e considerando os procedimentos realizados pelo aluno na resolução do exercício, verifica-se que (A) a resposta do exercício é, de fato, x = 3± , mas as afirmações 2x x= e 9 3= ± são ambas incorretas. (B) tanto a resposta do exercício, x = 3± , quanto as afirmações 2x x= e 9 3= ± são corretas. (C) a resposta do exercício é, de fato, x = 3± , e a afirmação 2x x= está correta, mas não é verdade que 9 3= ± . (D) a resposta do exercício é, de fato, x = 3± , e a afirmação 2x x= é incorreta, mas é verdade que 9 3= ± . (E) tanto a resposta do exercício, x = 3± , quanto as afirmações 2x x= e 9 3= ± são incorretas. BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 9 ∆ = 0 --> a equação possui apenas uma solução real. ∆ > 0 --> a equação possui duas soluções reais. 2) utilizar o ∆ na equação: x = 2 b a − ± ∆ A partir desta equação, são obtidas duas raízes, ou seja, dois “x” que satisfazem a equação: x’ e x’’ (no caso de ∆ = 0, será apenas 1 raiz). Por exemplo: x2 + 3x + 2 = 0∆ = b2 – 4ac = 32 – 4(1)(2) = 9 – 8 = 1 x = 2 b a − ± ∆ = 3 1 2(1) − ± x’ = -1 x’’ = -2 Voltando à questão, vou explicar baseando-me na explicação do aluno. Como x2 = 9, extraindo a raiz quadrada de ambos os lados realmente temos 2 9x = . A resposta do exercício também é x = 3± , de fato. No entanto, 9 3= ± está incorreto, assim como 2x x= . A raiz de qualquer número é sempre o módulo daquele número. Ou seja, o correto é 2x x= , e 9 3= . O que se faz é considerar a opção negativa para a resolução da equação de 2º grau. Mas, matematicamente, 2x x= , ou seja, é o número na forma absoluta, sem consideração sobre o sinal. Portanto, o aluno errou em afirmar que 2x x= e 9 3= ± . A resposta é a letra A. BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 10 Resposta: Letra A. Essa é uma questão de sistemas lineares. O edital cobra sistemas lineares, mas não cobra matrizes. Portanto, acho que não serão cobrados sistemas com três incógnitas, só com duas (resolvemos da mesma forma que nas questões 1 e 2). Vou resolver apenas essa questão, para que vocês tenham uma ideia. Essas equações são também chamadas de Sistemas Lineares. E são resolvidas através da Regra de Cramer. SISTEMA PADRÃO: ax + by = z1 cx + dy = z2 Vamos chamar de D (“DEZÃO”) o determinante da matriz formada pelos coeficientes de “x” e “y”: DEZÃO = D = a b c d Vamos chamar de Dx o determinante da matriz formada pela substituição dos “zêzinhos” (z1 e z2) nos coeficientes de x. E vamos chamar de Dy o Questão 4 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Para que o sistema linear 2 5 7 2 2 8 3 7 x y z x y z x y z A + − = − − + − = − + − = seja possível e indeterminado, devemos ter A igual a (A) − 56 (B) − 15 (C) − 1 (D) 1 (E) 23 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 11 determinante da matriz formada pela substituição dos “zêzinhos” nos coeficientes de y: Dx = 1 2 z b z d e Dy = 1 2 a z c z Dito isso, temos que um sistema poderá ter uma, de três soluções possíveis: Sigla Definição Como saber? SPD (SISTEMA POSSÍVEL E DETERMINADO) O sistema possui apenas uma solução, que pode ser encontrada. DEZÃO ≠ 0 PS: neste caso: x = e x = SPI (SISTEMA POSSÍVEL E INDETERMINADO) Várias soluções são possíveis para resolver o sistema (não apenas uma, como no caso SPD). DEZÃO = Dx = Dy = 0 SI (SISTEMA IMPOSSÍVEL) O sistema não possui solução. DEZÃO = 0, MAS Dx ≠ 0 ou Dy ≠ 0 Para um sistema ser possível e indeterminado, temos que a matriz dos coeficientes dela deve possuir determinante igual a zero, bem como as matrizes Dx, Dy e Dz (com a coluna do resultado no lugar de x, y e z, respectivamente). Portanto, vamos fazer a matriz dos coeficientes: D = 1 2 5 2 1 2 1 3 7 − − − − − Como, através dela, não conseguimos encontrar o valor de A, calcularemos Dx (com a coluna dos resultados no lugar