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Gabaritos/AP1-MetDet1-2015-2-gabarito.pdf Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP1 – Gabarito – Me´todos Determin´ısticos I – 2015-2 Nome: Matr´ıcula: Polo: Data: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando Nome, Matr´ıcula, • O desenvolvimento das questo˜es pode ser a la´pis. No entanto, Polo e Data; as respostas devera˜o estar necessariamente a` caneta; • E´ expressamente proibido o uso de calculadoras; • E´ expressamente proibido o uso de corretivo nas respostas. • Devolver a prova e a folha de respostas ao res- • As respostas devem estar acompanhadas de justificativa. ponsa´vel; Respostas sem justificativa na˜o sera˜o consideradas. Questa˜o 1 (1.5 pt) Considere as proposic¸o˜es: A: “Ana esta´ na escola.” B: “Se Joa˜o esta´ no cinema, enta˜o Maria esta´ na loja.” Sabendo que a proposic¸a˜o P: “A ou B” e´ falsa, pode-se afirmar que: (i) Ana na˜o esta´ na escola, Joa˜o na˜o esta´ no cinema, Maria na˜o esta´ na loja. (ii) Ana na˜o esta´ na escola, Joa˜o esta´ no cinema, Maria esta´ na loja. (iii) Ana na˜o esta´ na escola, Joa˜o esta´ no cinema, Maria na˜o esta´ na loja. (iv) Ana esta´ na escola, Joa˜o na˜o esta´ no cinema, Maria na˜o esta´ na loja. (v) Ana esta´ na escola, Joa˜o esta´ no cinema, Maria na˜o esta´ na loja. Soluc¸a˜o: Para que uma disjunc¸a˜o, isto e´, uma proposic¸a˜o tipo “A ou B” seja falsa, e´ necessa´rio que tanto A quanto B sejam falsas. Logo, como P e´ falsa segue que A e´ falsa e B tambe´m e´ falsa. Dizer que A e´ falsa e´ dizer que Ana na˜o esta´ na escola. Por outro lado, a proposic¸a˜o B e´ uma implicac¸a˜o do tipo p ⇒ q, onde p: “Joa˜o esta´ no cinema”e q: “Maria esta´ na loja”, logo, ela e´ falsa, apenas se vale p e ∼ q, isto e´, se Joa˜o esta´ no cinema e Maria na˜o esta´ na loja. Portanto, a resposta correta e´ a (iii). Questa˜o 2 (2.0 pt) Considere o conjunto A = { −1 2 , 0, 1, 5 2 } . Decida se sa˜o falsas ou verdadeiras as proposic¸o˜es a seguir, justificando sua resposta. a) (1.0 pt) ∀x ∈ A, 2x− 1 2 < x. Me´todos Determin´ısticos I AP1 2 b) (1.0 pt) ∃x ∈ A, x2 + 2x− 5 = 0. Soluc¸a˜o: a) Para saber se a proposic¸a˜o e´ verdadeira, vamos montar uma tabela para nos ajudar. Na primeira coluna dessa tabela, vamos representar cada um dos valores que x pode assumir em A, na segunda coluna, cada um dos correpondentes valores de 2x − 1 2 e na terceira coluna, vamos comparar o valor de 2x − 1 2 com o valor de x. A partir das informac¸o˜es da Tabela 1, conclu´ımos que a proposic¸a˜o e´ falsa, pois existe um elemento, por exemplo, x = 1, que pertence ao conjunto A, tal que 2x− 1 2 na˜o e´ menor do que x. Tabela 1: Questa˜o 2–a) x 2x− 1 2 2x− 1 2 < x ? −1 2 −3 2 −3 2 < − 1 2 0 −1 2 −1 2 < 0 1 3 2 3 2 > 1 5 2 9 2 9 2 > 5 2 Tabela 2: Questa˜o 2–b) x x2 + 2x− 5 −1 2 ( −1 2 )2 + 2 ( −1 2 ) − 5 = 1 4 − 1− 5 = 1 4 − 6 = 1− 24 4 = −23 4 6= 0 0 (0)2 + 2(0)− 5 = 0 + 0− 5 = −5 6= 0 1 (1)2 + 2(1)− 5 = 1 + 2− 5 = −2 6= 0 5 2 ( 5 2 )2 + 2 ( 5 2 ) − 5 = 25 4 + 5− 5 = 25 4 6= 0 Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 3 b) Para saber se a proposic¸a˜o e´ verdadeira, vamos montar uma tabela. Na primeira coluna dessa tabela, vamos representar cada um dos valores que x pode assumir em A, e na segunda coluna, cada um dos correpondentes valores de x2+2x−5. Observando os resultados obtidos na Tabela 2, conclu´ımos que na˜o existe x ∈ A tal que x2 + 2x − 5 e´ igual a zero. Portanto, a proposic¸a˜o e´ falsa. Questa˜o 3 (2.5 pts) : Um comerciante possui duas lojas em que comercializa um mesmo produto. Na loja 1, para uma quantidade x deste produto, o lucro em sua venda e´ obtido pela expressa˜o L1 = 24 ( x 3 − 1 ) − 56 e na loja 2, para a mesma quantidade x do produto, o lucro em sua venda e´ obtido pela expressa˜o L2 = 10x − 120, onde x e´ um nu´mero inteiro positivo que representa a quantidade vendida do produto. a) (1.0 pt) Determine a quantidade vendida pela loja 1 quando o lucro dela e´ de 720 reais. b) (1.5 pt) Determine para que quantidades do produto o lucro da loja 1 e´ maior que o da loja 2. Soluc¸a˜o: a) A fim de determinar a quantidade x vendida pela Loja 1, quando L1 e´ igual a 720 reais, temos de resolver a equac¸a˜o 24 ( x 3 − 1 ) − 56 = 720 ⇐⇒ ��> 8 24 · x �3 − 24− 56 = 720 ⇐⇒ 8x− 80 = 720 ⇐⇒ 8x = 720 + 80 ⇐⇒ 8x = 800 ⇐⇒ x = 100. Portanto, a Loja 1 vende uma quantidade de 100 unidades do produto, quando o lucro desta loja e´ de 720 reais. b) Para determinar para quais quantidades, L1 e´ maior que L2, temos de resolver a desigualdade Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 4 L1 > L2 ⇐⇒ 24 ( x 3 − 1 ) − 56 > 10x− 120 ⇐⇒ 8x− 80 > 10x− 120 ⇐⇒ 8x− 10x > −120 + 80 ⇐⇒ −2x > −40 ⇐⇒ 2x < 40 ⇐⇒ 2x · 1 2 < 40 · 1 2 ⇐⇒ x < 40 2 ⇐⇒ x < 20. Portanto, o lucro da Loja 1 e´ maior que o do da Loja 2 para a quantidade x do produto entre 1 e 19 unidades, inclusive estes extremos. Questa˜o 4 (1.5 pts) : Um comerciante num determinado ano, no meˆs de janeiro, obteve um lucro de 44% sobre a quantidade produzida de um certo produto. No meˆs de fevereiro, esse ı´ndice passou para 55%, sobre a mesma quantidade produzida do produto. Determine o acre´scimo percentual no lucro do comerciante do meˆs de fevereiro em relac¸a˜o ao meˆs de janeiro. Soluc¸a˜o: Considerando x a quantidade produzida do produto, temos que em janeiro o comerciante lucrava 44x 100 , e em fevereiro passou a lucrar 55x 100 . A diferenc¸a e´ de 11x 100 , quantos porcento de 44x 100 isso representa? Temos que calcular: 11x 100 ÷ 44x 100 = 11x 100 × 100 44x = 25 100 Portanto, o acre´scimo percentual no lucro do comerciante do meˆs de fevereiro em relac¸a˜o ao meˆs de janeiro e´ de 25%. Questa˜o 5 (2.5 pts) : Resolva cada item, passo por passo. a) (0.8 pt) Verifique que 3√ 5− 1 − 3 √ 5 4 e´ igual a 3 4 . b) (0.7 pt) Determine o valor de 5 √−32 + (27)−1/3. c) (1.0 pt) Determine o valor de 5− 2 [( 1 2 − 3 )2 ÷ 1 4 − 26 ] Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 5 Soluc¸a˜o: a) 3√ 5− 1 − 3 √ 5 4 = 3√ 5− 1 · √ 5 + 1√ 5 + 1 − 3 √ 5 4 = 3( √ 5 + 1) 5− 1 − 3 √ 5 4 = 3 √ 5 + 3 4 − 3 √ 5 4 = 3 4 b) 5 √−32 + (27)−1/3 = −2 + 1 (27)1/3 = −2 + 1 3 √ 27 = −2 + 1 3 = −6 + 1 3 = −5 3 c) 5− 2 [( 1 2 − 3 )2 ÷ 1 4 − 26 ] = 5− 2 [( 1− 6 2 )2 ÷ 1 4 − 26 ] = 5− 2 [(−5 2 )2 ÷ 1 4 − 26 ] = 5− 2 [ 25 4 ÷ 1 4 − 26 ] = 5− 2 [ 25 �4 · �4 1 − 26 ] = 5− 2 [25− 26] = 5− 2[−1] = 5 + 2 = 7 Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Gabaritos/AP1-MetDet1-2016-1-gabarito.pdf Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP1 – Gabarito – Me´todos Determin´ısticos I – 2016-1 Nome: Matr´ıcula: Polo: Data: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando Nome, Matr´ıcula, • E´ expressamente proibido o uso de calculadoras; Polo e Data; • E´ expressamente proibido o uso de corretivo nas respostas. • Devolver a prova e a folha de respostas ao res- • As respostas devem estar acompanhadas de justificativa. ponsa´vel; Respostas sem justificativa na˜o sera˜o consideradas. Questa˜o 1 (2.0 pt) Considere as proposic¸o˜es: A: “Joa˜o e´ casado se, e somente se, Maria possui filhos.” B: “Se Pedro e´ solteiro, enta˜o Maria possui filhos.” Sabendo que a proposic¸a˜o P: “A ou B” e´ falsa, pode-se afirmar que: (i) Joa˜o na˜o e´ casado, Maria possui filhos, Pedro e´ solteiro. (ii) Joa˜o na˜o e´ casado, Maria na˜o possui filhos, Pedro e´ solteiro. (iii) Joa˜o na˜o e´ casado, Maria na˜o possui filhos, Pedro na˜o e´ solteiro. (iv) Joa˜o e´ casado, Maria na˜o possui filhos, Pedro e´ solteiro. (v) Joa˜o e´ casado, Maria na˜o possui filhos, Pedro na˜o e´ solteiro. Soluc¸a˜o: Para que uma disjunc¸a˜o, isto e´, uma proposic¸a˜o tipo “A ou B” seja falsa, e´ necessa´rio que tanto A quanto B sejam falsas. Logo, como P e´ falsa segue que A e´ falsa e B tambe´m e´ falsa. A proposic¸a˜o B e´ uma implicac¸a˜o do tipo a ⇒ b, onde a: “Pedro e´ solteiro”e b: “Maria possui filhos”, logo, ela e´ falsa, apenas se vale a e ∼ b, isto e´, se “Pedro e´ solteiro”(a) e “Maria na˜o possui filhos”(∼ b). Por outro lado, a proposic¸a˜o A e´ uma equivaleˆncia do tipo c ⇔ b, onde c: “Joa˜o e´ casado”e b: “Maria possui filhos”, logo, ela e´ falsa, apenas em duas situac¸o˜es: vale c e ∼ b, ou vale ∼ c e b. No para´grafo anterior, descobrimos que vale ∼ b, i.e. “Maria na˜o possui filhos”, portanto, devemos ter c, i.e. “Joa˜o e´ casado”. Portanto, a resposta correta e´ a (iv). Este texto e´ comum a`s Questo˜es 2 e 3 a seguir. Considere o conjunto A = { 1, −13 3 , 5 3 , −4 } . Utilize o conjunto A para decidir se sa˜o verdadeiras ou falsas as proposic¸o˜es enunciadas nas Questo˜es 2 e 3 a seguir, justificando bem sua resposta. Me´todos Determin´ısticos I AP1 2 Questa˜o 2 (1.5 pt) ∀x ∈ A ; ( 3x+ 2 3 < 4x ) ∨ ( x < −15 4 ) . Soluc¸a˜o: