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AP2-MetDet1-2017-2-gabarito.pdf AP3 MD1 2014_1 Comentada.pdf AP3_2008_1_Gabarito.pdf AP3_2010_2_Gabarito.pdf AP3_2016_1_Gabarito.pdf AP3_MetDet1-2015-1-gabarito (2).pdf AP3_MetDet1-2015-1-gabarito.pdf AP3_MetDet1-2015-1-questoes.pdf AP3_MetDet1-2015-2-gabarito (1).pdf AP3_MetDet1-2015-2-gabarito (2).pdf AP3_MetDet1-2015-2-gabarito.pdf AP3_MetDet1-2015-2-questoes.pdf AP3-MetDet_I-2013-2-gabarito.pdf AP3-MetDet1-2012-2gabaritomod.pdf AP3-MetDet1-2013-1gabarito.pdf AP3-MetDet1-2014-2-gabarito.pdf AP3-MetDet1-2016-1-gabarito (1).pdf AP3-MetDet1-2016-1-gabarito (2).pdf AP3-MetDet1-2016-1-gabarito.pdf AP3-MetDet1-2016-1online.pdf AP3-MetDet1-2016-2-gabarito (1).pdf AP3-MetDet1-2016-2-gabarito.pdf AP3-MetDet1-2016-2-questoes.pdf AP3-MetDet1-2016-2-questoes-online.pdf AP3-MetDet1-2017-1-gabarito (1).pdf AP3-MetDet1-2017-1-gabarito(2).pdf AP3-MetDet1-2017-1-gabarito.pdf AP3-MetDet1-2017-1-online.pdf AP2-MetDet1-2017-1-online-novo.pdf AP2-MetDet1-2016-2-questoes.pdf AP2-MetDet1-2016-2-questoes-online.pdf AP2-MetDet1-2016-1-questoesonline.pdf AP2-MetDet1-2015-2-questoes2.pdf AP1-MetDet1-2015-2-gabarito.pdf AP1-MetDet1-2015-2-Questoes.pdf AP1-MetDet1-2016-1-gabarito.pdf AP1-MetDet1-2016-1-questoes.pdf AP1-MetDet1-2016-2-gabarito.pdf AP1-MetDet1-2016-2-questoes.pdf AP1-MetDet1-2017-2-Gabarito.pdf AP2-MetDet1-2015-1-gabarito.pdf AP2-MetDet1-2015-1-questoes.pdf AP2-MetDet1-2015-2-gabarito2.pdf AP2-MetDet1-2016-1-gabarito.pdf AP2-MetDet1-2016-2-gabarito.pdf AP2-MetDet1-2017-1-gabarito-novo.pdf AP2 - Me´todos Determin´ısticos I - 2017-2 ORIENTAC¸O˜ES PARA PROVA COM CORREC¸A˜O ONLINE Orientac¸o˜es gerais I 1. Voceˆ esta´ recebendo do aplicador um Caderno com os enunciados das Questo˜es e, inicial- mente, uma Folha de Resposta para o registro das suas respostas, com sua identificac¸a˜o em uma etiqueta. 2. Confira se o Caderno de Questo˜es corresponde a` disciplina em que devera´ realizar a prova e se na Folha 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. Apo´s a confereˆncia e se estiver tudo certo, assine a Folha de Resposta no local indicado para este fim. 4. Confira e assine cada nova Folha de Resposta solicitada. 5. E´ expressamente proibido o uso de aparelho e qualquer outro aparelho que per- mita a conexa˜o a` Internet durante a aplicac¸a˜o da prova. Qualquer irregularidade detectada sera´ reportada a` Direc¸a˜o do Polo e a` Coordenac¸a˜o para aplicac¸a˜o das sanc¸o˜es devidas. 6. Ao te´rmino da prova, entregue ao aplicador todas as Folhas de Respostas utilizadas, devidamente assinadas, o Caderno de Questo˜es e rascunhos. 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 as resoluc¸o˜es de forma clara, leg´ıvel e organizada. Na˜o se esquec¸a de numera´- las de acordo com as questo˜es! 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. 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 – 28/10/2017 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. (Este texto e´ comum a`s questo˜es 1, 2 e 3.) Dinorah procura um plano de telefonia que atenda melhor suas necessidades. Como utiliza muito a internet a partir de seu telefone celular, ela esta´ comparando os planos com internet ilimitada oferecidos pelas principais operadoras, levando em considerac¸a˜o apenas o prec¸o mensal e os minutos de chamadas. Dinorah apurou que: • A operadora Escuro, oferece um plano com minutos ilimitados, por um custo mensal fixo de R$ 200,00. • A operadora Morto, oferece um plano que tem um custo mensal formado por uma parte fixa de R$ 50,00, mais um custo adicional de R$1,00 por minuto de chamada. • A operadora Tchau oferece um plano que possui com 100 minutos de chamada inclu´ıdos, cujo custo mensal e´ formado