da coluna com os coeficientes de x): BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 12 Dx = 1 2 7 2 1 8 1 3 A − − − Cálculo do determinante: O determinante de uma matriz 3 x 3 (com 3 linhas e 3 colunas) é calculado da seguinte forma (azul = soma; vermelho = subtrai): Ou seja, temos: aei + bfg + cdh – gec – hfa - idb Exemplo: Para não se perder nas contas, repita as duas últimas colunas ao lado da matriz: 12.3.1 + 1.2.4 + 2.1.5 – 4.3.2 – 5.2.12 – 1.1.1 = 36 + 8 + 10 – 24 – 120 – 1 = 54 – 145 = -91 Assim, na matriz Dx, temos: Dx = 1 2 7 2 1 8 1 3 A − − − Dx = A –16 + 42 –7 – 24 + 4A = 0 5A – 5 = 0 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 13 5A = 5 A = 1 Dessa forma, para o sistema ser possível e indeterminado, A deve ser igual a 1. Resposta: Letra D. Nessa questão, pede-se o ponto de máximo (a própria questão já diz que é um ponto de máximo). Primeiramente, vamos falar do gráfico da equação de segundo grau, que é: Os pontos em que a função cruza o eixo x são as raízes da equação. O ponto mais inferior é chamado vértice da função. No caso, temos um ponto de mínimo. O ponto de mínimo ocorre quando a > 0. Já o ponto de máximo ocorre quando a < 0, e a parábola acima fica invertida (seu vértice é o maior y da função). O vértice é encontrado por x = –b/2a. Para obter o valor de y correspondente basta substituir esse valor na equação da função. Questão 5 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Administrativo/2010 O valor máximo da função de variável real f(x) = 4(1 + x)(6 − x) é (A) 44 (B) 46 (C) 48 (D) 49 (E) 50 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 14 Para resolver essa questão, vamos montar a equação de 2o grau correspondente, fazendo a multiplicação entre os parênteses. Depois, calculamos o valor da coordenada x (-b/2a), e de f(x) correspondente. 4(1 + x)(6 − x) 4[1.6 +1.(-x) + 6x + x.(-x)] = 4[6 – x + 6x – x2] = 4[-x2 + 5x + 6] Assim, a função é: f(x) = -4x2 + 20x + 24 A coordenada x do vértice é –b/2a = -(20)/2(-4) = -20/-8 = 2,5. A coordenada f(x) = y correspondente é: f(2,5) = -4(2,5)2 + 20(2,5) + 24 = -4(6,25) + 50 + 24 = -25 + 50 + 24 = 49. Portanto, o valor máximo da função é y = 49. Resposta: Letra D. Agora, veremos como funcionam as inequações, suas semelhanças e diferenças em relação à equação correspondente. As inequações do primeiro grau com uma incógnita são da forma: ax + b < 0, em que a≠0 ou ax + b < 0, em que a≠0 ou Um exemplo: 4x + 12 < 0 Questão 6 – CESGRANRIO/BNDES/Técnico Arquivo/2009 O conjunto-solução da inequação 9 - x2 > 0 é (A) - 3 > x > 3 (B) - 3 < x < 3 (C) x ? 3 (D) x < 3 (E) x > 3 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 15 Para resolver, basta isolar a incógnita, descobrindo a raiz da equação (ponto em que a reta cruza o eixo x): 4x + 12 < 0 4x < -12 x < 12 4 − x < -3 Nas inequações, cada vez que a inequação é multiplicada por –1 (ou seja, quando se troca o sinal da inequação), o símbolo do meio se inverte. Por exemplo: x < -3 (-1) x > -3 Já as inequações de 2º grau são da forma: ax2 + bx + c < 0, em que a≠0 ou ax2 + bx + c > 0, em que a≠0 ou Elas são resolvidas da mesma forma que as equações de 2o grau. No entanto, ao final, deve-se fazer uma análise dos sinais. Vamos resolver uma como exemplo: x2 + 3x + 2 > 0 (é a mesma equação que vimos antes, agora na forma de inequação). Para resolver, igualamos a inequação a zero: x2 + 3x + 2 = 0 ∆ = b2 – 4ac = 32 – 4(1)(2) = 9 – 8 = 1 x = 2 b a − ± ∆ = 3 1 2(1) − ± x’ = -1 x’’ = -2 Com o valor das raízes, fazemos o estudo do sinal, para ver em que condições a inequação é satisfeita. BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIOLÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 16 Lembrando, precisamos que x2 + 3x + 2 > 0 Como as raízes são –1 e –2, encontramos a seguinte