Vamos chamar de a a proposic¸a˜o simples “3x + 2 3 < 4x”e de b a proposic¸a˜o simples “x < −15 4 ”. Isto e´ a: “3x+ 2 3 < 4x.” b: “x < −15 4 .” A proposic¸a˜o “a ∨ b”e´ uma disjunc¸a˜o. Portanto, para que ela seja verdadeira, basta que uma das proposic¸o˜es simples seja verdadeira. Observe que a proposic¸a˜o a e´ verdadeira se, e somente se, x > 2 3 . De fato, 3x+ 2 3 < 4x⇔ 3x− 4x < −2 3 ⇔ −x < −2 3 ⇔ x > 2 3 . Como e´ uma proposic¸a˜o do tipo “∀x ∈ A”, devemos analisar se a proposic¸a˜o “a ∨ b”e´ verdadeira ou falsa para cada elemento do conjunto A. Para x = 1 e x = 5 3 , temos que, a proposic¸a˜o a e´ verdadeira, pois 1 > 2 3 (⇔ 3 > 2) e 5 3 > 2 3 (⇔ 5 > 3). Logo, para x = 1 e x = 5 3 , temos que a disjunc¸a˜o “ ( 3x+ 2 3 < 4x ) ∨ ( x < −15 4 ) ” e´ verdadeira, pois, para estes valores de x, “ ( 3x+ 2 3 < 4x ) ”e´ verdadeira. Para x = −13 3 e x = −4, a proposic¸a˜o a e´ falsa, pois −13 3 < 2 3 e −4 < 2 3 . Pore´m, para estes dois elementos de A, a proposic¸a˜o b verdadeira, pois −13 3 < −15 4 (⇔ −52 < −45) e − 4 < −15 4 (⇔ −16 < −15). Desta forma, para x = −13 3 e x = −4, a disjunc¸a˜o “ ( 3x+ 2 3 < 4x ) ∨ ( x < −15 4 ) tambe´m e´ verdadeira, pois, para estes valores de x, “ ( x < −15 4 ) ”e´ verdadeira. Conclu´ımos, portanto, que a disjunc¸a˜o “ ( 3x+ 2 3 < 4x ) ∨ ( x < −15 4 ) ”e´ verdadeira, para todo x ∈ A. Logo, ∀x ∈ A ; ( 3x+ 2 3 < 4x ) ∨ ( x < −15 4 ) e´ verdadeira. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 3 Questa˜o 3 (1.5 pt) ∃x ∈ A ; (2x ∈ Z) ∧ (x2 > x) Soluc¸a˜o: Vamos chamar de a a proposic¸a˜o simples “2x ∈ Z”e de b a proposic¸a˜o simples “x2 > x”. Isto e´, a: “2x ∈ Z.” b: “x2 > x.” A proposic¸a˜o “a ∧ b”e´ uma conjunc¸a˜o. Portanto, para que ela seja verdadeira, e´ preciso que as duas proposic¸o˜es simples sejam verdadeiras. Como e´ uma proposic¸a˜o do tipo “∃x ∈ A”, vamos verificar se ha´ um elemento de A, para o qual a e b sejam verdadeiras. Analisando os elementos do conjunto A, temos que, para os elementos de A, x = 1 e x = −4, segue que 2x = 2 e 2x = −8. Como 2 e −8 sa˜o nu´meros inteiros, segue que a proposic¸a˜o a e´ verdadeira somente para os elementos x = 1 e x = −4. Para x = −4, x2 = 16 e, enta˜o, x2 > x. Logo, para x = −4, a proposic¸a˜o b e´ verdadeira. Como, para x = −4, a e´ verdadeira e b tambe´m e´ verdadeira, conclu´ımos que existe um ele- mento do conjunto A, para o qual, a proposic¸a˜o “a ∧ b”e´ verdadeira. Portanto, ∃x ∈ A ; (2x ∈ Z) ∧ (x2 > x) e´ verdeira. Este texto e´ comum a`s Questo˜es 4 e 5 a seguir. Em uma certa empresa, promovem-se dois tipos de atividades de lazer para seus funciona´rios: cami- nhada e Tai Chi Chuan. Sabe-se que - 20% dos funciona´rios participam apenas de caminhada; - 35% funciona´rios na˜o participam de nenhuma das duas atividdaes; - os funciona´rios que participam apenas de Tai Chi Chuan e´ igual a 200% dos funciona´rios que participam de ambas as atividades. Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 4 e 5 a seguir. Questa˜o 4 (0.8 pts) : Qual a porcentagem de funciona´rios que participam de pelo menos uma das atividades de lazer? Soluc¸a˜o: Como ha´ 100% de funciona´rios e 35% dos funciona´rios na˜o participam de nenhuma das atividades de lazer, temos que a porcentagem do nu´mero de funciona´rios que participam de pelo menos uma das atividades de lazer e´ dado por 100%− 35% = 65%. Conclusa˜o: 65% funciona´rios participam de pelo menos uma das atividades de lazer. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 4 Questa˜o 5 (1.2 pts) : Qual a porcentagem de funciona´rios que participam das duas atividades de lazer? Soluc¸a˜o: Vamos chamar de T o nu´mero total de funciona´rios e de x a porcentagem do nu´mero de dos funciona´rios que participam de ambas as atividades. Desta forma, temos que - o nu´mero de funciona´rios que participam apenas de caminhada e´ igual a 20 100 .T ; - o nu´mero de funciona´rios que na˜o participam de nenhuma das duas atividades e´ igual a 35 100 .T ; - o nu´mero de funciona´rios que participam apenas de Tai Chi Chuan e´ igual a 200 100 . x 100 .T . Desta forma, pelo diagrama de Venn, temos que 20 100 .T + x 100 .T + 200 100 . x 100 .T + 35 100 .T = T 20 100 .T + x 100 .T + 2x 100 .T + 35 100 .T = T 20T + xT + 2xT + 35T = 100T 3xT = 45T 3x = 45 x = 45 3 x = 15. Temos portanto, que a porcentagem de funciona´rios que participam da ambas as atividades de lazer e´ de 15%. Conclusa˜o: 15% funciona´rios participam das duas atividades de lazer. Questa˜o 6 (1.0 pts) : Racionalize, desenvolva e decida se a desigualdade A < B e´ verdadeira ou falsa, considerando que A = 3 −√3−√(−2)2 − 9√3 e B = − √ 18√ 2 Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 5 Soluc¸a˜o: A = 3 −√3−√(−2)2 − 9√3 = −3√ 3 + √ 4 − 9√ 3 . √ 3√ 3 = −3√ 3 + 2 − 9 √ 3 3 = −3√ 3 + 2 . ( √ 3− 2) ( √ 3− 2) − 3 √ 3 = −3√3 + 6 ( √ 3)2 − 22 − 3 √ 3 = −3√3 + 6 3− 4 − 3 √ 3 = −3√3 + 6 −1 − 3 √ 3 = 3 √ 3− 6− 3 √ 3 = −6 e B = −√18√ 2 = − √ 18 2 = − √ 9 = −3. Como −6 < −3, temos que a desigualdade A < B e´ verdadeira. Questa˜o 7 (1.0 pts) : Determine o valor de m+ n, dado que m = 3 √ −1 27 − (32)−1/5 e n = ( 2 3 − 1 4 )2 ÷ 5 4 . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 6 Soluc¸a˜o: m = 3 √ −1 27 − (32)−1/5 = 3 √ −1 33 − (25)−1/5 = −1 3 − (2)−1 = −1 3 − 1 2 = −2 6 − 3 6 = −5 6 e n = ( 2 3 − 1 4 )2 ÷ 5 4 = ( 2 3 − 1 4 )2 . 4 5 = ( 8 12 − 3 12 )2 . 4 5 = ( 5 12 )2 . 4 5 = 25 144 . 4 5 = 5 36 . Logo, m+ n = −5 6 + 5 36 = −30 36 + 5 36 = −25 36 . Conclusa˜o: 3 √−1 27 − (32)−1/5 + ( 2 3 − 1 4 )2 ÷ 5 4 = −25 36 . Questa˜o 8 (1.0 pts) : Determine, na forma de intervalo ou de uma unia˜o finita de intervalos, os nu´meros reais que tornam verdadeira a desigualdade abaixo. 2 ( x+ 1 2 )2 − 3x < ( x− 1 2 ) (2x+ 3). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 7 Soluc¸a˜o: 2 ( x+ 1 2 )2 − 3x < ( x− 1 2 ) (2x+ 3) ⇔ 2 ( x2 + x+ 1 4 ) − 3x < 2x2 − x+ 3x− 3 2 ⇔ 2x2 + 2x+ 1 2 − 3x < 2x2 − x+ 3x− 3 2 ⇔ 2x2 − x+ 1 2 < 2x2 + 2x− 3 2 ⇔ 2x2 − x+ 1 2 − 2x2 − 2x+ 3 2 < 0 ⇔ −3x+ 2 < 0 ⇔ −3x < −2 ⇔ x > 2 3 . Conclusa˜o: Os valores de x que satisfazem a desigualdade 2 ( x+ 1 2 )2 − 3x < ( x− 1 2 ) (2x+ 3), sa˜o x ∈ ( 2 3 ,∞ ) . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Gabaritos/AP1-MetDet1-2016-2-gabarito.pdf Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP1 – Gabarito – Me´todos Determin´ısticos I – 2016-2 Nome: Matr´ıcula: Polo: Data: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando Nome, Matr´ıcula, • E´ expressamente proibido o uso de calculadoras; Polo e Data; • E´ expressamente proibido o uso de corretivo nas respostas. • Devolver a prova e a folha de respostas ao res- • As respostas devem estar acompanhadas de justificativa. ponsa´vel; Respostas sem justificativa na˜o sera˜o consideradas. (Este texto e´ comum a`s questo˜es 1 e 2 a` seguir.) Em uma cidade, sa˜o vendidas duas marcas de sabonetes, A e B. Sabe-se que 12% da populac¸a˜o compra ambas as marcas; que o percentual da populac¸a˜o que compra a marca A e´ o triplo do percentual que compra a marca B; e que apenas 16% da populac¸a˜o na˜o compra A e nem B. Questa˜o 1 (1.5 pt) Determine o percentual da populac¸a˜o que compra apenas a marca A. Soluc¸a˜o: Vamos chamar de U o conjunto de todos os habitantes da cidade, de A o conjunto dos compradores da marca A e de B o conjunto dos compradores da marca B. Representando em uma diagrama de Venn, temos o seguinte: Vamos chamar de t o nu´mero de habitantes da cidade, isto e´, faremos n(U) = t. A informac¸a˜o de que “12% da populac¸a˜o compra ambas as marcas”, nos da´ enta˜o que n(A ∩ B) = 12 100 · t. Ale´m disso, como “apenas 16% da populac¸a˜o na˜o A e nem B”, temos n(U − (A ∪ B)) = 16 100 · t. Temos enta˜o o seguinte diagrama: Se chamarmos de x o percentual de pessoas que compram exclusivamente a marca B, como no Me´todos Determin´ısticos I AP1 2 diagrama abaixo, teremos n(B) = x+n(A∩B) = x+ 12 100 · t. Como o nu´mero de compradores da marca A e´ o triplo de compradores de B, temos n(A) = 3n(B) = 3 ( x+ 12 100 · t ) = 3x+ 36 100 · t. Ale´m disso, o nu´mero de compradores exclusivos da marca A sera´ dado por n(A)− n(A ∩B) = ( 3x+ 36 100 · t ) − 12 100 · t = 3x+ 24 100 · t. Reunindo todas as informac¸o˜es no diagrama, temos: Com isso, podemos ver que ( 3x+ 24 100 · t ) + 12 100 ·t+ x+ 16 100 · t = t, logo 4x = t− 52 100 · t ∴ 4x = 48 100 · t ∴ x = 12 100 · t. O percentual de compradores exclusivos de A sera´ enta˜o n(A)− n(A ∩B) = 3 · 12 100 · t+ 24 100 · t = 60 100 · t. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 3 Com isso, 60% da populac¸a˜o compra apenas a marca A. Observac¸a˜o: Uma forma mais simples (embora mais descuidada) de resolver seria supor que a cidade possui 100 habitantes e resolver de forma similar a` feita acima, pore´m sem o t. Resolver desta forma, pore´m, poderia levar (na˜o e´ o caso neste problema, mas poderia ocorrer) a` conjuntos com cardinalidade na˜o inteira, que deveriam ser interpretados como percentuais da forma 12,41%, por exemplo, que faz sentido para populac¸o˜es grandes. Questa˜o 2 (1.0 pt) Se a marca B lanc¸ar uma ofensiva publicita´ria e conseguir fazer com que um quinto das pessoas que compram apenas a marca A passem a comprar a marca B, qual Sera´ o aumento percentual de clientela da marca B? Soluc¸a˜o: No item anterior, encontramos os seguintes percentuais: Com isso, a marca B tem, hoje, 12 100 · t+ 12 100 · t = 24 100 · t compradores. Se a campanha publicita´ria da marca B conseguir captar um quinto dos 60 100 · t compradores exclusivos da marca A, ela representara´ um aumento de 1 5 · 60 100 · t = 12 100 · t novos clientes. O aumento percentual sera´ o nu´mero de novos clientes dividido pelo nu´mero de clientes antigos, isto e´, 12 100 · t 24 100 · t = 1 2 = 50 100 = 50%. (Este texto e´ comum a`s questo˜es 3, 4 e 5 a` seguir.) Diga se cada propriedade abaixo e´ va´lida para todos os nu´meros reais a e b, justificando. Questa˜o 3 (0.5 pt) Se a < b enta˜o a2 < b2. Soluc¸a˜o: A afirmac¸a˜o e´ FALSA! Ela na˜o vale, por exemplo, para a = −1 e b = 0. Temos, neste caso, a < b, pore´m a2 > b2, pois a2 = (−1)2 = 1 e b2 = 0. Questa˜o 4 (0.5 pt) Se a2 < b2 enta˜o a < b. Soluc¸a˜o: A afirmac¸a˜o e´ FALSA! Ela na˜o vale, por exemplo, para a = 0 e b = −1. Temos, neste caso, a2 < b2, mas a > b. Questa˜o 5 (0.5 pt) a2 > a. Soluc¸a˜o: A afirmac¸a˜o e´ FALSA! Tome, por exemplo, a = 1 2 . Teremos a2 = ( 1 2 )2 = 1 2 22 = 1 4 < 1 2 = a. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 4 Questa˜o 6 (2.0 pt) Racionalize a e b e ordene, do menor para o maior, os treˆs nu´meros reais a = 4 1−√5 , b = 4 1 + √ 5 e c = 1. Soluc¸a˜o: Racionalizando a, temos a = 4 1−√5 = 4 1−√5 · 1 + √ 5 1 + √ 5 = 4(1 + √ 5) 1− 5 = 4(1 + √ 5) −4 = −(1 + √ 5) = − √ 5− 1. Racionalizando b, temos b = 4 1 + √ 5 = 4 1 + √ 5 · 1− √ 5 1−√5 = 4(1−√5) 1− 5 = 4(1−√5) −4 = −(1− √ 5) = √ 5− 1. Observe que a < 0, logo a < c. Por outro lado, como √ 5 > √ 4 = 2, temos b = √ 5− 1 > 2− 1 = 1 ∴ b > c. Com isso, temos a < c < b. Questa˜o 7 (1.5 pts) : Determine, na forma de intervalo ou de uma unia˜o finita de intervalos, os nu´meros reais que tornam verdadeira a desigualdade abaixo. 2(x− 1)2 − (x− 2) ( 2x− 1 2 ) > (2x− 1)(2x+ 1) Soluc¸a˜o: 2(x− 1)2−(x− 2) ( 2x− 1 2 ) > (2x− 1)(2x+ 1) ⇔ 2(x2 − 2x+ 1)− ( 2x2 − x 2 − 4x+ 1 ) > (2x)2 − 1 ⇔ 2x2 − 4x+ 2−2x2+x 2 +4x−1 > 4x2 − 1 ⇔ 2x2 − 4x+ 2−2x2+x 2 +4x−1− 4x2 + 1 > 0 ⇔ −4x2 + x 2 + 2 > 0 ⇔ −8x2 + x+ 4 > 0 Por um erro de sinal no enunciado, a soluc¸a˜o da inequac¸a˜o na forma de intervalo ou unia˜o finita de intervalos na˜o e´ poss´ıvel com os conteu´dos selecionados para a AP1. O crite´rio de correc¸a˜o a ser adotado levara´ em conta este fato. (Este texto e´ comum a`s questo˜es 8, 9 a` seguir.) Considere o conjunto P de todas as palavras da l´ıngua portuguesa e o conjunto N dos nu´meros naturais. Denote por C o conjunto definido por C = {(n, p) ∈ N× P | n e´ menor ou igual ao nu´mero de letras ’a’ na palavra p}. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 5 Como exemplos, os pares (1, bala) e (2, bala) pertencem a C, mas (3, aurora) na˜o pertence a C. Suponha ainda que a folclo´rica palavra inconstitucionalissimamente, com 27 letras, seja a maior da l´ıngua portuguesa. Questa˜o 8 (2.0 pts) Classifique em verdadeira ou falsa, cada uma das proposic¸o˜es abaixo: p: “∀(n, p) ∈ C, n < 28” q: “∀(n, p) ∈ C, n < 100” r: “∃(n, p) ∈ C tal que n = 28”. s: “∃(n, p) ∈ C tal que n = 3”. Soluc¸a˜o: p: “∀(n, p) ∈ C, n < 28” A afirmativa e´ VERDADEIRA! Seja (n, p) ∈ C. Como p pode ter, no ma´ximo, 27 letras, tera´ no ma´ximo 27 letras ’a’. Assim, se a e´ o nu´mero de letras ’a’ de p, teremos a 6 27. Mas, como (n, p) ∈ C, temos n 6 a 6 27 < 28. q: “∀(n, p) ∈ C, n < 100” A afirmativa e´ VERDADEIRA! Seja (n, p) ∈ C. Pelo item anterior, n < 28, logo n < 100. r: “∃(n, p) ∈ C tal que n = 28”. A afirmativa e´ FALSA! Como p e´ verdadeira, se (n, p) ∈ C, temos n < 28. Logo, na˜o existe (n, p) ∈ C com n = 28. s: “∃(n, p) ∈ C tal que n = 3”. A afirmativa e´ VERDADEIRA! Veja que (3, arara) ∈ C, pois 3 e´ menor ou igual ao nu´mero de letras ’a’ de ’arara’. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 6 Questa˜o 9 (0.5 pts) Se A = {(32, p) | p ∈ P}, determine A ∩ C. Soluc¸a˜o: Seja A = {(32, p) | p ∈ P}. Se (n, p) ∈ A, temos n = 32. Se, por outro lado, (n, p) ∈ C, temos n < 28 (afirmac¸a˜o p acima). Como estas duas condic¸o˜es na˜o podem acontecer simultaneamente (na˜o se pode ter n = 32∧n < 28), nenhum par (n, p) pode pertencer a A e C simultaneamente. Assim, A ∩ C = ∅. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Gabaritos/AP1-MetDet1-2017-2-Gabarito.pdf Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP1 – Gabarito – Me´todos Determin´ısticos I – 09/09/2017 Nome: Matr´ıcula: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando nome e matr´ıcula. • Sua prova sera´ corrigida online. Siga as • Resoluc¸o˜es feitas nesta folha ou no rascunho na˜o sera˜o corrigidas. instruc¸o˜es na capa deste caderno. • Devolver esta prova e as Folhas de Respostas ao aplicador. Questa˜o 1 (2.0 pt) Este ano, durante o Carnaval de Ladeiro´polis, seus 150 comerciantes tiveram divergeˆncias quanto a trabalhar no sa´bado e na segunda de Carnaval. Foi constatado o seguinte: • O nu´mero de comerciantes que trabalharam no sa´bado e na segunda foi metade do nu´mero de comerciantes que trabalharam so´ segunda. • Apenas um quarto dos comerciantes que trabalharam sa´bado tambe´m trabalharam segunda. • 12 comerciantes resolveram na˜o trabalhar nem sa´bado nem segunda. Construa o Diagrama de Venn relativo a este problema, escolhendo as varia´veis que achar conveni- ente e, utilizando este diagrama, determine o nu´mero de comerciantes que trabalharam sa´bado e segunda. Importante!!! Tenha atenc¸a˜o no preenchimento do Diagrama. Lembre-se que uma resposta bem justificada deve conter as equac¸o˜es que modelam o problema, montadas a partir do Diagrama de Venn constru´ıdo, com as varia´veis escolhidas, e na˜o a simples verificac¸a˜o de valores intu´ıdos. Soluc¸a˜o: Vamos chamar de U o conjunto de todos os comerciantes de Ladeiro´polis, de E o conjunto dos comerciantes que trabalharam na segunda-feira e de A o conjunto comerciantes que trabalharam no sa´bado. Considerando que um comerciante pode na˜o trabalhar nem segunda nem sa´bado, apenas em um dos dois dias ou em ambos, temos enta˜o o seguinte diagrama de Venn: Me´todos Determin´ısticos I AP1 2 Utilizando as informac¸o˜es dadas, podemos preencher o diagrama com a quantidade conhecida: Vamos agora utilizar as demais informac¸o˜es. Fac¸amos x = n(E − E ∩ A), isto e´, x representa o nu´mero de comerciantes que trabalharam apenas na segunda-feira. A segunda informac¸a˜o nos diz que o nu´mero de comerciantes que trabalharam segunda e sa´bado e´ igual a` metade do nu´mero de comerciantes que trabalharam apenas na segunda-feira; logo, n(E ∩ A) = n(E − E ∩ A)2 = x 2 . Completando o diagrama com essa informac¸a˜o, temos: Sabe-se ainda, que apenas um quarto dos comerciantes que trabalharam sa´bado tambe´m trabalharam segunda. Em outras palavras, sabe-se que o nu´mero de comerciantes que trabalharam segunda e sa´bado representa um quarto dos comerciantes que trabalharam sa´bado. Traduzindo esta informac¸a˜o, temos que, n(E ∩ A) = n(A)4 , logo n(A) = 4 · n(E ∩ A) = 4 · x2 = 2x. Com isso, temos que o nu´mero de comerciantes que trabalhou apenas no sa´bado foi de n(A− (E ∩ A)) = n(A)− n(E ∩ A) = 2x− x2 = 4x− x 2 = 3x 2 . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 3 Temos agora todas as informac¸o˜es do diagrama: Para determinar o valor de x, note que x+ x2 + 3x 2 + 12 = 150, logo 2x 2 + x 2 + 3x 2 = 150− 12 e, enta˜o, 6x 2 = 138. Com isso, 3x = 138 e, portanto, x = 46. Como o nu´mero de comerciantes que trabalharam segunda e sa´bado e´ x 2 , temos que 46 2 = 23 comerciantes trabalharam nestes dois dias. (Este texto e´ comum a`s questo˜es 2, 3 e 4 e a seguir.) Um comerciante de Ladeiro´polis, cansado de suas ı´ngremes ladeiras, decidiu fechar suas portas. Desta forma, resolveu liquidar seu estoque. Depois de muito pensar, decidiu que em marc¸o daria um desconto de 10% em suas mercadoria e nos meses seguintes um desconto de 20% em relac¸a˜o ao meˆs anterior. Pore´m, ele na˜o abaixaria o valor a um valor inferior a 55%, pois este corresponderia ao valor que ele adquiriu a mercadoria e ele na˜o queria ter preju´ızo. Questa˜o 2 (1.0 pt) Um mercadoria que custava R$1.000,00 em fevereiro, tera´ seu prec¸o estacio- nado em que meˆs? Qual sera´ seu prec¸o enta˜o? Soluc¸a˜o: Primeiramente, como 55% · 1.000 = 55100 · 1.000 = 55 · 100 = 550, note que a mercadoria tera´ seu prec¸o estacionado no meˆs em que seu valor previsto for maior ou igual a R$550,00, mas no meˆs seguinte, for menor do que R$550,00. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 4 Vamos enta˜o analisar os novos prec¸os a comec¸ar de marc¸o. Em marc¸o, o desconto previsto e´ de 10% no prec¸o p da mercadoria em fevereiro; logo, seu prec¸o em marc¸o, que chamaremos de p1 seria de p1 = p− 10% p = p− 10100 p = ( 1− 110 ) p = 910p. Em abril, o desconto previsto e´ de 20% no prec¸o p1 da mercadoria em marc¸o; logo, seu prec¸o em abril, que chamaremos de p2 seria de p2 = p1 − 20% p1 = p1 − 20100 p1 = ( 1− 15 ) p1 = 4 5p1. A cada meˆs seguinte, o prec¸o p da mercadoria teria uma reduc¸a˜o prevista em 20% = 20100 = 1 5 em relac¸a˜o ao prec¸o anterior. Com isso, para uma mercadoria que em fevereiro custava R$1.000,00, temos o seguinte, • Prec¸o previsto para marc¸o: p1 = 910 · 1.000 = 9 · 100 = 900 > 550. • Prec¸o previsto para abril: p2 = 45 · p1 = 4 5 · 900 = 4 · 180 = 720 > 550. • Prec¸o previsto para maio: p3 = 45 · p2 = 4 5 · 720 = 4 · 144 = 576 > 550. • Prec¸o previsto para junho: p4 = 45 · p3 = 4 5 · 576 = 460, 80 < 550. Logo, o prec¸o da mercadoria estacionaria em R$576,00, prec¸o vigente em maio. Em junho na˜o seria mais aplicada a pol´ıtica de descontos progressivos. Questa˜o 3 (1.0 pt) Chamando de P o prec¸o de uma mercadoria em fevereiro, determine a ex- pressa˜o de seu novo prec¸o, apo´s decorridos n meses, n ≥ 2, onde n = 1 corresponderia a marc¸o, n = 2 a abril e assim sucessivamente, se o comerciante na˜o tivesse colocado um crite´rio para encerrar os descontos. Soluc¸a˜o: Vimos, na questa˜o anterior, que o prec¸o da mercadoria em marc¸o e´ 910 de seu prec¸o em fevereiro e que nos meses seguintes e´ de 45 de seu prec¸o no meˆs anterior. Assim, sendo P o prec¸o da mercadoria em fevereiro, • Prec¸o em marc¸o: P1 = 910 · P . • Prec¸o em abril: P2 = 45 · P1 = 4 5 · 9 10 · P . • Prec¸o em maio: P3 = 45 · P2 = 4 5 · 4 5 · 9 10 · P = (4 5 )2 · 910 · P . • Prec¸o em junho: P4 = 45 · P3 = 4 5 · (4 5 )2 · 910 · P = (4 5 )3 · 910 · P . • Prec¸o em agosto: P5 = 45 · P4 = 4 5 · (4 5 )3 · 910 · P = (4 5 )4 · 910 · P . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 5 Prosseguindo assim, vemos que o valor apo´s n meses, onde n = 1 e´ marc¸o, n = 2 e´ abril e assim por diante, sera´ dado por Vn = (4 5 )(n−1) · 910 · P. Questa˜o 4 (1.0 pt) Se 55% do prec¸o P da mercadoria em fevereiro corresponde ao valor que ele adquiriu esta mercadoria, quando ele coloca a mercadoria a venda na loja em fevereiro, por P , qual o lucro percentual, em relac¸a˜o ao prec¸o adquirido, que ele pretende obter com a venda da mercadoria? Como o comerciante comprou a mercadoria por 55% P , ele a comprou por 55% · P = 55100 · P = 11 20 · P. Como ela a colocou a` venda em fevereiro por P , ele obte´m um lucro de P − 1120 · P = 20− 11 20 · P = 9 20 · P. Em termos percetuais, o valor do lucro em relac¸a˜o ao valor da compra e´ dado por 9 20 · P 11 20 · P = 920 · 20 11 = 9 11 = 9 11 · 100 100 = 900 11 100 = 900 11 % ≈ 81.8%, (Este texto e´ comum a`s questo˜es 5 e 6 a seguir.) Para imprimir folhetos de propaganda, a gra´fica Papel Amassado tem um custo C, composto por um valor fixo de R$ 700,00, mais R$ 930,00 por milheiro de folhetos. A receita que a gra´fica obte´m imprimindo folhetos para seus cliente e´ de R$ 2.000,00 por milheiro. O lucro L com um trabalho de impressa˜o dos folhetos e´ dado pela diferenc¸a entre a receita R e o custo C, isto e´, R− C. Questa˜o 5 (1.0 pt) Determine a expressa˜o do lucro L da gra´fica Papel Amassado em func¸a˜o de n, onde n e´ o nu´mero de milheiros impressos. Soluc¸a˜o: Com as informac¸o˜es dadas, sendo n o nu´mero de milheiros de folheto, o custo e a receita da gra´fica Papel Amassado sa˜o dados por C1 = 700 + 930n R1 = 2.000n logo, seu lucro, e´ dado por L1 = R1 − C1 = 2.000n− (700 + 930n) = 2.000n− 700− 930n) = 1.070n− 700. Questa˜o 6 (1.0 pt) Ao lado da gra´fica Papel Amassado, foi aberta uma concorrente, a Papel Rasgado. A Papel Rasgado vangloria-se por ter um custo C, composto por um valor fixo de R$ 300,00, mais R$ 950,00 por milheiro de folhetos. Sua receita tambe´m e´ de R$ 2.000,00 por milheiro. Ate´ quantos milheiros o lucro da gra´fica Papel Rasgado e´ maior do que o lucro da gra´fica Papel Amassado? Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 6 Soluc¸a˜o: Com as informac¸o˜es dadas, sendo n o nu´mero de milheiros de folheto, o custo e a receita da gra´fica Papel Rasgado sa˜o dados por C2 = 300 + 950n R2 = 2.000n logo L2 = R2 − C2 = 2.000n− (300 + 950n) = 2.000n− 300− 950n) = 1.050n− 300. Para determinarmos ate´ quantos milheiros o lucro da gra´fica Papel Rasgado e´ maior do que o lucro da gra´fica Papel Amassado, precisamos resolver a inequac¸a˜o L2 > L1 ⇔ 1.050n− 300 > 1.070n− 700. Resolvendo a inequac¸a˜o anterior, temos que 1.050n− 300 > 1.070n− 700 ⇔ 1.050n− 1.070n > 300− 700 ⇔ −20n > 400⇔ n < 40020 ⇔ n < 20. Assim, ate´ 19 milheiros de folhetos, o lucro da gra´fica Papel Rasgado e´ maior do que o lucro da gra´fica Papel Amassado. Observe que para 20 milheiros de folhetos, os lucros sa˜o iguais e para 21 milheiros de folhetos, o lucro da gra´fica Papel Rasgado passa a ser menor do que o lucro da gra´fica Papel Amassado. Questa˜o 7 (1.0 pt) Racionalize e simplifique o nu´mero A = √ 18√ (−2)2 −√7 . Soluc¸a˜o: Temos que A = √ 18√ (−2)2 −√7 = √ 18√ 4−√7 = √ 18 2−√7 = √ 18 2−√7 · 2 + √ 7 2 + √ 7 = √ 18(2 + √ 7) 4− 7 = √ 18(2 + √ 7) −3 = √ 32 · 2 (2 +√7) −3 = 3 √ 2 (2 + √ 7) −3 = − √ 2(2 + √ 7). (Este texto e´ comum a`s questo˜es 8 e 9 a seguir.) Considere os conjuntos A = {7, 8} e B = {9, 10}. Questa˜o 8 (1.0 pt) Escreva por extenso a proposic¸a˜o abaixo e decida se ela e´ verdadeira ou falsa, justificando cuidadosamente sua resposta. p : ∀a ∈ A, ∃b ∈ B | b = a+ 2. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP1 7 Soluc¸a˜o: Vamos, primeiramente, escrever a proposic¸a˜o p por extenso. p : Para todo a pertencente a A, existe b pertencente a B tal que b e´ igual a a mais dois. A proposic¸a˜o p e´ verdadeira. Para a = 7, tomamos b = 9 e temos que b = a+ 2. Para a = 8, tomamos b = 10 e temos que b = a+ 2. Questa˜o 9 (1.0 pt) Escreva por extenso a proposic¸a˜o abaixo e decida se ela e´ verdadeira ou falsa, justificando cuidadosamente sua resposta. q : ∃b ∈ B | ∀a ∈ A, b = a+ 2. Soluc¸a˜o: Vamos, primeiramente, escrever a proposic¸a˜o p por extenso. q : Existe b pertencente a B tal que, para todo a pertencente a A, b e´ igual a a mais dois. A proposic¸a˜o q e´ falsa. Para b = 9, tomamos a = 8, de modo que b 6= a+ 2. Para b = 10, tomamos a = 7, de modo que b 6= a+ 2. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Gabaritos/AP2-MetDet1-2015-1-gabarito.pdf Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP2 – Gabarito – Me´todos Determin´ısticos I – 2015-1 Nome: Matr´ıcula: Polo: Data: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando Nome, Matr´ıcula, • O desenvolvimento das questo˜es pode ser a la´pis. No entanto, Polo e Data; as respostas devera˜o estar necessariamente a` caneta; • E´ expressamente proibido o uso de calculadoras; • E´ expressamente proibido o uso de corretivo nas respostas. • Devolver a prova e a folha de respostas ao res- • As respostas devem estar acompanhadas de justificativa. ponsa´vel; Respostas sem justificativa na˜o sera˜o consideradas. Questa˜o 1 (2.0 pts) : Sabe-se que os pontos ( 2 3 , 1 ) e ( 3 , −2 5 ) pertencem a uma reta l. a) (1.5 pt) Encontre a equac¸a˜o da reta l. b) (0.5 pt) Esboce a reta l no plano cartesiano. Soluc¸a˜o: a) A equac¸a˜o de uma reta e´ da forma y = ax+ b. Como o ponto ( 2 3 , 1 ) pertence a` reta l, vamos substituir x = 2 3 e y = 1 em y = ax+ b. Desta forma, encontramos que 1 = a · 2 3 + b. Da mesma forma, como o ponto ( 3 , −2 5 ) tambe´m pertence a` reta l, vamos substituir x = 3 e y = −2 5 em y = ax+ b. Desta forma, encontramos que −2 5 = a · 3 + b. Temos assim que resolver o sistema a · 2 3 + b = 1 (1) a · 3 + b = −2 5 (2) Multiplicando a equac¸a˜o (2) por −1 e depois somando as duas equac¸o˜es, i.e. fazendo (1)-(2), temos a · 2 3 + b = 1 −a · 3− b = − ( −2 5 ) + ( 2 3 − 3 ) a = 1 + 2 5 Me´todos Determin´ısticos I AP2 2 Encontramos enta˜o que( 2 3 − 3 ) a = 1 + 2 5 ⇔ ( 2 3 − 9 3 ) a = 5 5 + 2 5 ⇔ −7 3 a = 7 5 ⇔ a = −7 5 · 3 7 ⇔ a = −3 5 . Substituindo agora a = −3 5 em (1), chegamos a −3 5 · 2 3 + b = 1 ⇔ −2 5 + b = 1 ⇔ b = 1 + 2 5 ⇔ b = 5 5 + 2 5 ⇔ b = 7 5 . Conclu´ımos portanto que a = −3 5 e b = 7 5 . Desta forma, a equac¸a˜o da reta l e´: y = −3 5 x+ 7 5 . b) Observe que uma vez encontrada a equac¸a˜o da reta l: y = −3 5 x+ 7 5 , voceˆ pode fazer seu esboc¸o no plano cartesiano encontrado as intersec¸o˜es com os eixos coordenados. Intersec¸a˜o com o eixo x: −3 5 x+ 7 5 = 0 ⇔ −3 5 x = −7 5 ⇔ x = −7 3 . Intersec¸a˜o com o eixo y: y = −3 5 .0 + 7 5 ⇔ y = 7 5 . Entretanto, uma outra opc¸a˜o, ate´ mais imediata, seria marcar os pontos ( 2 3 , 1 ) e ( 3 , −2 5 ) no plano cartesiano e liga´-los. Esboc¸o da reta y = −3 5 x+ 7 5 . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 3 2 3 3 x - 2 5 1 y Questa˜o 2 (2.0 pt) : O nu´mero p de barris de petro´leo produzidos em um certo per´ıodo varia de acordo com a seguinte desigualdade |p− 2.250.000| ≤ 125.000. Resolva esta inequac¸a˜o e determine os valores de p que representam a menor e a maior produc¸a˜o verificadas no per´ıodo considerado. Soluc¸a˜o: Para resolver a inequac¸a˜o |p− 2.250.000| ≤ 125.000, vamos utilizar que: |y| ≤ a ⇔ −a ≤ y ≤ a, para todo y, a ∈ R. Desta forma, tomando y = p− 2.250.000 e a = 125.000. Temos enta˜o, que |p− 2.250.000| ≤ 125.000 ⇔ −125.000 ≤ p− 2.250.000 ≤ 125.000 ⇔ −125.000 + 2.250.000 ≤ p ≤ 125.000 + 2.250.000 ⇔ 2.125.000 ≤ p ≤ 2.375.000 Conclusa˜o: |p− 2.250.000| ≤ 125.000 ⇔ 2.125.000 ≤ p ≤ 2.375.000. Desta forma, a produc¸a˜o mais baixa e´ de 2.125.000 barris de petro´leo e a produc¸a˜o mais alta e´ de 2.375.000 barris de petro´leo. Questa˜o 3 (2.2 pts) : Considere a func¸a˜o P dada abaixo. P(x) = √ −x2 + 16x− 55. a) (1.5 pt) Determine, na forma de intervalo, o dom´ınio da func¸a˜o P . b) (0.7 pt) Determine, na forma de intervalo, para que valores de x ∈ Dom(P), temos que (P(x))2 ≥ −x|x|+ 57. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 4 Soluc¸a˜o: a) Como a func¸a˜o P e´ definida a partir de uma raiz quadrada, seu radicando deve ser maior ou igual a zero, i.e. devemos ter −x2 + 16x− 55 ≥ 0. −x2 + 16x− 55 ≥ 0 ⇐⇒ x2 − 16x+ 55 ≤ 0 ⇐⇒ x2 − 16x+ 55 ≤ 0 ⇐⇒ 5 ≤ x ≤ 11. Portanto, chamando de Dom(P) o dom´ınio da func¸a˜o P , temos que Dom(P) = {x ∈ R | 5 ≤ x ≤ 11} = [5, 11]. b) Observe que (P(x))2 = −x2 + 16x− 55, x ∈ [5, 11]. Para determinar os valores de x ∈ [5, 11] que satisfazem a desigualdade (P(x))2 ≥ −x|x|+ 57, devemos, portanto, resolver a inequac¸a˜o −x2 + 16x− 55 ≥ −x|x|+ 57, x ∈ [5, 11]. Uma vez que x ∈ [5, 11], temos que |x| = x. Desta forma, (P(x))2 ≥ −x|x|+ 57, x ∈ [5, 11] ⇐⇒ −x2 + 16x− 55 ≥ −x2 + 57, x ∈ [5, 11] −x2 + 16x− 55 ≥ −x|x|+ 57, x ∈ [5, 11] ⇐⇒ −x2 + 16x− 55 ≥ −x2 + 57, x ∈ [5, 11] 16x ≥ 57 + 55, x ∈ [5, 11] ⇐⇒ 16x ≥ 112, x ∈ [5, 11] x ≥ 112 16 , x ∈ [5, 11] ⇐⇒ x ≥ 7, x ∈ [5, 11] ⇐⇒ x ∈ [7,∞) ∩ x ∈ [5, 11] ⇐⇒ x ∈ [7, 11] Temos assim, que (P(x))2 ≥ −x|x|+ 57 se x ∈ [7, 11]. Questa˜o 4 (3.8 pts) : Considere que as func¸o˜es de demanda e de oferta de um determinado produto sa˜o dadas, respectivamente, por D(P ) = −P 2 + 16P − 15 e Q(P ) = 4P + 5, 3 ≤ P ≤ 15 onde P e´ o prec¸o do produto em reais e D e Q sa˜o a demanda e a oferta, respectivamente, por unidades de medida. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 5 a) (0.5 pt) Qual a demanda pelo produto quando seu prec¸o for R$1,20? b) (0.8 pt) Determine o prec¸o do produto para o qual a demanda e´ ma´xima? Qual e´ este valor ma´ximo da demanda? c) (1.0 pt) Qual e´ o prec¸o de equil´ıbrio para este produto? Quais sa˜o os valores da demanda e da oferta referentes a este prec¸o? d) (1.5 pt) Num mesmo sistema de eixos coordenados, esboce os gra´ficos das curvas de demanda e de oferta deste produto, marcando os pontos encontrados nos itens anteriores (b) e (c). Soluc¸a˜o: a) Vamos substituir P = 1, 2 na func¸a˜o demanda, D. Neste caso, temos que D(1, 2) = −(1, 2)2 + 16.(1, 2)− 15 = 2, 76 = −1, 44 + 19, 2− 15 = 2, 76 Resposta: 2,76 unidades de medida. b) O gra´fico da func¸a˜o demanda, D, e´ a para´bola y = −P 2+16P − 15. Observe que esta para´bola possui concavidade voltada para baixo, pois a = −1 < 0. Desta forma, a demanda e´ ma´xima no ve´rtice da para´bola. O prec¸o pedido e´ portanto o P do ve´rtice, que chamaremos de Pv. Temos assim que Pv = − b 2a = − 16−2 = 8. Por outro lado, o valor ma´ximo da demanda, D, e´ o y do ve´rtice, que chamaremos de yv. Temos assim que yv = −∆ 4a = −(16) 2 − 4.15 4 = −256 60 = 196 4 = 49. Desta forma, temos que a demanda ma´xima e´ de 49 unidades de medida e ela ocorre quando o prec¸o do produto e´ de R$8,00. c) Para encontrar o prec¸o de equil´ıbrio, vamos igualar as func¸o˜es demanda, D, e oferta, Q. −P 2 + 16P − 15 = 4P + 5 ⇔ −P 2 + 16P − 15− P − 5 = 0⇔ −P 2 + 12P − 20 = 0 ⇔ P 2 − 12P + 20 = 0⇔ P = 12± √ (12)2 − 4.20 2 ⇔ P = 12± √ 144− 80 2 ⇔ P = 12± √ 64 2 ⇔ P = 12± 8 2 ⇔ P = 2 ou P = 10. Como 3 ≤ P ≤ 15, devemos descartar P = 2 e ficar apenas com P = 10. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 6 Quando P = 10, temos que D(10) = P(10) = 4 · 10 + 5 = 45. Resposta: O prec¸o de equil´ıbrio para este produto e´ de R$10,00. E a demanda e a oferta e´ de 45 unidades de medida para este prec¸o. d) Gra´ficos: D QV HvérticeL 3 8 10 15 x 13 45 49 y Boa Prova! Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Gabaritos/AP2-MetDet1-2015-2-gabarito2.pdf Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP2 – Me´todos Determin´ısticos I – 2015-2 Nome: Matr´ıcula: Polo: Data: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando Nome, Matr´ıcula, • O desenvolvimento das questo˜es pode ser a la´pis. No entanto, Polo e Data; as respostas devera˜o estar necessariamente a` caneta; • E´ expressamente proibido o uso de calculadoras; • E´ expressamente proibido o uso de corretivo nas respostas. • Devolver a prova e a folha de respostas ao res- • As respostas devem estar acompanhadas de justificativa. ponsa´vel; Respostas sem justificativa na˜o sera˜o consideradas. Questa˜o 1 (2.5 pt) Determine o conjunto soluc¸a˜o de: a) (1.3 pt) |2x+ 1| = x b) (1.2 pt) x(4− x)− 8 < ( −1 2 )2 . Soluc¸a˜o: a) Sabemos que para y e a reais, |y| = a ⇔ (y = a ou y = −a) e a ≥ 0 (Teorema 1 do EP9). Desta forma, tomando y = 2x+ 1 e a = x, temos que |2x+ 1| = x ⇐⇒ (2x+ 1 = −x ou 2x+ 1 = x) e x ≥ 0 ⇐⇒ (3x = −1 ou x = −1) e x ≥ 0 ⇐⇒ ( x = −1 3 ou x = −1 ) e x ≥ 0. Desta forma, o conjunto soluc¸a˜o S, da equac¸a˜o |2x+ 1| = x, e´ o conjunto vazio. Isto e´, S = ∅. b) Temos que x(4− x)− 8 < ( −1 2 )2 ⇐⇒ 4x− x2 − 8 < 1 4 ⇐⇒ −x2 + 4x− 8− 1 4 < 0 ⇐⇒ −x2 + 4x− 32 4 − 1 4 < 0 ⇐⇒ −x2 + 4x− 33 4 < 0 Vamos chamar y de −x2 + 4x− 33 4 , isto e´, y = −x2 + 4x− 33 4 . Me´todos Determin´ısticos I AP2 2 Lembremos que o gra´fico de y = −x2 + 4x− 33 4 e´ uma para´bola. Vamos, enta˜o, estudar o sinal da ordenada y da para´bola a partir de seu esboc¸o no plano. Notemos que ela tem a concavidade voltada para baixo, ja´ que o coeficiente de x2 e´ negativo. Ale´m disso, quando y = 0, isto e´, quando −x2+4x− 33 4 = 0, usando Bhaskara, temos que ∆ = (4)2− 4(−1) ( −33 4 ) = −17 < 0, o que significa que a para´bola na˜o intercepta o eixo x. Temos tambe´m que o ve´rtice da para´bola e´ ( − b 2a ,−∆ 4a ) = ( − 4 2(−1) ,− (−17) 4(−1) ) = ( 2,−17 4 ) . A partir destas informac¸o˜es, plotamos o gra´fico da para´bola na Figura 1. Nele, observamos que para qualquer x real, o ponto (x, y) da para´bola, tem o y negativo. Dessa forma, y = −x2 + 4x− 33 4 < 0, para todo x ∈ R. E consequentemente, x(4− x)− 8 < ( −1 2 )2 , para todo x ∈ R. - - - 2.5 x y Figura 1: Questa˜o 1-b) Questa˜o 2 (1.5 pt) Determine o(s) valor(es) de x de modo que a distaˆncia entre o ponto A = (x, 2) e ponto B = (1,−1) seja igual a 5. Soluc¸a˜o: Sabendo que a distaˆncia entre dois pontos P = (x1, x2) e Q = (y1, y2), denotada por d(P,Q), e´ dada por d(P,Q) = √ (y1 − x1)2 + ( y2 − y1)2 e que nesta questa˜o a distaˆncia entre os pontos A = (x, 2) e B = (1,−1) e´ igual a 5, temos que d(A,B) = 5 ⇐⇒ √ (x− 1)2 + (2− (−1))2 = 5 ⇐⇒ √ (x− 1)2 + (2 + 1)2 = 5 ⇐⇒ (√ (x− 1)2 + (3)2)2 = (5)2 ⇐⇒ (x− 1)2 + (3)2 = 25 ⇐⇒ x2 − 2x+ 1 + 9 = 25 ⇐⇒ x2 − 2x− 15 = 0 ⇐⇒ x = 2± √ 4 + 60 2 ⇐⇒ x = 5 ou x = −3. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 3 Portanto, a distaˆncia entre A e B e´ igual a 5, quando x = 5 ou x = −3. Questa˜o 3 (1.5pt) Considere a func¸a˜o f(x) = √ x+ 5 + 1 2− x . a) (0.7 pt) Determine o dom´ınio de f na forma de um intervalo ou de uma unia˜o de intervalos. b) (0.8 pt) Calcule o valor de f(4)− f(−1). Soluc¸a˜o: a) Observe que f e´ a soma de uma raiz quadrada com um quociente. Desta forma, precisamos que tanto a raiz quadrada, quanto o quociente, estejam bem definidos. Sabemos que uma raiz quadrada esta´ bem definida quando o radicando (o que esta´ dentro do s´ımbolo de raiz) e´ maior ou igual a zero. Por outro lado, um quociente esta´ bem definido quando o denominador do quociente e´ diferente de zero. Desta forma, dom´ınio D de f e´ formado pelos valores de x ∈ R que satisfazem x+ 5 ≥ 0 e 2− x 6= 0. Como x+ 5 ≥ 0⇐⇒ x ≥ −5 e 2− x 6= 0⇐⇒ x 6= 2, segue que D = (−5, 2) ∪ (2,∞). b) f(4)− f(−1) = √4 + 5 + 1 2− 4 − (√−1 + 5 + 1 2− (−1) ) = √ 9− 1 2 − (√ 4 + 1 3 ) = 3− 1 2 − 2− 1 3 = 1− 1 2 − 1 3 = 6− 3− 2 6 = 1 6 Questa˜o 4 (2.5 pts) : Considere a func¸a˜o de demanda D(P ) = −P 2 + 16 e a func¸a˜o de oferta Q(P ) = 5P − 8 de um determinado produto, em que 8 5 ≤ P ≤ 4. a) (1.3 pt) Num mesmo sistema de eixos coordenados, esboce os gra´ficos das curvas de demanda e de oferta, especificando claramente cada uma delas. b) (1.2 pt) Determine o prec¸o de equil´ıbrio e a quantidade de equil´ıbrio. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 4 Soluc¸a˜o: a) D e´ uma func¸a˜o quadra´tica e Q e´ uma func¸a˜o linear afim. Desta forma, o gra´fico de D e´ representado por uma para´bola e o gra´fico de de Q por uma reta. Para D: a para´bola tem concavidade voltada para baixo pois o coeficiente de P 2 e´ negativo. Lembremos ainda que e´ necessa´rio, no m´ınimo, treˆs pontos, para que uma para´bola esteja bem determinada. Neste caso, vamos determinar os pontos de intersec¸o˜es da para´bola como os eixos coordenados e seu ve´rtice. Temos assim, que • P = 0⇐⇒ D(0) = −(0)2 + 16 = 16. Portanto, a para´bola intercepta o eixo y = D no ponto (0, 16). • D = 0⇐⇒ −P 2 − 16 = 0⇐⇒ P 2 = 16⇐⇒ P = ±√16⇐⇒ P = ±4. Portanto, a para´bola intercepta o eixo x = P nos pontos (−4, 0) e (4, 0). • O ve´rtice (Pv,Dv) da para´bola tem coordenadas Pv = −4 + 4 2 = 0 e Dv = −(0)2 + 16 = 16. Para Q: Para determinar o gra´fico da func¸a˜oQ que e´ uma reta, basta determinarmos dois pontos da reta. Vamos determinar as intersec¸o˜es da reta como os eixos y e x. Neste caso, temos que • P = 0⇐⇒ Q(0) = 5(0)− 8 = −8. Ou seja, (0,−8) e´ um ponto da reta. • Q = 0⇐⇒ 5P − 8 = 0⇐⇒ P = 8 5 . Ou seja, ( 8 5 , 0 ) e´ um ponto da reta. Na Figura 2 plotamos os gra´ficos de D e de Q. b) Pela definic¸a˜o de prec¸o de equil´ıbrio, precisamos determinar o prec¸o P em que D = Q, ou seja, −P 2 + 16 = 5P − 8⇐⇒ −P 2 − 5P + 24 = 0. Pela fo´rmula de Bhaskara, com a = −1, b = −5 e c = 24, temos que ∆ = b2 − 4ac = (−5)2 − 4(−1)(24) = 25 + 96 = 121. Logo, P = −b±√∆ 2a = −(−5)±√121 2(−1) = 5± 11 −2 . Ou seja, as soluc¸o˜es de −P 2 − 5p+ 24 = 0 sa˜o P1 = 5 + 11−2 = −8, P2 = 5− 11 −2 = 3. Como, o prec¸o de equil´ıbrio P deve satisfazer 8 5 ≤ P ≤ 4 segue que o prec¸o de equil´ıbrio e´ P = 3. A quantidade de equil´ıbrio D = Q correspondente ao prec¸o de equil´ıbrio P = 3 e´ obtida por D(3) = −(3)2 + 16 = 7. Logo, o ponto de equil´ıbrio tem coordenadas (3, 7). Este ponto esta´ marcado na Figura 2 na cor vermelha. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 5 D Q 3 4 23 - 2 4 P 4 23 - 11 13 16 Figura 2: Questa˜o 4, item a) Questa˜o 5 (2.0 pt) : A demanda D de um produto e´ uma func¸a˜o linear afim do prec¸o P , isto e´, demanda e prec¸o relacionam-se a partir de D = aP + b. Sabendo que quando o prec¸o e´ igual a 3, a quantidade demandada e´ igual a 43 e que quando o prec¸o e´ 7, a quantidade demandada e´ 37, determine o valores de a e b. Escreva a func¸a˜o encontrada. Soluc¸a˜o: De acordo com o enunciado, a func¸a˜o que relaciona demanda e prec¸o e´ da forma D = aP + b, em que a e b devem ser determinados. Para encontra´-los usamos a informac¸a˜o que quando o prec¸o e´ igual a 3, a quantidade demandada e´ igual a 43, ou seja, a e b satisfazem a equac¸a˜o 43 = a · 3+ b. Usamos tambe´m que quando o prec¸o e´ 7, a quantidade demandada e´ 37, e neste caso, temos a equac¸a˜o 37 = a · 7 + b. Portanto, a e b devem satisfazer o sistema de equac¸o˜es{ 3a+ b = 43 (i) 7a+ b = 37 (ii) Vamos, enta˜o, resolver esse sistema. Multiplicando a equac¸a˜o (ii) por −1 e depois somando as duas equac¸o˜es, i.e., fazendo (i) − (ii), Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 6 temos 3a+ b = 43 −7a− b = −37 + (3− 7) a = 43− 37 Encontramos enta˜o que −4a = 6⇐⇒ a = −6 4 ⇐⇒ a = −3 2 . Substituindo agora a = −3 2 em (i), chegamos a 3a+ b = 43 ⇐⇒ 3 · ( −3 2 ) + b = 43 ⇐⇒ b = 43 + 9 2 ⇐⇒ b = 86 2 + 9 2 ⇐⇒ b = 95 2 . Portanto, a a func¸a˜o que relaciona demanda e prec¸o e´: D = −3 2 P + 95 2 . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Gabaritos/AP2-MetDet1-2016-1-gabarito.pdf Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP2 – Me´todos Determin´ısticos I – 2016-1 Nome: Matr´ıcula: Polo: Data: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando Nome, Matr´ıcula, • O desenvolvimento das questo˜es pode ser a la´pis. No entanto, Polo e Data; as respostas devera˜o estar necessariamente a` caneta; • E´ expressamente proibido o uso de calculadoras; • E´ expressamente proibido o uso de corretivo nas respostas. • Devolver a prova e a folha de respostas ao res- • As respostas devem estar acompanhadas de justificativa. ponsa´vel; Respostas sem justificativa na˜o sera˜o consideradas. Este texto e´ comum as Questo˜es 1, 2, 3 e 4 a seguir. Vamos imaginar que o bairro B esta´ representado no plano cartesiano, de forma que a origem e´ o ponto onde o Hospital H se encontra, o norte e o sul sa˜o representados no eixo y e o leste e o oeste sa˜o representados no eixo x. Sabe-se que uma casa noturna sera´ constru´ıda no bairro e que sua localizac¸a˜o, no plano, corresponde ao ponto ( −2 5 , 3 ) . Uma fam´ılia deseja comprar uma casa neste bairro e a localizac¸a˜o da casa nova sera´ representada, no plano, por (x, y). Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 1, 2, 3 e 4 a seguir. Questa˜o 1 (1.2 pt) Pedro, o marido, exige que o corretor procure apenas casas localizadas em pontos (x, y), tais que a abscissa x diste mais do que 3km da abscissa da futura casa noturna. Qual e´ a inequac¸a˜o modular (na varia´vel x) que o corretor deve resolver para encontrar os valores de x que satisfazem a exigeˆncia de Pedro? Encontre o conjunto soluc¸a˜o da inequac¸a˜o e o apresente na forma de um intervalo ou de uma unia˜o de intervalos. Soluc¸a˜o: Observe que o marido refere-se apenas a`s abscissas da casa e da futura casa noturna. Portanto, ele esta´ se referindo a pontos da reta. Ale´m disso, sabemos que a distaˆncia entre dois pontos a e b da reta, i.e. a, b ∈ R, e´ dada por |a− b|. Como a abscissa da futura casa noturna e´ −2 5 e a da casa e´ x, e a distaˆncia entre elas deve ser maior do que 3, temos que a inequac¸a˜o modular que modela o problema e´ ∣∣∣∣x− (−25 )∣∣∣∣ > 3, ou seja, ⇔ ∣∣∣∣x+ 25 ∣∣∣∣ > 3. Me´todos Determin´ısticos I AP2 2 Para resolver a inequac¸a˜o acima, vamos utilizar o Teorema 2 do EP9, que diz que para c e d reais, |c| > d ⇔ (c < −d ou c > d). Desta forma, tomando c = x+ 2 5 e d = 3, temos que∣∣∣∣x+ 25 ∣∣∣∣ > 3 ⇐⇒ x+ 25 < −3 ou x+ 25 > 3 ⇐⇒ x < −3− 2 5 ou x > 3− 2 5 ⇐⇒ x < −3 · 5 5 − 2 5 ou x > 3 · 5 5 − 2 5 ⇐⇒ x < −15 5 − 2 5 ou x > 15 5 − 2 5 ⇐⇒ x < −17 5 ou x > 13 5 . ⇐⇒ x ∈ ( −∞,−17 5 ) ∪ ( 13 5 ,∞ ) . Questa˜o 2 (0.4 pt) Maria, a esposa de Pedro, que e´ matema´tica, disse que ele na˜o podia ignorar a ordenada y e pediu para o corretor procurar uma casa tal que sua distaˆncia ao ponto onde seria constru´ıda a casa noturna fosse maior do que 3km. Qual e´ a inequac¸a˜o (nas varia´veis x e y) que o corretor tera´ que resolver para atender a restric¸a˜o que Maria impoˆs? Na˜o resolva-a! Apenas apresente a inequac¸a˜o. Soluc¸a˜o: Observe que Maria, diferentemente de Pedro, refere-se a pontos do plano. Sabemos que a distaˆncia, d, entre dois pontos (x1, y1) e (x2, y2) em R2 e´ dada por d = √ (x2 − x1)2 + (y2 − y1)2. Desta forma, como, no plano, a casa e´ representada pelo ponto (x, y) e a futura casa noturna, por( −2 5 , 3 ) , a exigeˆncia de que a distaˆncia entre a casa e a futura casa noturna seja maior do que 3km e´ traduzida, matematicamente, por√( x− ( −2 5 ))2 + (y − 3)2 > 3, ou seja, por √( x+ 2 5 )2 + (y − 3)2 > 3, ou, equivalentemente, por ( x+ 2 5 )2 + (y − 3)2 > 9. Questa˜o 3 (0.2 pt) Mais tarde, preocupada com seu marido, que trabalha no hospital H, ela ligou para o corretor e incluiu uma nova condic¸a˜o: a distaˆncia da casa ao Hospital H deveria ser menor ou igual a 1km. Qual e´ a nova inequac¸a˜o que o corretor tera´ que resolver para atender esta u´ltima restric¸a˜o que Maria impoˆs? Na˜o resolva-a! Apenas apresente a inequac¸a˜o. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 3 Soluc¸a˜o: Como, no plano, o Hospital H corresponde a` origem, i.e. ao ponto (0, 0), a exigeˆncia de que a distaˆncia entre a casa e o hospital seja menor ou igual a 1km e´ traduzida, matematicamente, por √ (x− 0)2 + (y − 0)2 ≤ 1, ou seja, por √ x2 + y2 ≤ 1, ou, equivalentemente, por x2 + y2 ≤ 1. Questa˜o 4 (0.4 pt) O corretor, cansado de tantas inequac¸o˜es, procurou a casa mais bonita. Ela esta´ localizada no ponto ( −2 5 , 1 4 ) . Ele apresentou a casa a` fam´ılia. Maria ficou satisfeita? Por queˆ? Soluc¸a˜o: O sistema de inequac¸o˜es que modela as exigeˆncias de Maria e´ √( x+ 2 5 )2 + (y − 3)2 > 3 (i)√ x2 + y2 ≤ 1 (ii) , ou, equivalentemente, { ( x+ 2 5 )2 + (y − 3)2 > 9 (iii) x2 + y2 ≤ 1 (iv) Para sabermos se a localizac¸a˜o da casa apresentada pelo corretor atende a`s restric¸o˜es impostas por Maria, vamos substituir o ponto dado nas inequac¸o˜es (iii) e (iv). Desta forma, conforme pode ser visto abaixo, a casa satisfaz a condic¸a˜o representada pela inequac¸a˜o (iv), mas na˜o satisfaz a condic¸a˜o representada pela inequac¸a˜o (iii). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 4 ( −2 5 + 2 5 )2 + ( 1 4 − 3 )2 > 9( −2 5 )2 + ( 1 4 )2 ≤ 1 ⇔ 02 + ( 1 4 − 4 · 3 4 )2 > 9 4 25 + 1 16 ≤ 1 ⇔ ( 1− 12 4 )2 > 9 16 · 4 25 · 16 + 25 16 · 25 ≤ 1 ⇔ ( −11 4 )2 > 9 64 400 + 25 400 ≤ 1 ⇔ 112 42 > 9 89 400 ≤ 1 ⇔ 121 16 > 9 89 400 ≤ 1 ⇔ { 121 > 9 · 16 89 ≤ 400 ⇔ { 121 > 144 (Falso) 89 ≤ 400 (Verdadeiro) Logo, Maria na˜o ficou satisfeita com a localizac¸a˜o da casa, ja´ que a distaˆncia da casa a` casa noturna na˜o sera´ maior do que 3 km. Este texto e´ comum as Questo˜es 5, 6 e 7 a seguir. Considere a func¸a˜o demanda D(P ) = A ·P +368 e a func¸a˜o oferta Q(P ) = 3P 2+30P − 3 ·A+15 de um determinado produto, onde A e´ uma constante real. Sabe-se que o prec¸o de equil´ıbrio e´ de R$ 5,00. Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 5, 6 e 7 a seguir. Questa˜o 5 (1.0 pt) Determine a constante A. Soluc¸a˜o: Sabemos que o prec¸o de equil´ıbrio e´ o valor de P em que a demanda e´ igual a oferta. Como e´ dito que o prec¸o de equil´ıbrio e´ R$5,00, segue que D(5) = Q(5), ou seja, A · 5 + 368 = 3 · 52 + 30 · 5− 3 · A+ 15. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 5 Para descobrirmos o valor de A, vamos resolver a equac¸a˜o acima. A · 5 + 368 = 3 · 52 + 30 · 5− 3 · A+ 15 ⇐⇒ A · 5 + 368 = 3 · 25 + 150− 3 · A+ 15 ⇐⇒ A · 5 + 368 = 75 + 150− 3 · A+ 15 ⇐⇒ A · 5 + A · 3 = −368 + 75 + 150 + 15 ⇐⇒ A · 8 = −368 + 75 + 150 + 15 ⇐⇒ A · 8 = −128 ⇐⇒ A = −128 8 ⇐⇒ A = −16. Questa˜o 6 (0.8 pt) Qual e´ a quantidade de equil´ıbrio? Soluc¸a˜o: Sustituindo A = −16 nas equac¸o˜es de demanda e de oferta, ebcontramos que D(P ) = −16 · P + 368 e Q(P ) = 3P 2 + 30P − 3 · (−16) + 15 = 3P 2 + 30P + 63. Substituindo, enta˜o, P = 5 em qualquer uma das equac¸o˜es, encontramos que D(5) = −16 · 5 + 368 = −80 + 368 = 288 e, da mesma forma, Q(5) = 3 · 52 + 30 · 5 + 63 = 3 · 25 + 150 + 63 = 75 + 150 + 63 = 288. Questa˜o 7 (0.5 pt) A partir de que prec¸o na˜o ha´ mais demanda do produto (D = 0)? Soluc¸a˜o: Na˜o haver mais demanda do produto, significa que a demanda e´ zero. O prec¸o P0 a partir do qual na˜o ha´ mais demanda do produto e´ dado, portanto, pela equac¸a˜o D(P0) = −16P0 + 368 = 0. Resolvendo a equac¸a˜o acima, temos que −16P0 + 368 = 0 ⇐⇒ −16P0 = −368 ⇐⇒ P0 = 368 16 ⇐⇒ P0 = 23. Quando o prec¸o chega a R$23,00, na˜o ha´ mais demanda do produto. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 6 Questa˜o 8 (2.0 pt) Um pintor precisa de tinta branca e azul para pintar uma escola. O prec¸o do gala˜o de tinta branca e´ R$102,00 e do tinta azul e´ R$178,00. Sabe-se que o pintor comprou 48 galo˜es e que gastou R$5.732,00. Quantos galo˜es de tinta branca ele comprou? Quantos galo˜es de tinta azul ele comprou? Soluc¸a˜o: Vamos definir as seguintes varia´veis: b - nu´mero de galo˜es de tinta branca comprado. a - nu´mero de galo˜es de tinta azul comprado. Portanto, como o pintor comprou 48 galo˜es, temos que b+ a = 48. Ale´m disso, temos que 102 · b - representa o dinheiro gasto na compra dos galo˜es de tinta branca. 178 · a - representa o dinheiro gasto na compra dos galo˜es de tinta azul. Portanto, como o pintor gastou R$5.732,00 na compra das tintas, temos que 102 · b+ 178 · a = 5.732. Sendo assim, a e b devem satisfazer o sistema de equac¸o˜es{ b+ a = 48 (i) 102b+ 178a = 5.732 (ii) Vamos, enta˜o, resolver esse sistema. Multiplicando a equac¸a˜o (i) por −102 e depois somando as duas equac¸o˜es, i.e., fazendo −102(i) + (ii), temos −102b− 102a = −102 · (48) 102b+ 178a = 5.732 + (178− 102) a = 5732− 4896 Encontramos enta˜o que 76a = 836⇐⇒ a = 836 76 ⇐⇒ a = 11. Substituindo agora a = 11 em (i), chegamos a a+ b = 48 ⇐⇒ 11 + b = 48 ⇐⇒ b = 48− 11 ⇐⇒ b = 37. Portanto, o pintor comprou 11 galo˜es de tinta azul e 37 galo˜es de tinta branca. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 7 Este texto e´ comum as Questo˜es 9, 10, 11 e 12 a seguir. Considere as func¸o˜es f(x) = 7− 4x e g(x) = 6x2 + 5x− 6. A func¸a˜o F e´ definida como F (x) = √ g(x)√ f(x) . Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 9, 10, 11 e 12 a seguir. Questa˜o 9 (0.4 pt) Esboc¸e o gra´fico da func¸a˜o f Soluc¸a˜o: Observe que a func¸a˜o f e´ uma func¸a˜o afim, de modo que seu gra´fico e´ uma reta. Mais especificamente, o gra´fico da func¸a˜o f e´ a reta y = 7− 4x. Desta forma, para determinar o gra´fico da func¸a˜o f , basta determinarmos dois pontos da reta. Vamos determinar as intersec¸o˜es da reta como os eixos y e x. Neste caso, temos que • x = 0⇐⇒ y = 7. Ou seja, (0, 7) e´ um ponto da reta. • y = 0⇐⇒ 7− 4x = 0⇐⇒ −4x = −7⇐⇒ x = 7 4 . Ou seja, ( 7 4 , 0 ) e´ um ponto da reta. Na Figura 1 plotamos o gra´fico da func¸a˜o f . 7 4 x 7 y Figura 1: Questa˜o 9 Questa˜o 10 (0.8 pt) Esboc¸e o gra´fico da func¸a˜o g Soluc¸a˜o: Observe que a func¸a˜o g e´ uma func¸a˜o quadra´tica, de modo que seu gra´fico e´ uma para´bola. Mais especificamente, o gra´fico da func¸a˜o g e´ a para´bola y = 6x2 +5x− 6. Note que esta para´bola possui concavidade voltada para cima, pois o coeficiente de x2 e´ positivo. Lembre-se ainda, que para determinar a para´bola y = 6x2+5x− 6 (gra´fico da func¸a˜o g), e´ necessa´rio, no m´ınimo, treˆs pontos. Neste caso, vamos encontrar os pontos de intersec¸o˜es da para´bola como os eixos coordenados e seu ve´rtice. Temos assim, que Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 8 • x = 0⇐⇒ y = 6(0)2 + 5(0)− 6 = −6. Portanto, a para´bola intercepta o eixo y no ponto (0,−6). • 6x2 + 5x− 6 = 0 ⇐⇒ x = −5± √ 52 − 4(6)(−6) 2 · 6 ⇐⇒ x = −5± √ 25 + 144 12 ⇐⇒ x = −5± √ 169 12 ⇐⇒ x = −5± 13 12 ⇐⇒ x = −5− 13 12 ou x = −5 + 13 12 ⇐⇒ x = −18 12 ou x = 8 12 ⇐⇒ x = −3 2 ou x = 2 3 . Portanto, a para´bola intercepta o eixo x nos pontos ( −3 2 , 0 ) e ( 2 3 , 0 ) . • O ve´rtice (xv, yv) da para´bola tem coordenadas (xv, yv) = ( − b 2a ,−∆ 4a ) = ( − 5 2(6) ,−(169) 4(6) ) = ( − 5 12 ,−169 24 ) . Na Figura 2 plotamos o gra´fico da func¸a˜o f . - 3 2 - 5 12 2 3 x - 169 24 -6 y Figura 2: Questa˜o 10 Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 9 Questa˜o 11 (0.6 pt) Determine o ponto em que a func¸a˜o g atinge seu m´ınimo. Qual e´ este valor m´ınimo? Soluc¸a˜o: O ponto em que a func¸a˜o g atinge seu m´ınimo e´ dado pelo x do ve´rtice da para´bola, calculado acima em xv = − 5 12 e o valor do m´ınimo e´ dado pelo y do ve´rtice da para´bola, calculado acima em yv = −169 24 . Questa˜o 12 (1.7 pt) Determine, na forma de intervalo ou de uma unia˜o finita de intervalos, o dom´ınio da func¸a˜o F Soluc¸a˜o: Observe que na definic¸a˜o da func¸a˜o F , tomamos a raiz quadrada da func¸a˜o f , da func¸a˜o g e ainda realizamos o quociente entre as duas raizes. Portanto, para que a func¸a˜o F esteja bem definida, precisamos que todas estas operac¸o˜es sejam va´lidas. Isto significa que, o que for radicando, ou seja, o que estiver dentro do s´ımbolo de raiz quadrada, precisara´ ser maior ou igual a zero e, o que for denominador, precisara´ ser diferente de zero. Desta forma, o dom´ınio de F e´ formado pelos valores de x ∈ R, tais que f(x) > 0 e g(x) ≥ 0. Desta forma, temos que f(x) > 0 ⇔ 7− 4x > 0 ⇔ −4x > −7 ⇔ x < 7 4 ⇔ x ∈ ( −∞, 7 4 ) e g(x) ≥ 0 ⇔ 6x2 + 5x− 6 ≥ 0 ⇔ x ≤ −3 2 ou x ≥ 2 3 , ⇔ x ∈ ( −∞,−3 2 ] ∪ [ 2 3 ,∞ ) Portanto, o dom´ınio de F e´ dado por x ∈ (( −∞,−3 2 ] ∪ [ 2 3 ,∞ )) ∩ ( −∞, 7 4 ) x ∈ ( −∞,−3 2 ] ∪ [ 2 3 , 7 4 ) Explicamos a seguir como resolver a inequac¸a˜o 6x2 + 5x− 6 ≥ 0. Podemos resolver a inequac¸a˜o utilizando nossos conhecimentos de para´bola. Desta forma, chamando y de 6x2+5x− 6, isto e´ y = 6x2+5x− 6, podemos estudar o sinal da inequac¸a˜o 6x2+5x− 6 ≥ 0 estudando o sinal do y da para´bola. Conforme calculado na Questa˜o 10, as ra´ızes da equac¸a˜o 6x2+5x−6 = 0, sa˜o x = 2 3 e x = −3 2 . Como a = 6 > 0, temos que a para´bola possui concavidade Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 10 para cima, cortando o eixo x em x = 2 3 e x = −3 2 . Desta forma, y sera´ positivo para valores de x, tais que, x ≤ −3 2 ou x ≥ 2 3 . Uma forma alternativa de fazer a ana´lise de sinal para a inequac¸a˜o 6x2 + 5x− 6 = 6 ( x+ 3 2 )( x− 2 3 ) ≥ 0 e´ utilizar a tabela abaixo. (−∞,−3/2) (−3/2, 2/3) (2/3,∞) sinal de 6 + + + sinal de ( x+ 3 2 ) − + + sinal de ( x− 2 3 ) − − + sinal de 6 ( x+ 3 2 )( x− 2 3 ) + − + Como vemos na tabela acima, 6x2 + 5x− 6 = 6 ( x+ 3 2 )( x− 2 3 ) ≥ 0 ⇐⇒ x ≤ −3 2 ou x ≥ 2 3 . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Gabaritos/AP2-MetDet1-2016-2-gabarito.pdf AP2 - Me´todos Determin´ısticos I - 2016-2 ORIENTAC¸O˜ES PARA PROVA COM CORREC¸A˜O ONLINE Orientac¸o˜es gerais I 1. Voceˆ esta´ recebendo do aplicador um Caderno com a Folha de Questo˜es e as Folhas de Respostas personalizadas para o registro das suas respostas. 2. Confira se a Folha de Questo˜es corresponde a` disciplina em que devera´ realizar a prova e se nas Folhas de Respostas constam corretamente o seu nome e nu´mero de matr´ıcula. Caso contra´rio, verifique com o aplicador a soluc¸a˜o cab´ıvel. 3. Voceˆ recebera´ o total de Folhas de Respostas de acordo com o indicado no canto superior direito. 4. Apo´s a confereˆncia e se estiver tudo certo, assine todas as Folhas de Respostas no local indicado para este fim. 5. E´ expressamente proibido o uso de aparelho celular dentro da sala de aplicac¸a˜o de prova. 6. Ao te´rmino da prova, entregue ao aplicador todas as Folhas de Respostas devidamente assinadas e a Folha de Questo˜es. Orientac¸o˜es para o preenchimento das Folhas de Respostas I 1. Somente utilize caneta esferogra´fica com tinta azul ou preta, para registro das resoluc¸o˜es das questo˜es nas Folhas de Respostas. 2. Apresente a resoluc¸a˜o de cada questa˜o no espac¸o previsto para ela nas Folhas de Res- postas. 3. As Folhas de Respostas sera˜o o u´nico material considerado para correc¸a˜o. Portanto, quaisquer anotac¸o˜es feitas fora delas, mesmo que em folha de rascunho, sera˜o ignoradas. 4. As respostas devem vir acompanhadas de justificativas. 5. E´ proibido o uso de corretivo nas respostas. 6. NA˜O AMASSE, DOBRE OU RASURE as Folhas de Respostas, pois isto pode inviabilizar a digitalizac¸a˜o e a correc¸a˜o. Orientac¸o˜es espec´ıficas para esta disciplina: I1. E´ expressamente proibido o uso de qualquer instrumento que sirva para ca´lculo assimcomo de qualquer material que sirva de consulta. ATENC¸A˜O: O descumprimento de quaisquer das orientac¸o˜es podera´ implicar em preju´ızo na sua avaliac¸a˜o, o que sera´ de sua inteira responsabilidade. Fundac¸a˜o Centro de Cieˆncias e Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educac¸a˜o Superior a Distaˆncia do Estado do Rio de Janeiro AP2 – Me´todos Determin´ısticos I – 12/11/2016 Nome: Matr´ıcula: Atenc¸a˜o! • Identifique a Prova, colocando nome e matr´ıcula. • Sua prova sera´ corrigida online. Siga as • Resoluc¸o˜es feitas nesta folha ou no rascunho na˜o sera˜o corrigidas. instruc¸o˜es na capa deste caderno. • Devolver esta prova e as Folhas de Respostas ao aplicador. (Este texto e´ comum a`s questo˜es 1, 2 e 3 a` seguir.) Uma pesquisa de mercado buscou identificar os gastos mensais dos consumidores com sau´de e ali- mentac¸a˜o, em uma certa populac¸a˜o. Depois de processados os dados, estimou-se que a me´dia do gasto mensal com sau´de era de R$210,00, e o gasto me´dio mensal com alimentac¸a˜o era de R$352,00. Estes dados, pore´m, possuem uma margem de erro! Questa˜o 1 (1.0 pt) A margem de erro e de uma pesquisa e´ o valor ma´ximo, em mo´dulo, da diferenc¸a entre o valor obtido pela pesquisa e o valor real. Assim, se mc e´ o valor correto e mp e´ o valor obtido na pesquisa, tem-se sempre que |mc −mp| 6 e. Se a margem de erro do gasto me´dio em sau´de e´ de R$ 20,00 e a margem de erro dos gastos com alimentac¸a˜o e´ de R$ 30,00, determine o intervalo ao qual pode pertencer o gasto me´dio real com sau´de e o intervalo ao qual pode pertencer o gasto me´dio real com alimentac¸a˜o. Soluc¸a˜o: Se o gasto me´dio com sau´de obtido pela pesquisa foi mp = 210, 00 e a margem de erro e´ de 20, 00, o gasto me´dio real com sau´de, que chamaremos de mr, satisfaz |mr − 210| 6 20. Com isso, temos −20 6 mr − 210 6 20. A primeira desigualdade pode ser reescrita −20 6 mr − 210⇔ mr − 210 > −20⇔ mr > −20 + 210⇔ mr > 190. A segunda pode ser reescrita mr − 210 6 20⇔ mr 6 20 + 210⇔ mr 6 230. Com isso, 190 6 mr 6 230 ou, ainda, mr ∈ [190, 230]. Me´todos Determin´ısticos I AP2 3 Se o gasto me´dio com alimentac¸a˜o obtido pela pesquisa foi m′p = 352, 00 e a margem de erro e´ de 30, 00, o gasto me´dio real com alimentac¸a˜o, que chamaremos de m′r, satisfaz |m′r − 352| 6 30. Com isso, temos −30 6 m′r − 352 6 30. A primeira desigualdade pode ser reescrita −30 6 m′r − 352⇔ m′r − 352 > −30⇔ m′r > −30 + 352⇔ m′r > 322. A segunda pode ser reescrita m′r − 352 6 30⇔ m′r 6 30 + 352⇔ m′r 6 382. Com isso, 322 6 m′r 6 382 ou, ainda, m′r ∈ [322, 382]. Questa˜o 2 (1.0 pt) Considere um sistema de coordenadas no plano que tenha os gastos com sau´de no eixo horizontal e os gastos com alimentac¸a˜o no eixo vertical. Como exemplo, um gasto de R$100,00 com sau´de e R$200,00 com alimentac¸a˜o estaria representado no ponto (100, 200). Verifique se os pontos a seguir podem representar gastos me´dios reais. Justifique sua resposta. a) (200, 380) b) (240, 30) Soluc¸a˜o: O ponto (200, 380) representa que o gasto me´dio real com sau´de e´ R$200,00 e com alimentac¸a˜o e´ R$380,00. Este ponto pode representar os gastos me´dios reais, pois 200 ∈ [190, 230] e 380 ∈ [322, 382]. O ponto (240, 30) na˜o pode representar os gastos me´dios reais, pois R$30,00 na˜o pode representar o gasto me´dio real com alimentac¸a˜o, dado que 30 /∈ [322, 382]. Questa˜o 3 (1.0 pt) Considere o sistema de coordenadas no plano especificado na Questa˜o 2. Isto e´, o eixo horizontal representa os gastos com sau´de e o o eixo vertical representa os gastos com alimentac¸a˜o. Represente o ponto correspondente aos gastos me´dios obtidos na pesquisa no sistema de eixos fornecido no caderno de resposta. Neste mesmo sistema de eixos, esboce a regia˜o onde pode estar o ponto correspondente aos gastos me´dios reais, de acordo com o que voceˆ respondeu na Questa˜o 1. (Por esboc¸ar a regia˜o, entenda que voceˆ devera´ delimitar claramente a regia˜o e hachurar a parte a` qual seus pontos pertencem, como feito em EPs e/ou questo˜es da AD.) Soluc¸a˜o: No sistema abaixo, representamos o ponto (210, 352), obtido pela pesquisa como sendo os gastos me´dios. O gasto me´dio real com sau´de (eixo horizontal) deve pertencer ao intervalo [190, 230] e o gasto me´dio real com alimentac¸a˜o (eixo vertical) deve pertencer ao intervalo [322, 382]. Assim, a regia˜o onde podem estar os gastos me´dios reais e´ dada por [190, 230]× [322, 382], esboc¸ada abaixo: Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 4 (Este texto e´ comum a`s questo˜es 4 a 8 a` seguir.) A distribuidora do raro vinho portugueˆs Mula da Quinta sabe que a exclusividade da marca exerce efeito importante sobre o consumidor. Uma pesquisa de mercado revela que o consumidor esta´ disposto a pagar, por garrafa, o prec¸o em reais dado por p(q) = 60− 3q, onde q e´ a quantidade de garrafas vendidas. O custo de importac¸a˜o e distribuic¸a˜o deste vinho e´ dado, em reais, por c(q) = 30q + 63. Lembrando que o lucro da venda e´ a diferenc¸a entre receita e custo, isto e´, o total apurado com a venda do vinho menos o custo de sua fabricac¸a˜o e, considerando que todos os fatores envolvidos na distribuic¸a˜o do vinho ja´ esta˜o refletidos nas func¸o˜es acima, resolva as questo˜es abaixo. Questa˜o 4 (1.0 pts) : Denote por r(q) e l(q), respectivamente, a receita e o lucro oriundos da venda de q garrafas do Mula da Quinta. Determine r(q) e l(q). Soluc¸a˜o: A receita obtida com a venda e´ dada, em func¸a˜o de q, por r(q) = q(60− 3q) = −3q2 + 60q, isto e´, o prec¸o p(q) = 60−3q por garrafa multiplicado pela quantidade q de garrafas vendidas. Como o custo e´ dado por c(q) = 30q + 63, temos, como lucro, l(q) = r(q)− c(q) = −3q2 + 60q − (30q + 63) = −3q2 + 30q − 63. Questa˜o 5 (1.0 pts) : Determine o intervalo no qual deve estar a quantidade q de garrafas, para que a venda do vinho resulte em lucro para a distribuidora. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 5 Soluc¸a˜o: Queremos l(q) > 0, ou, equivalentemente, −3q2 + 30q − 63 > 0. Resolvendo −3q2 + 30q − 63 = 0, temos q = −30± √ 302 − 4(−3)(−63) 2(−3) = −30±√144 −6 = −30± 12 −6 , logo q = −42−6 = 7 ou q = −18 −6 = 3. Assim, −3q2 + 30q − 63 > 0⇔ −3(q − 3)(q − 7) > 0. Temos o seguinte quadro de sinais: 3 7 q − 3 − 0 + + + q − 7 − − − 0 + −3 − − − − − −3(q − 3)(q − 7) − 0 + 0 − Assim, temos l(q) > 0⇔ −3q2 + 30q − 63 > 0⇔ 3 < q < 7⇔ q ∈ (3, 7). Questa˜o 6 (1.0 pts) : Esboce, em um mesmo sistema de coordenadas, os gra´ficos das func¸o˜es r e c, especificando os pontos de intersec¸a˜o dos gra´ficos com os eixos coordenados e deles entre si. Soluc¸a˜o: Pelo que vimos no item anterior, a receita e´ dada por r(q) = −3q2 + 60q. Esta e´
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