por uma parte fixa R$ 80,00 e com um custo adicional de R$ 2,00 por minuto excedente a` franquia de 100 minutos. • A operadora Maia possui um plano com custo mensal dado por R$ 2,00 por minuto de chamada feita. Questa˜o 1 (1.5 pt) (Esta questa˜o deve ser respondida na folha anexa, com o sistema de eixos coordenados. Na˜o deixe de verificar se o responsa´vel pela aplicac¸a˜o da prova etiquetou corretamente essa folha junto, bem como as demais folhas de resposta. Inde- pendentemente da etiqueta, preencha a folha com seu nome, polo e matr´ıcula) Construa, no sistema de eixos coordenados ja´ impresso na folha anexa, os gra´ficos do custo mensal de cada plano, em func¸a˜o dos minutos de chamadas feitos em um meˆs. Observe que o eixo horizontal esta´ representando os minutos m e o eixo vertical o custo mensal. Identifique, no esboc¸o, o gra´fico de cada plano, utilizando os seguintes nomes para as func¸o˜es: E para a Escuro, M para a Morto, T para Tchau e A para Maia. Tenha especial atenc¸a˜o aos pontos de intersec¸a˜o entre os gra´ficos. Soluc¸a˜o: (Veja os gra´ficos na u´ltima folha deste gabarito) Me´todos Determin´ısticos I AP2 3 Questa˜o 2 (1.0 pt) Deˆ as expresso˜es, em func¸a˜o dos minutos m utilizados no meˆs, do custo men- sal de cada um dos planos. Soluc¸a˜o: O valor a ser pago no plano da Escuro em um meˆs, e´ dado por E(m) = 200, independen- temente do valor de m. O valor a ser pago no plano da Morto e´ de M(m) = 50+m, isto e´, um custo fixo de R$ 50,00 mais R$ 1,00 por minuto. O custo do plano da Tchau e´ de 80, se m 6 100, acrescidos de 2 · (m− 100), isto e´, R$ 2,00 para cada minuto apo´s 100 minutos, caso m > 100. Assim, T (m) = { 80, se m 6 100 80 + 2 · (m− 100), se m > 100. O custo do plano da Maia e´ de A(m) = 2 ·m, isto e´, R$ 2,00 por minuto. Questa˜o 3 (1.0 pt) Se Dinorah utiliza, em me´dia, cerca de 120 minutos de chamadas telefoˆnicas por meˆs, qual operadora oferece o plano com menor custo mensal? Soluc¸a˜o: Para 120 minutos, temos os custos E(120) = 200, M(120) = 50 + 120 = 170, T (120) = 80 + 2 · (120− 100) = 80 + 2 · 20 = 120, A(120) = 2 · 120 = 240. Com isso, a operadora Tchau oferece o plano mais em conta para Dinorah. Questa˜o 4 (1.5 pt) Jessikah, amiga de Dinorah, tambe´m esta´ interessada em planos de telefonia, mas cogita contratar um plano sem internet fixa. Como na˜o entende muito sobre mega/gigabytes e utiliza a internet apenas para coisas simples, Jessikah esta´ avaliando planos em que a internet e´ tarifada por minutos de navegac¸a˜o, e na˜o por volume de dados. A operadora Escuro oferece um plano sem custo fixo, com o prec¸o de R$ 2,00 por minuto de chamada e R$ 0,50 por minuto de navegac¸a˜o. Jessikah estima que, em um meˆs, o tempo que utiliza o celular para acesso a` internet seja o dobro do tempo que gasta com chamadas. Com isso, acredita que pagara´ R$ 90,00 mensais. Quantosminutos mensais Jessikah acredita que utilizara´ em chamadas? Soluc¸a˜o: Sejam m a quantidade de minutos de chamadas e i os minutos de navegac¸a˜o na internet. Como o tempo de uso da internet e´ o dobro do tempo de chamadas, temos i = 2m. Como cada minuto de chamada custa R$ 2,00 e cada minuto de internet custa R$ 0,5, o valor que Jessikah pagara´ sera´ 2m+ 0.5i, ou seja, 2m+ 12i = 90. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 4 Assim, temos o sistema { i = 2m 2m+ 12i = 90. Substituindo i = 2m na segunda equac¸a˜o, temos 2m+ 12 · 2m = 90, logo 2m+m = 90 ∴ 3m = 90 ∴ m = 30. (Este texto e´ comum a`s questo˜es 5 a 8 a seguir.) A operadora Escuro esta´ revendo seus planos e estuda o valor mais adequado para a mensalidade de seu plano ilimitado. Segundo a ana´lise de consultoria contratada pela empresa, cobrando de cada usua´rio uma mensalidade de P reais, este plano sera´ contratado por 1000−4P milhares de usua´rios, isto e´, a demanda D(P ) sera´ dada por D(P ) = (1000− 4P ) · 1000. Questa˜o 5 (0.5 pt) Determine o valor ma´ximo da mensalidade do plano (valor acima do qual na˜o ha´ demanda). Soluc¸a˜o: Temos D(P ) = 0 se, e so´ se 1000− 4P = 0⇔ 1000 = 4P ⇔ P = 250. Questa˜o 6 (0.5 pt) Determine a func¸a˜o F que representa o faturamento mensal da operadora com este plano, em func¸a˜o do prec¸o mensal P . Por faturamento, entenda o valor bruto apurado com a venda do plano, antes de descontar quaisquer custos operacionais. Soluc¸a˜o: Para cada valor de P , o plano tera´ D(P ) = (1000− 4P ) · 1000 clientes. Cada um destes clientes pagara´ P reais, temos o faturamento F (P ) = P · (1000− 4P ) · 1000. Questa˜o 7 (1.0 pt) Se cada cliente que contratar o plano ilimitado representar um custo operacio- nal mensal, para a Escuro, de R$50,00, deˆ a expressa˜o da func¸a˜o que representa o custo operacional total do plano C em func¸a˜o do prec¸o mensal P . Soluc¸a˜o: O custo operacional total sera´ dado por R$ 50,00 multiplicado pelo nu´mero D(P ) de clientes, logo C(P ) = 50 ·D(P ) = 50 · (1000− 4P ) · 1000 = 50.000 · (1000− 4P ) . Questa˜o 8 (1.5 pt) Deˆ a expressa˜o do lucro L da venda do plano (faturamento – custo operacional total), em func¸a˜o da mensalidade P e determine o valor de P que deve ser praticado para que o lucro mensal seja ma´ximo. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP2 5 Soluc¸a˜o: O lucro com a venda deste plano sera´ dado por L(P ) = F (P )− C(P ) = P · (1000− 4P ) · 1000− 50.000 · (1000− 4P ) = (1000P − 50.000) · (1000− 4P ) = 1.000.000P − 4.000P 2 − 50.000.000 + 200.000P = −4.000P 2 + 1.200.000P − 50.000.000 O valor ma´ximo desta func¸a˜o quadra´tica e´ dado quando P = − b2a = − 1.200.000 2 · (−4.000) = 300 2 = 150. Assim, o plano dara´ lucro ma´ximo quando o prec¸o P for de R$150,00. Questa˜o 9 (1.5 pt) Represente, na forma de intervalo ou de uma unia˜o finita de intervalos, o con- junto soluc¸a˜o da equac¸a˜o |x− 4| < |x+ 2|. Como ferramenta para a resoluc¸a˜o da inequac¸a˜o, voceˆ pode utilizar a interpretac¸a˜o geome´trica do mo´dulo. Soluc¸a˜o: O mo´dulo |x−4| representa a distaˆncia entre x e 4. Ja´ o mo´dulo |x+2|, a distaˆncia entre x e −2. com isso, a soluc¸a˜o da inequac¸a˜o e´ dada pelos valores de x cuja distaˆncia ao 4 e´ menor que a distaˆncia ao −2. Esboc¸ando, temos Note que o ponto 4 + (−2) 2 = 1 esta´ exatamente na metade entre −2 e 4. Assim, a soluc¸a˜o e´ dada pelos pontos do intervalo (1,+∞). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Colar aqui a etiqueta 1 Nome: Polo: Matr´ıcula: Folha de resposta da questa˜o 1 Esta folha deve ser etiquetada como uma folha de resposta; pec¸a ao aplicador que o fac¸a. Independentemente da etiqueta, preencha com seu nome, polo e matr´ıcula. CEDERJ ME´TODOS DETERMINI´STICOS I AP3 COMENTADA Questa˜o 1. (2.0) Ka´tia decide passear pelo plano coordenado. Ela sai do ponto (0,4) e anda em linha reta ate´ o ponto (3,10). Deste ponto, ela segue novamente em linha reta ate´ o ponto (8,5). Seja (x, f(x)) o ponto que representa a posic¸a˜o de Ka´tia no plano coordenado para um dado valor x, tal que 0 ≤ x ≤ 8. a) Determine a func¸a˜o f . b) Quando o valor da componente x da posic¸a˜o de Ka´tia e´ igual a √ 17, em que ponto do plano coordenado ela esta´? c) Determine a distaˆncia entre o ponto inicial e o ponto final do trajeto de Ka´tia. Questa˜o contextualizada sobre func¸o˜es. Lembramos que exerc´ıcios contextualizados, por sua natureza, sa˜o u´nicos. Como exemplos deste tipo de exerc´ıcios envolvendo func¸o˜es, citamos: Questa˜o 8, 9, 10 do EP11, Questa˜o 4 da AP2 2012/1, Questa˜o 4 da