situação: Os valores de x menores do que –2 fazem com que a equação seja positiva. Portanto, satisfaz a inequação. Os valores de x entre –2 e –1 fazem com que a equação seja negativa, portanto, a inequação não é satisfeita. Os valores de x maiores do que –1 fazem com que a equação seja positiva e, portanto, satisfazem a inequação. Assim, para a inequação, temos a seguinte solução: Solução = { | 2 ; 1}x x x∈ < − > −� Agora que já sabemos, vamos resolver a inequação da questão, 9 - x2 > 0: Primeiramente, igualamos a função a zero: 9 - x2 = 0 x2 = 9 (já vimos a resposta da equação acima da questão 3, inclusive) x = 3± Vamos fazer a análise do sinal. Precisamos de 9 - x2 > 0. Sabemos que a equação toca o eixo x nos pontos x = 3 e x = -3. Coloquem na equação algum valor menor que –3 para saber o que acontece. Por exemplo, se x = -4 -----> y = -7. BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 17 Assim, para qualquer valor x menor do que –3, a função é negativa. O mesmo ocorre para qualquer valor maior do que 3. Temos o gráfico abaixo: Como são pedidos os valores de x que satisfazem a inequação 9 - x2 > 0, queremos apenas a região do gráfico acima que fornece valores positivos (ou seja, em que f(x) >0): Assim, x deve estar entre –3 e 3, –3<x<3. Resposta: Letra B. Questão sobre a função logarítmica. A função logarítmica é da forma: Questão 7 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Adm./2010 Quando os alunos perguntaram ao professor qual era a sua idade, ele respondeu: "Se considerarmos as funções f(x) = 1 + e g(x) = , e a igualdade g(i) = f(243), i corresponderá à minha idade, em anos." Quantos anos tem o professor? (A) 32 (B) 48 (C) 56 (D) 60 (E) 64 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 18 f: R→ � tal que y = logax, sendo que a > 0 e a ≠ 1. Seu gráfico é: Quando dizemos logax = y, isso quer dizer: ay = x Por isso, dizemos que a função logarítmica é o oposto da função exponencial (que é da forma y = ax). Vejam o gráfico abaixo: Portanto, também se usa a função logarítmica para resolver problemas com a função exponencial. Há um logaritmo especial, o logaritmo neperiano: ln x = loge x Assim, se ln x = y, x = ey, em que e = número de Euler = 2,718281... Os logaritmos possuem as seguintes propriedades. BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 19 • Propriedade do produto do logaritmo: loga (x * y) = loga x + loga y • Propriedade do quociente do logaritmo: logax/y = logax – logay • Propriedade da potência do logaritmo: logaxm = m*logax • Propriedade da raiz do logaritmo: Quando estudamos radiciação, vimos que: m n m nx x= Se combinarmos a equação acima com a propriedade da potência do logarítmo, temos: loga m nx = m n *logax • Propriedade da mudança de base: logba = log log c c a b Vamos à resolução da questão. A idade do professor é i. Colocando i no lugar de x na função g(x), temos g(i) = log2 i. f(243) é obtida colocando o número 243 no lugar de x na função f(x). Portanto, f(243) = 1 + log3 234. Assim, fazendo a igualdade: g(i) = f(243) log2 i = 1 + log3 234 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 20 Agora, precisamos simplificar os logaritmos. Devemos utilizar as propriedades. Reparem que 243 = 35. Portanto: log2 i = 1 + log3 35 Pela propriedade da potência de logaritmo, temos: log2 i = 1 + 5.log3 3 Vimos que o logaritmo expressa qual o número que, quando a base é elevada a ele, retorna o valor do logaritmo. Portanto, log3 3 é igual a 1, pois 31 = 3. log2 i = 1 + 5.1 log2 i = 6 Finalmente, pela definição de logaritmo, temos que 26 = i. i = 64. Resposta: letra E. Questão 8 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Considere a função f: D IR -> IR definida pela expressão analítica f(x) = ln (e2x), onde D representa o maior subconjunto real sobre o qual a mesma pode ser definida. A representação gráfica da função f é BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 21 Primeiramente, vamos analisar a função. Temos: f(x) = y = ln e2x. Pelas propriedades dos logaritmos, sabemos que: ln e2x = 2x.ln e Vimos que ln x = loge x. Portanto, ln e = loge e = 1 ---> (pois e1 = e) Portanto, a função f(x) = y = ln e2x é igual a f(x) = y = 2x.ln e = 2x Basta marcar a alternativa que representa o gráfico de y = 2x. Sabemos que é uma reta, em que b = 0 (a reta cruza o ponto x = 0 e y = 0). As alternativas que trazem esse tipo de gráfico estão nas letras a e b. A letra b define a função apenas para x>0, o que não é verdade, pois x pode ser qualquer valor. Resposta: Letra A. Começamos com as questões de PA (essa, do concurso do BB de 2010). Primeiramente, vamos ver o que é PA. Observe a seguinte sequência: 4, 7, 10, 13, 16, 19... Poderia ser feita a seguinte pergunta: qual o 43º termo? Diante dessa pergunta, é importante perceber qual foi o padrão utilizado para a montagem da sequência. Questão 9 – CESGRANRIO/BB/Escriturário/2010 Segundo dados do Instituto Internacional de Pesquisa da Paz de Estocolmo (Simpri), os gastos militares dos Estados Unidos vêm crescendo nos últimos anos, passando de 528,7 bilhões de dólares, em 2006, para 606,4 bilhões de dólares, em 2009. Considerando que este aumento anual venha acontecendo de forma linear, formando uma progressão aritmética, qual será, em bilhões de dólares, o gasto militar dos Estados Unidos em 2010? (A) 612,5 (B) 621,3 (C) 632,3 (D) 658,5 (E) 684,1 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 22 Vejam que a sequência começa em 4 e aumenta 3 a cada termo. Portanto, o 1º termo é 4, o 2º é 4 + 3 = 7, o 3º é 4 + 3 + 3 = 10... Ou seja, o 2º termo aumenta “1” 3, o 3º termo aumenta “2” 3, o 4º termo aumenta “3” 3... Assim, é fácil perceber que o 43º termo aumentará “42” 3, ou seja, o 43º termo será 4 + 42.3 = 130. Assim, o 43º termo é o 1º termo + (termo – 1)*taxa de aumento. Pois bem, a sequência acima é chamada de Progressão Aritmética. Progressão porque cada termo relaciona-se ao anterior na sequência. Aritmética pois é uma relação de soma (cada termo é o anterior somado a algum outro número). Existe uma equação para a PA (é assim que ela é chamada). A equação é um resultado do raciocínio que tivemos acima: an = a1 + (n – 1).r an é o termo na n posição. Por exemplo, a43 é o 43º termo. a1 é o termo na primeira posição. No nosso exemplo, a1 é 4. r é a taxa de aumento. Na nossa PA, a cada termo aumenta-se 3 unidades. Por isso, r = 3. Vamos aplicar a equação acima para descobrir o 43º termo: an = a1 + (n – 1).r a43 = 4 + (43 – 1).3 a43 = 130 Vamos à resolução da questão. Sabemos, pelo enunciado, que a1 = 528,7. Em 2009,3 anos depois de 2006, temos a4 = 606,4. Vamos colocar esses dois valores na equação da PA, para descobrir qual a taxa anual de aumento: an = a1 + (n – 1)r a4 = a1 + (4 – 1)r 606,4 = 528,7 + 3r BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 23 3r = 77,7 r = 25,9 Portanto, o aumento anual é de 25,9. Para 2010 (ano 5 da nossa PA), temos: an = a1 + (n – 1).25,9 a5 = 528,7 + (5 – 1). 25,9 a4 = 632,3 Resposta: Letra C. Questão sobre PG, que utiliza logaritmo também. A lógica da Progressão Geométrica é a mesma da Progressão Aritmética. A diferença é o tipo de aumento. Enquanto lá tínhamos uma soma (exemplo, termo 1 = 4, termo 2 = 4 + 3, termo 3 = 4 + 3 + 3, termo 4 = 4 + 3 + 3 + 3...), aqui temos um produto. Ou seja, numa PG, as sequências têm a forma 4, 12, 36, 108... Veja: a1 = 4 a2 = 4.3 = 12 a3 = 4.3.3 = 36 a4 = 4.3.3.3 = 108... Assim, a equação da PG é: Questão 10 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Se ( )n na ∈� é uma progressão geométrica cujo primeiro termo é igual a 125 e