AP2 2013/2. Vamos sepa- rar os comenta´rios por itens. Item (a): Pede-se f(x), onde (x, f(x)) e´ o ponto que representa a posic¸a˜o de Ka´tia no plano coordenado. Foi visto, na Aula 14 (pg. 172), que (x, f(x)) e´ um ponto do gra´fico da func¸a˜o f . Conforme dito no enunciado, o gra´fico e´ a unia˜o de duas retas e, na mesma Aula 14 (pg.176), aprendemos que retas inclinadas sa˜o gra´ficos de func¸o˜es afins, i.e. func¸o˜es da forma y = f(x) = ax + b. No caso da questa˜o, como temos a unia˜o de duas retas, devemos deter- minar quatro coeficientes, a1, b1, a2, b2. No Exemplo 14.3 (pg. 178) temos um procedimento semelhante ao que precisamos fazer para a obtenc¸a˜o da equac¸a˜o da reta a partir de dois pontos dados. Cabe ressaltar que a Questa˜o 8 do EP11 trata de um caso onde a func¸a˜o possui regras diferentes em dois intervalos distintos, como e´ o caso aqui. Item (b): Substituic¸a˜o direta de um ponto no domı´nio para descobrir sua imagem. No caso, te- mos que identificar que 3 ≤ √17 ≤ 8 e calcular f(√17), respeitando a regra va´lida no intervalo. 1 Item (c): Pede- se a distaˆncia entre dois pontos no plano. O Exemplo 11.1, na Aula 11, pg. 136, e´ um exemplo que calcula a distaˆncia entre dois pontos no plano. Questa˜o 2. (3.0) Apo´s ingesta˜o de um composto qu´ımico, foi poss´ıvel modelar, em func¸a˜o do tempo, a concentrac¸a˜o de duas importantes substaˆncias ja´ existentes no corpo humano: a substaˆncia A e a substaˆncia B. Em um intervalo de tempo que varia de 0 a 11, as concentrac¸o˜es das substaˆncias A e B foram modeladas respectivamente pelas func¸o˜es fA(t) = 2t 2 − 17t + 38 e gB(t) = −t2 + 10t + 14, onde a varia´vel t e´ o tempo e 0 marca o momento da ingesta˜o do composto. Responda o que e´ pedido. a) Qual e´ a concentrac¸a˜o da substaˆncia A, 10 unidades de tempo apo´s da ingesta˜o do composto? b) Qual e´ o per´ıodo, depois da ingesta˜o do composto, que a concentrac¸a˜o da substaˆncia A e´ menor do que a concentrac¸a˜o da substaˆncia B? c) Quanto tempo depois da ingesta˜o do composto a concentrac¸a˜o da substaˆncia B e´ maior? d) Qual e´ a menor concentrac¸a˜o que a substaˆncia A atinge apo´s a ingesta˜o do composto? Questa˜o contextualizada envolvendo func¸o˜es quadra´ticas. Lembramos de novo que exerc´ıcios contextualizados, por sua natureza, sa˜o u´nicos. Como exemplos de exerc´ıcios contextualizados sobre func¸o˜es, citamos: Questa˜o 8, 9, 10 do EP11, Questa˜o 4 da AP2 2012/1, Questa˜o 4 da AP2 2013/2. Vamos separar os comenta´rios por itens. Item (a): Substituic¸a˜o direta de um ponto no domı´nio para descobrir sua imagem. No caso, determinar fA(10). Item (b): Inequac¸a˜o envolvendo func¸o˜es quadra´ticas. Na Aula 12, pg. 153, estuda-se este to´pico. Exerc´ıcios deste tipo: Questa˜o 4 do EP10, Questa˜o 6 do EP11. Itens (c) e (d): Envolvem os conceitos de concavidade e ma´ximos e mı´nimos utilizando ve´rtice de gra´ficos de func¸o˜es quadra´ticas. A teoria a respeito de concavidades e ve´rtices encontra-se na Aula 14, pg. 180. O Exemplo 14.4, pg. 181, inclusive apresenta duas func¸o˜es, onde o gra´fico da primeira e´ para cima e o da segunda e´ para baixo. A Questa˜o 1 daAP2 de 2013.2 e´ um 2 exerc´ıcio espec´ıfico envolvendo ma´ximos e mı´nimos. Questa˜o 3. (2.0) Seja C um subconjunto dos naturais, i.e. C ⊂ N. Considere as seguintes proposic¸o˜es como verdadeiras. ∀x ∈ C, x < 25 ⇒ x e´ divis´ıvel por 3. ∀x ∈ C, 10 < x < 30⇒ x e´ ı´mpar. Indique se cada uma das proposic¸o˜es a seguir e´ “Verdadeira”, “Falsa”ou “Na˜o e´ Poss´ıvel Deci- dir”, utilizando apenas estas duas proposic¸o˜es, marcando, respectivamente (V), (F) ou (NPD). Quando sua resposta for ”Verdadeira”ou ”Falsa”, justifique-a. ( ) 12 ∈ C ( ) 15 ∈ C ( ) ∀x ∈ C, 25 < x < 30⇒ x ∈ {29, 40} ou x e´ divis´ıvel por 3. ( ) ∀x ∈ C, x < 2 (100)−3/6 ⇒ x e´ divis´ıvel por 3. Exerc´ıcio cla´ssico envolvendo o entendimento de proposic¸o˜es simples e compostas. Exemplos do tipo: Questa˜o 2 da AP3 de 2013.2, Questa˜o 2 da nossa AP1, Questa˜o 7 do EP4. Questa˜o 4. (3.0) Uma escola realizou uma pesquisa com seus alunos e encontrou os seguintes resultados: - 30% deles praticam voˆlei e futebol; - 63% deles praticam futebol; - 28% deles so´ praticam futebol; - 12% deles so´ praticam voˆlei; - 62% deles praticam voˆlei ou natac¸a˜o; - 25% deles praticam natac¸a˜o e futebol; - todos os alunos que praticam natac¸a˜o e voˆlei tambe´m praticam futebol. a) Qual e´ a porcentagem de alunos que pratica futebol e natac¸a˜o, mas na˜o pratica voˆlei? 3 b) Qual e´ a porcentagem de alunos que pratica futebol ou voˆlei, mas na˜o pratica natac¸a˜o? c) Qual e´ a porcentagem de alunos que na˜o pratica esporte nenhum? Sugesta˜o: Utilize o diagrama de Venn abaixo, onde as letras de a a f representam as por- centagens de alunos em cada conjunto. Exerc´ıcio cla´ssico sobre intersec¸o˜es entre conjuntos envolvendo porcentagem (apenas utilizando que a soma das porcentagens deve ser 100). Exemplos do tipo: Questa˜o 1 da nossa AD1, Questa˜o 8 do EP1. Para finalizar, acreditamos que qualquer aluno que estudou o caderno dida´tico, as ADs, os EPs e todas as APs selecionadas, compareceu a`s tutorias tirando suas du´vidas estava plenamente capacitado a fazer uma boa prova. Atenciosamente; Denise e Pierre 4 Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Resolução da Terceira Avaliação Presencial – AP3 1ª Questão (2,0 pts) U A B C D Sabendo-se que: n (U) = 100, n (A) = 30, n (B) = 20, n (C) = 15, n (A∪∪∪∪B) = 40, n (C∪∪∪∪D) = 35 e n (A∩∩∩∩B) = 2.n(C∩∩∩∩D). Determine: (a) n(A∩∩∩∩B) (b) n(D) (c) n(U – (A∪∪∪∪B∪∪∪∪C∪∪∪∪D)) Solução: (a) Como n (A∪∪∪∪B) = n (A) + n (B) - n(A∩∩∩∩B), 40 = 30 + 20 - n(A∩∩∩∩B). Logo, n(A∩∩∩∩B) = 10. (b) Da equação n (A∩∩∩∩B) = 2.n(C∩∩∩∩D), concluímos que n(C∩∩∩∩D) = 5. Preenchendo o diagrama: U A B C D 20 10 10 10 5 20 Concluímos que n(D) = 20. (b) Como n (A∪∪∪∪B) = 40 e n (C∪∪∪∪D) = 35 e são uniões disjuntas, temos que n(U – (A∪∪∪∪B∪∪∪∪C∪∪∪∪D)) = 100 – 75 = 25. 2ª Questão (2,0 pts) (a) Esboce o gráfico da função ≥+− <+ = 254 21)( 2 xsexx xsex xf . (b) Calcule, se existirem, )(lim)(lim),(lim 222 xfexfxf xxx →→→ −+ . (c) f é contínua em x = 2? Justifique sua resposta. Solução: (a) O gráfico é dado por: −3 −2 −1 1 2 3 4 5 6 7 −2 −1 1 2 3 4 5 6 7 x y (b) 3)1(lim)(lim 1)54(lim)(lim 22 2 22 =+= =+−= −− ++ →→ →→ xxf xxxf xx xx → o limite )(lim 2 xf x→ não existe. (c) Podemos concluir pelo gráfico ou pelos limites acima que f é não é contínua em x = 2. 3ª Questão (2,0 pts) Determine a equação da reta tangente ao gráfico da função f (x) = 1 1 + − x x em 00 =x . Solução: O coeficiente da reta tangente ao gráfico no ponto ( ))0(,0 f é dado por )0('f . Para calcular a derivada da função, temos que utilizar a regra do quociente: 1 1)( + − = x x xf .)1( 2 )1( 11 )1( 1).1()1.(1)´( 1)('1)(' 1)(1)( 222 + = + +−+ = + −−+ = == +=−= xx xx x xx xf xvxu xxvxxu De 2 1 2 )10( 2)0(' 2 ==+=f vem que o coeficiente angular da reta tangente ao gráfico de f no ponto (0 , -1) é 2. Assim a equação da reta tangente ao gráfico da função f (x) = 1 1 + − x x em 00 =x é 12)( −= xxy . 4ª Questão (2,0 pts) Considere a função 2012 2 7 3 )( 2 3 ++−= xx x xf .Determine: a) A derivada primeira. b) A derivada segunda. c) Os pontos críticos e os intervalos de crescimento e decrescimento de f, fazendo o estudo do sinal da derivada primeira. d) Os intervalos em que o gráfico tem concavidade voltada para cima e os intervalos em que o gráfico tem concavidade voltada para baixo, fazendo o estudo do sinal da derivada segunda. e) Máximos, mínimos e ponto de inflexão, se houver. Solução: O domínio da função 2012 2 7 3 )( 2 3 ++−= xx x xf é ).,( +∞−∞=ℜ a) )3).