cuja razão é igual a 1/25, então, a sequência definida por bn = log5 an é uma progressão (A) aritmética, cujo primeiro termo é igual a 3, e cuja razão é igual a −2 (B) aritmética, cujo primeiro termo é 25, e cuja razão é igual a −5 (C) geométrica, cujo primeiro termo é igual a 25, e cuja razão é igual a 1/2 (D) geométrica, cujo primeiro termo é igual a 3, e cuja razão é igual a −2 (E) geométrica, cujo primeiro termo é 25, e cuja razão é igual a −5 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 24 an = a1.qn-1 Se na PA temos o r, que é a taxa de aumento, na PG temos o q, que funciona da mesma maneira. Vamos descobrir o 43º termo da PG que vimos acima: a43 = 4.343-1 = 4.342 Podemos perceber que na PG os termos aumentam muito rapidamente, justamente porque o termo é sempre resultado do termo anterior multiplicado, e não somado a uma constante. A questão diz que há uma PG = an. Esta PG possui a1 = 125 e q = 1/25. Assim, colocando estes valores na equação da PG, temos: an = a1.qn-1 an = 125.(1/25)n-1. Há outra sequência, definida por bn = log5 an. Vamos colocar a equação de an na equação de bn: bn = log5 an bn = log5 125.(1/25)n-1 Pelas propriedades loga (x * y) = loga x + loga y, sabemos que: bn = log5 125.(1/25)n-1 = log5 125 + log5 (1/25)n-1 bn = log5 53 + log5 (1/25)n-1 Já, pela propriedade logaxm = m*logax: bn = 3. log5 5 + (n – 1).log5 (1/52) log5 5 = 1. Pela propriedade logax/y = logax – logay: bn = 3.(1) + (n – 1).[log5 1 - log5 52] O log 1, não importa a base, é zero, pois qualquer número elevado a zero é igual a 1: bn = 3 + (n – 1).[0 - log5 52] BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 25 Novamente usamos a propriedade logaxm = m*logax: bn = 3 + (n – 1).(-2.log5 5) Finalmente: bn = 3 + (n – 1).(-2) Portanto, temos uma PA, cujo a1 = 3 e a razão é –2. Resposta: Letra A. Mais uma questão sobre a PA. O cometa foi descoberto em 1760, e, depois, foi visto em 1773 (13 anos depois que 1760), 1786 (13 anos depois que 1773...). Portanto, a1 = 1760 e a razão é 13. an = a1 + (n – 1).r an = 1760 + (n – 1).13 A questão quer saber em qual dos próximos anos acontecerá uma nova aparição. Como não sabemos o valor de n, vamos testar cada alternativa, colocando o ano no lugar de an. A alternativa que retornar um valor de n inteiro é a resposta que procuramos. A) 2016: 2016 = 1760 + (n – 1).13 256 = 13n – 13 13n = 269 n = 29,69 ---> Falso. Questão 11 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Administrativo/2010 Certo cometa, descoberto em 1760, foi novamente visível da Terra por poucos dias nos anos de 1773, 1786, 1799, etc., tendo mantido sempre essa regularidade. Esse cometa será novamente visível no ano de (A) 2016 (B) 2017 (C) 2018 (D) 2019 (E) 2020 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 26 B) 2017: 2017 = 1760 + (n – 1).13 257 = 13n – 13 13n = 270 n = 20,77 ---> Falso. C) 2018: 2018 = 1760 + (n – 1).13 258 = 13n – 13 13n = 271 n = 20,84 ---> Falso. D) 2019: 2019 = 1760 + (n – 1).13 259 = 13n – 13 13n = 272 n = 20,92 ---> Falso. E) 2020: 2020 = 1760 + (n – 1).13 260 = 13n – 13 13n = 273 n = 21 ---> Verdadeiro. Resposta: Letra E. Questão sobre a soma dos termos de uma PG. PG existe uma equação que fornece a soma de seus termos. Questão 12 – CESGRANRIO/BNDES/Técnico de Arquivo/2011 A soma dos infinitos termos de uma progressão geométrica, cuja razão tem módulo menor que 1, é igual a 6, e a soma dos quadrados dos termos dessa progressão é igual a 12. Quanto vale o primeiro termo da progressão geométrica? (A) 1 (B) 3 (C) 6 (D) 9 (E) 12 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 27 É importante saber se ela é finita ou não, ou seja, se ela possuir um último termo ela é finita, do contrário é infinita. A soma dos termos de uma PG finita é: Sn = 1 ( 1) 1 na q q − − E a soma