(4(12701.122. 2 7 3 .3)´( 2 2 −−=+−=++−= xxxxx x xf . b) 72)´´( −= xxf . c) Pontos críticos: f ´(x) = 0 → (x-3).(x-4) =0 → x = 3 ou x = 4. -∞ 3 4 +∞ f´(x)=x2-7x+12 + - + f (x) ↑ ↓ ↑ Logo, do estudo do sinal acima podemos concluir que: f é crescente em (-∞ , 3) ∪ (4 , ∞) e f é decrescente em (3 , 4). d) Estudo do sinal da segunda derivada: 5,3 2 70)´´( 72)´´( ==⇔= −= xxf xxf - ∞ 3,5 +∞ f ’’(x) = 2x-7 - + f (x) ∩ ∪ A função é côncava no intervalo (- ∞ , 3.5) e a função é convexa no intervalo (3.5 , +∞). e) f possui um ponto de inflexão em (3.5 , f (3.5)) = (3.5 , 33.4166). f possui um máximo local em x = 3, dado por f (3) = 5.332 67 = . f possui um mínimo local em x = 4, dado por f (4) = 3.333 100 = . 5ª Questão (2,0 pts) a) Resolva a integral definida ( )∫ 1 0 32-t dt . b) Resolva a integral indefinida ∫ xdxln , para x > 0. Solução: a) Para resolver vamos fazer uma substituição de variáveis: dtdu dt du ttu =↔= −= 1 2)( . Fazendo a substituição de variáveis na integral obtemos: . 4 )2( 4 )2( 44 33 ∫ ∫ + − =+==− CtCuduudtt ( ) 4 15 4 16 4 1 4 )20( 4 )21( 4 )2(2-t 441 0 41 0 3 −=−= − − − = − =∫ tdt . b) Para resolver a integral indefinida ∫ xdxln vamos utilizar a técnica de integração por partes: ∫∫ −= vduvudvu .. . Sejam, dx x du xdx du xxxu 11 0,ln)( =↔= >= dxdv dx dv xxv =↔= = 1 )( Assim, CxxCxxxdxxxdx x xxxxdx +−=+−=−=−= ∫ ∫∫ )1(lnlnln 1 .lnln . CEDERJ ME´TODOS DETERMINI´STICOS - AP3 - 2010.2 Questa˜o 1 (2 pontos). Ao realizar uma pesquisa de mercado, certa empresa descobriu que dentre uma amostra com 2000 consumidores: 1400 eram do sexo feminino; 1200 praticam esportes regularmente; metade dos homens que participaram da pequisa pratica esporte. Dentre as mulheres entrevistadas, quantas na˜o praticam esportes regularmente? Monte um diagrama de Venn e justifique sua resposta. Soluc¸a˜o: E´ claro que a intersec¸a˜o entre o conjunto dos homens e o conjunto das mulheres e´ vazia.Montamos enta˜o o seguinte diagrama de Venn: Das informac¸o˜es apresentadas no enunciado sabemos que 600 homens participaram da pesquisa (2000-1400). Metade deles pratica esportes, logo ha´ 300 homens que praticam esportes na pesquisa. O total de praticantes de esportes e´ de 1200 pessoas, como 300 sa˜o homens, descobrimos que 900 sa˜o mulheres. Portanto ha´ 900 mulheres na pesquisa que praticam esportes regularmente. 1 Questa˜o 2 (2 pontos). Sejam f(x) = |x2 − 2x− 7| e g(x) = 30√(x+ 1)120. Determine: a) f(2) Soluc¸a˜o: f(2) = |22 − 2× 2− 7| = |4− 4− 7| = | − 7| = 7 b) g(2) Soluc¸a˜o: g(2) = 30 √ (2 + 1)120 = (2 + 1)120/30 = (2 + 1)4 = 34 = 81 Questa˜o 3 (2 pontos). A func¸a˜o h(x) e´ uma func¸a˜o do segundo grau, isto e´, pode ser representada como h(x) = ax2 + bx+ c. Sabendo que: h(0) = 1/2, h(1) = 10 e h(−2) = −13/2, descubra qual e´ a lei da func¸a˜o h. Soluc¸a˜o: h(0) = a× 02 + b× 0 + c = c = 1/2. Logo, c = 1/2. h(1) = a× 12 + b× 1 + c = a+ b+ 1/2 = 10. Logo, a+ b = 19/2. h(−2) = a× (−2)2 + b× (−2) + c = 4a− 2b+ 1/2 = −13/2. Logo, 4a− 2b = −7. Montando o sistema: a+ b = 19/24a− 2b = −7 Multiplicando a primeira equac¸a˜o por dois e somando com a segunda, obtemos: 6a = 12. Logo, a = 2. Substituindo este valor na primeira equac¸a˜o, obtemos b = 15/2. Portanto, h(x) = 2x2 + 15 2 x+ 1 2 . Questa˜o 4 (4 pontos). Considere as func¸o˜es f(x) = x2 3 − 4x 3 − 5 3 e g(x) = x− 5 3 . a) Calcule f(4) e g(4) 2 Soluc¸a˜o: f(4) = 42 3 − 4× 4 3 − 5 3 = 16 3 − 16 3 − 5 3 = −5 3 e g(4) = 4− 5 3 = −1 3 b) Esboce o gra´fico da func¸a˜o g; Soluc¸a˜o: A func¸a˜o g e´ linear. Logo para trac¸ar seu gra´fico precisamos