dos termos de uma PG infinita é: Sn = 1 1 a q− O enunciado diz que a soma infinita da PG é 6: 6 = 1 1 a q− 6(1 – q) = a1 Agora, vamos fazer o que a questão mandou: Soma dos quadrados da PG. Temos: (a1)2 + (a2)2 + (a3)2 + (a4)2... + (an)2 Vamos substituir cada termo pelo termo da PG: an = a1.qn-1: (a1)2 + (a1.q)2 + (a1.q2)2 + (a1.q3)2... + (a1.qn-1)2 a12 + a12.q2 + a12.q4 + a12.q6... + a12.q2n-2 Temos a formação de outra PG, cujo a1 = a12, e a razão é igual a q2. Vamos fazer a soma infinita dos termos dessa PG, que deve dar 12: Sn = 1 1 a q− Sn = 2 1 21 a q− = 12 Vimos, durante a aula, que existe um produto notável da forma: (a + b).(a - b) = a2 - b2 Então, podemos expressar 1 – q2 como (1 + q)(1 – q): BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 28 2 1 12 (1 )(1 ) a q q = + − Pela primeira equação que chegamos, temos: 6(1 – q) = a1. Substituindo: 2 2 (6(1 )) 12 (1 )(1 ) 6 (1 ) 12 (1 ) 36 36 12 12 48 24 1 2 q q q q q q q q q − = + − − = + − = + = = Com o valor de q, voltamos à equação com a1: 6(1 – q) = a1 6(1 – 1/2) = a1 a1 = 6.1/2 = 3 Resposta: Letra B. BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 29 A questão propõe que haja um número n que, se somado à 1, 5, 7, forme uma PG. Assim, temos: a1 = 1 + n a2 = 5 + n a3 = 7 + n Vamos colocar na equação da PG: an = a1.qn-1 a2 = a1.q (5 + n) = (1 + n).q q = 5 1 n n + + a3 = a1.q2 (7 + n) = (1 + n).q2 Substituindo a equação que encontramos antes: Questão 13 – CESGRANRIO/Petrobrás/Administrador/2010 Qual é o número que deve ser somado aos números 1, 5 e 7 para que os resultados dessas somas, nessa ordem, formem três termos de uma progressão geométrica? (A)– 9 (B) – 5 (C) – 1 (D) 1 (E) 9 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 30 Questão 14 – CESGRANRIO/EPE/Assistente Administrativo/2010 Na "Projeção da demanda de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional (SIN) para o Plano Anual da Operação Energética (PEN 2010)", prevê-se um consumo de energia elétrica nas residências brasileiras de 103.272 GWh, em 2010, e de 126.425 GWh, em 2014. Considerando- se que essas projeções se confirmem e que o aumento anual no consumo de energia elétrica nas residências brasileiras, de 2010 a 2014, ocorra linearmente, formando uma progressão aritmética (PA), qual será, em GWh, a razão dessa PA? (A) 2.315,30 (B) 4.630,60 (C) 5.788,25 (D) 7.717,67 (E) 8.691,65 2 2 2 2 2 2 (7 ) (1 ). 5 (7 ) (1 ). 1 (5 ) (7 ) 1 (5 ) (1 )(7 ) 25 10 7 7 2 18 9 n n q n n n n n n n n n n n n n n n n n + = + + + = + + + + = + + = + + + + = + + + = − = − Resposta: Letra A. Mais uma questão de PA. O enunciado fornece o termo a1 = 103272, e o termo a5 = 126425. Vamos colocar na equação da PA para descobrir a razão n: an = a1 + (n – 1).r BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 31 a5 = a1 + (5 – 1).r 126425 = 103272 + 4r 23153 = 4r r = 5788,25 Resposta: Letra C. Os múltiplos de 11 são: 11*1 = 11, 11*2 = 22, 11*3 = 33... A questão quer saber a soma desses múltiplos, mas só aqueles com 4 algarismos. É uma PA finita. A razão já sabemos, 11. Precisamos saber como é a Soma dos Termos de uma PA Finita. Vamos voltar ao nosso exemplo: 4, 7, 10, 13, 16, 19... Vamos supor que ela acabe no 43º termo (aquele que encontramos acima): 4, 7, 10, 13, 16, 19... 130. Se quisermos saber qual a soma de todos esses elementos (4 + 7 + 10 + ... + 130), podemos utilizar a seguinte equação: Sn = 1 . 2 n a a n + Por exemplo, nesse caso: Questão 15 – CESGRANRIO/Petrobrás/Administrador/2010 Qual é a soma dos múltiplos de 11 formados por 4 algarismos? (A) 4.504.500 (B) 4.505.000 (C) 4.505.500 (D) 4.506.000 (E) 4.506.500 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 32 S43 = 1 43 .43 2 a a+ S43 = 4 130 134 .43 .43 2881 2 2 + = = Assim, a soma 4 + 7 + 10 + ... + 130 = 2881. Para resolver a questão, precisamos encontrar a1 e an para colocar na equação da Soma acima. Vamos pensar, indo pelo fácil: 11*100 = 1100. E 11*10 = 110. Portanto, (100-10)*11 = 1100 – 110 = 990, que não queremos. Se diminuirmos 1, temos 100 – 9 = 91. 91*11 = 1001. Pronto, encontramos o primeiro termo da PA. Precisamos encontrar o último termo. Ele é dado por: an = 1001 + (n – 1).11 1001 1 11 n a n − = − O último termo da PA deve ser algo em torno de 9999 (o último número com 4 algarismos). Vamos diminuir 1001 de 9999 e dividir por 11, para ver se achamos o n - 1: 9999 – 1001 = 8998 8998/11 = 818. Tivemos sorte. Exatamente 9999 é o último termo da nossa PA. Assim: 818 1 819 n n = − = Vamos fazer a soma da PA: BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 33 Sn = 1001 9999 .819 2 11000 .819 2 5500.819 4504500 + = Resposta: Letra A. Finalizamos por aqui. Aguardo as dúvidas no fórum. Abraços, Karine BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 34 2. Memorex ∆ = b2 – 4ac x = 2 b a − ± ∆ Vértice: x = –b/2a PA: an = a1 + (n – 1).r Sn = 1 . 2 n a a n + PG: an = a1.qn-1 Sn = 1 ( 1) 1 na q q − − (PG finita) Sn = 1 1 a q− (PG infinita) BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 35 3. Lista das questões abordadas em aula Questão 1 – CESGRANRIO/Petrobrás/Administrador/2010 A função geradora do gráfico abaixo é do tipo y = mx + n Então, o valor de m3 + n é (A) 2 (B) 3 (C) 5 (D) 8 (E) 13 Questão 2 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Adm./2010 O gráfico abaixo apresenta a capacidade de processamento de oleaginosas de uma máquina extratora de óleos vegetais, em função do tempo t. Em quanto tempo essa máquina processa 800 kg de oleaginosas? (A) 6 horas e 20 minutos (B) 6 horas e 30 minutos (C) 6 horas e 40 minutos (D) 7 horas e 20 minutos (E) 7 horas e 40 minutos BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 36 Questão 3 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Um aluno do 9o ano do Ensino Fundamental escreveu a seguinte argumentação na resolução de um exercício. Exercício: Quais são as soluções da equação do segundo grau x2 − 9 = 0? Resolução formulada pelo aluno: Como x2 = 9, então, extraindo a raiz quadrada de ambos os lados da equação, obtemos 2 9x = . Daí, podemos concluir que a resposta do exercício é x = 3± , pois 2x x= e 9 3= ± . No âmbito do conjunto dos números reais, universo de trabalho de um aluno do 9o ano do Ensino Fundamental, e considerando os procedimentos realizados pelo aluno na resolução do exercício, verifica-se que (A) a resposta do exercício é, de fato, x = 3± , mas as afirmações 2x x= e 9 3= ± são ambas incorretas. (B) tanto a resposta do exercício, x = 3± , quanto as afirmações 2x x= e 9 3= ± são corretas. (C) a resposta do exercício é, de fato, x = 3± , e a afirmação 2x x= está correta, mas não é verdade que 9 3= ± . (D) a resposta do exercício é, de fato, x = 3± , e a afirmação 2x x= é incorreta, mas é verdade que 9 3= ± . (E) tanto a resposta do exercício, x = 3± , quanto as afirmações 2x x= e 9 3= ± são incorretas. Questão 4 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Para que o sistema linear 2 5 7 2 2 8 3 7 x y z x y z x y z A + − = − − + − = − + − = seja possível e indeterminado, devemos ter A igual a (A) − 56 (B) − 15 (C) − 1 (D) 1 (E) 23 Questão 5 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Administrativo/2010 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 37 O valor máximo da função de variável real f(x) = 4(1 + x)(6 − x) é (A) 44 (B) 46 (C) 48 (D) 49 (E) 50 Questão 6 – CESGRANRIO/BNDES/Técnico Arquivo/2009 O conjunto-solução da inequação 9 - x2 > 0 é (A) - 3 > x > 3 (B) - 3 < x < 3 (C) x ? 3 (D) x < 3 (E) x > 3 Questão 7 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Adm./2010 Quando os alunos perguntaram ao professor qual era a sua idade, ele respondeu: "Se considerarmos as funções f(x) = 1 + e g(x) = , e a igualdade g(i) = f(243), i corresponderá à minha idade, em anos." Quantos anos tem o professor? (A) 32 (B) 48 (C) 56 (D) 60 (E) 64 Questão 8 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Considere a função f: D IR -> IR definidapela expressão analítica f(x) = ln (e2x), onde D representa o maior subconjunto real sobre o qual a mesma pode ser definida. A representação gráfica da função f é BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 38 Questão 9 – CESGRANRIO/BB/Escriturário/2010 Segundo dados do Instituto Internacional de Pesquisa da Paz de Estocolmo (Simpri), os gastos militares dos Estados Unidos vêm crescendo nos últimos anos, passando de 528,7 bilhões de dólares, em 2006, para 606,4 bilhões de dólares, em 2009. Considerando que este aumento anual venha acontecendo de forma linear, formando uma progressão aritmética, qual será, em bilhões de dólares, o gasto militar dos Estados Unidos em 2010? (A) 612,5 (B) 621,3 (C) 632,3 (D) 658,5 (E) 684,1 Questão 10 – CESGRANRIO/Gov. RN/Professor/2011 Se ( )n na ∈� é uma progressão geométrica cujo primeiro termo é igual a 125 e cuja razão é igual a 1/25, então, a sequência definida por bn = log5 an é uma progressão (A) aritmética, cujo primeiro termo é igual a 3, e cuja razão é igual a −2 (B) aritmética, cujo primeiro termo é 25, e cuja razão é igual a −5 (C) geométrica, cujo primeiro termo é igual a 25, e cuja razão é igual a 1/2 (D) geométrica, cujo primeiro termo é igual a 3, e cuja razão é igual a −2 (E) geométrica, cujo primeiro termo é 25, e cuja razão é igual a −5 Questão 11 – CESGRANRIO/Petrobrás/Técnico Administrativo/2010 Certo cometa, descoberto em 1760, foi novamente visível da Terra por poucos dias nos anos de 1773, 1786, 1799, etc., tendo mantido sempre essa regularidade. Esse cometa será novamente visível no ano de (A) 2016 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 39 (B) 2017 (C) 2018 (D) 2019 (F) 2020 Questão 12 – CESGRANRIO/BNDES/Técnico de Arquivo/2011 A soma dos infinitos termos de uma progressão geométrica, cuja razão tem módulo menor que 1, é igual a 6, e a soma dos quadrados dos termos dessa progressão é igual a 12. Quanto vale o primeiro termo da progressão geométrica? (A) 1 (B) 3 (C) 6 (D) 9 (E) 12 Questão 13 – CESGRANRIO/Petrobrás/Administrador/2010 Qual é o número que deve ser somado aos números 1, 5 e 7 para que os resultados dessas somas, nessa ordem, formem três termos de uma progressão geométrica? (A) – 9 (B) – 5 (C) – 1 (D) 1 (E) 9 Questão 14 – CESGRANRIO/EPE/Assistente Administrativo/2010 Na "Projeção da demanda de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional (SIN) para o Plano Anual da Operação Energética (PEN 2010)", prevê-se um consumo de energia elétrica nas residências brasileiras de 103.272 GWh, em 2010, e de 126.425 GWh, em 2014. Considerando- se que essas projeções se confirmem e que o aumento anual no consumo de energia elétrica nas residências brasileiras, de 2010 a 2014, ocorra linearmente, formando uma progressão aritmética (PA), qual será, em GWh, a razão dessa PA? (A) 2.315,30 (B) 4.630,60 (C) 5.788,25 (D) 7.717,67 (E) 8.691,65 Questão 15 – CESGRANRIO/Petrobrás/Administrador/2010 Qual é a soma dos múltiplos de 11 formados por 4 algarismos? (A) 4.504.500 (B) 4.505.000 (C) 4.505.500 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 40 (D) 4.506.000 (E) 4.506.500 BANCO DO BRASIL – MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO PROFESSORA: KARINE WALDRICH Prof. Karine Waldrich www.pontodosconcursos.com.br 41 4. Gabarito 1 – B 2 – C 3 – A 4 – D 5 – D 6 – B 7 – E 8 – A 9 – C 10 – A 11 – E 12 – B 13 – A 14 – C 15 – A
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