de dois pontos. Para x = 0, temos que g(0) = (0 − 5)/3 = −5/3. Por outro lado, para encontrar o ponto em que o gra´fico que g cruza o eixo vertical procuramos x que satisfac¸a g(x) = 0. g(x) = 0⇔ x− 5 3 = 0⇔ x− 5 = 0⇔ x = 5 Podemos, enta˜o, trac¸ar o gra´fico passando pelos pontos (0,−5/3) e (5, 0). (Ver pro´ximo item.) c) Esboce o gra´fico da func¸a˜o f ; Soluc¸a˜o: Primeiro vamos encontrar as ra´ızes de f . Observe que x 2 3 − 4x 3 − 5 3 = 0 ⇔ x2 − 4x− 5 = 0. Usando Bhaskara: ∆ = 16 + 20 = 36 e x = (4±√36)/2 = (4± 6)/2 = 2± 3, isto e´, x = 5 ou x = −1. Para trac¸ar o gra´fico, precisamos ainda de mais um ponto. Vamos usar o ve´rtice (xv, yv) da para´bola. Por simetria, sabemos que xv = (−1+5)/2 = 2. Para encontrar yv basta calcular f(xv) = 22 3 − 4×2 3 − 5 3 = 4 3 − 8 3 − 5 3 = −9 3 = −3. 3 d) Encontre o conjunto dos valores de x para os quais f(x) ≤ g(x). Observando o gra´fico, vemos que f(x) ≤ g(x) se e somente se x ∈ [0, 5]. 4 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 AP3 – 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. Considere o conjunto A = { x ∈ Z : ( − √ 17 < x < 5 3 ) ∧ (x > −4) } isto e´, A e´ o conjunto formado pelos nu´meros inteiros que tornam verdadeira a proposic¸a˜o composta( −√17 < x < 5 3 ) ∧ (x > −4). Considere tambe´m o conjunto B = { x ∈ Z : (−3 < x ≤ 1) ∨ (x2 − x− 42 = 0)} isto e´, B e´ o conjunto formado pelos nu´meros inteiros que tornam verdadeira a proposic¸a˜o composta (−3 < x ≤ 1) ∨ (x2 − x− 42 = 0). Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 1, 2, 3 e 4 a seguir. Questa˜o 1 (0.5 pt) Escreva os nu´meros que esta˜o no conjunto A. Soluc¸a˜o: Como a proposic¸a˜o “ ( −√17 < x < 5 3 ) ∧ (x > −4)”e´ uma conjunc¸a˜o, para que ela seja verdadeira, e´ preciso que as duas proposic¸o˜es simples envolvidas sejam verdadeiras. Isto e´, x deve ser um inteiro que satisfaz, ao mesmo tempo, a restric¸a˜o −√17 < x < 5 3 e a restric¸a˜o x > −4. Como −5 = −√25 < −√17 < −√16 = −4 e 1 = 3 3 < 5 3 < 6 3 = 2, temos que{ x ∈ Z : − √ 17 < x < 5 3 } = {−4 , −3 , −2 , −1 , 0 , 1} . Por outro lado, {x ∈ Z : x > −4} = {−3 , −2 , −1 , 0 , 1 , 2 , . . . } . Portanto, A = {−4 , −3 , −2 , −1 , 0 , 1} ∩ {−3 , −2 , −1 , 0 , 1 , 2 , . . . } = {−3 , −2 , −1 , 0 , 1} Me´todos Determin´ısticos I AP3 2 Questa˜o 2 (0.7 pt) Escreva os nu´meros que esta˜o no conjunto B Soluc¸a˜o: Como a proposic¸a˜o “(−3 < x ≤ 1) ∨ (x2 − x− 42 = 0)”e´ uma disjunc¸a˜o, para que ela seja verdadeira, basta que uma das proposic¸o˜es simples envolvidas seja verdadeira. Isto e´, x deve ser um inteiro que satisfaz a restric¸a˜o −3 < x ≤ 1, ou a restric¸a˜o x2 − x− 42 = 0. Observe que {x ∈ Z : −3 < x ≤ 1} = {−2 , −1 , 0 , 1} Por outro lado, { x ∈ Z : x2 − x− 42 = 0} = {−6 , 7} , uma vez que, x2 − x− 42 = 0 ⇐⇒ x = −(−1)± √ (−1)2 − 4(1)(−42) 2 ⇐⇒ x = 1± √ 1 + 168 2 ⇐⇒ x = 1± √ 169 2 ⇐⇒ x = 1± 13 2 ⇐⇒ x = 1− 13 2 ou x = 1 + 13 2 ⇐⇒ x = −12 2 ou x = 14 2 ⇐⇒ x = −6 ou x = 7. Portanto, B = {−2 , −1 , 0 , 1} ∪ {−6 , 7} = {−2 , −1 , 0 , 1 , −6 , 7} Questa˜o 3 (0.5 pt) Verifique se a proposic¸a˜o abaixo e´ verdadeira ou falsa. ∃x ∈ A ∩B, (−x2 + x ≥ −6) . Soluc¸a˜o: Em primeiro lugar, observe que A ∩B = {−3 , −2 , −1 , 0 , 1} ∩ {−2 , −1 , 0 , 1 , −6 , 7} = {−2 , −1 , 0 , 1} . Por tratar-se de uma proposic¸a˜o do tipo “∃x ∈ A ∩ B”, devemos analisar se ha´ um elemento de A ∩ B, para o qual a proposic¸a˜o “(−x2 + x ≥ −6)”e´ verdadeira. Analisando os elementos do conjunto A ∩B, observamos que, para para x = −2, segue que −(−2)2 + (−2) = −4− 2 = −6. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 3 desta forma, para x = −2, a proposic¸a˜o “(−x2 + x ≥ −6)”e´ verdadeira. Conclu´ımos, assim, que existe um elemento do conjuntoA∩B, para o qual, a proposic¸a˜o “(−x2 + x ≥ −6)”e´ verdadeira. Portanto, ∃x ∈ A ∩B, (−x2 + x ≥ −6) e´ verdadeira. Questa˜o 4 (0.7 pt) Verifique se a proposic¸a˜o abaixo e´ verdadeira ou falsa. ∀x ∈ B, ( x e´ ı´mpar ) ∨ (x ≤ 0). Soluc¸a˜o: Vamos chamar de a a proposic¸a˜o simples “x e´ ı´mpar”e de b a proposic¸a˜o simples “x ≤ 0”. Isto e´ a: “x e´ ı´mpar.” b: “x ≤ 0.” 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 envolvidas seja verdadeira. Como trata-se de uma proposic¸a˜o do tipo “∀x ∈ B”, devemos analisar se a proposic¸a˜o “a ∨ b”e´ verdadeira ou falsa para cada elemento do conjunto B. Para x = 1 e x = 7, temos que, a proposic¸a˜o a e´ verdadeira, pois 1 e 7 sa˜o nu´meros ı´mpares. Logo, para x = 1 e x = 7, temos que a disjunc¸a˜o “( x e´ ı´mpar ) ∨ (x ≤ 0)”e´ verdadeira, pois, para estes valores de x, ““( x e´ ı´mpar )”e´ verdadeira. Para x = −2, x = −1, x = 0 e x = −6, a proposic¸a˜o b verdadeira, pois −2, −1, 0 e −6 sa˜o menores ou iguais a zero. Desta forma, para x = −2, x = −1, x = 0 e x = −6 a disjunc¸a˜o “( x e´ ı´mpar ) ∨ (x ≤ 0)”tambe´m e´ verdadeira, pois, para estes valores de x, “(x ≤ 0)”e´ verdadeira. Conclu´ımos, portanto, que a disjunc¸a˜o “( x e´ ı´mpar ) ∨ (x ≤ 0)”e´ verdadeira, para todo x ∈ B. Logo, ∀x ∈ B, ( x e´ ı´mpar ) ∨ (x ≤ 0) e´ verdadeira. Este texto e´ comum as Questo˜es 5, 6 e 7 a seguir. Considere as func¸o˜es f(x) = 3x 2 − 4 e g(x) = −2x2 + 18x − 28. A func¸a˜o h e´ definidacomo h(x) = √ f(x)√ g(x) . Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 5, 6 e 7 a seguir. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 4 Questa˜o 5 (1.3 pt) Determine, na forma de intervalo ou de uma unia˜o finita de intervalos, o dom´ınio da func¸a˜o h Soluc¸a˜o: Observe que na definic¸a˜o da func¸a˜o h, 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 h 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 h e´ formado pelos valores de x ∈ R, tais que f(x) ≥ 0 e g(x) > 0. Desta forma, temos que f(x) ≥ 0 ⇔ 3 2 x− 4 > 0 ⇔ 3 2 x ≥ 4 ⇔ x ≥ 2 3 · 4 ⇔ x ≥ 8 3 ⇔ x ∈ [ 8 3 ,∞ ) e g(x) > 0 ⇔ −2x2 + 18x− 28 > 0 ⇔ 2 < x < 7 ⇔ x ∈ (2, 7) . Portanto, o dom´ınio de h e´ dado por x ∈ [ 8 3 ,∞ ) ∩ (2, 7) x ∈ [ 8 3 , 7 ) Explicamos a seguir como resolver a inequac¸a˜o −2x2 + 18x − 28 > 0 ou, equivalentemente, −x2 + 9x− 14 > 0, onde dividimos a inequac¸a˜o por 2, para simplificarmos as contas. Podemos resolver a inequac¸a˜o utilizando nossos conhecimentos de para´bola. Desta forma, cha- mando y de −x2 + 9x − 14, isto e´ y = −x2 + 9x − 14, podemos estudar o sinal da inequac¸a˜o −x2 + 9x− 14 > 0 estudando o sinal do y da para´bola. Primeiro, vamos determinar as ra´ızes da equac¸a˜o −x2 + 9x− 14 = 0. Pela fo´rmula de Bhaskara, com a = −1, b = 9 e c = −14, temos que ∆ = b2 − 4ac = (9)2 − 4(−1)(−14) = 81− 56 = 25. Logo, P = −b±√∆ 2a = −(9)±√25 2(−1) = −9± 5 −2 . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 5 Ou seja, as soluc¸o˜es de 8−x2+9x− 14 = 0 sa˜o x = −9 + 5−1 = −4 −2 = 2 e x = −9− 5 −2 = −14 −2 = 7. De posse das ra´ızes e, como a = −1 < 0, temos que a para´bola possui concavidade para baixo e corta o eixo x em x = 2 e x = 7. Desta forma, y sera´ positivo para valores de x, tais que, 2 < x < 7. Uma forma alternativa de fazer a ana´lise de sinal para a inequac¸a˜o −x2 + 9x− 14 = − (x− 2) (x− 7) > 0 e´ utilizar a tabela abaixo. (−∞, 2) (2, 7) (7,∞) sinal de −1 − − − sinal de (x− 2) − + + sinal de (x− 7) − − + sinal de − (x− 2) (x− 7) − + − Como vemos na tabela acima, −x2 + 9x− 14 = − (x− 2) (x− 7) > 0 ⇐⇒ 2 < x < 7. Questa˜o 6 (1.0 pt) Calcule ( − 4 √ 5 2 )2 · h(3) Soluc¸a˜o: Temos que ( − 4 √ 5 2 )2 · h(3) = ( 4 √ 5 )2 (2)2 · h(3) = ( 51/4 )2 4 · h(3) = (5)1/2 4 · h(3) = √ 5 4 · h(3). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 6 Vamos agora calcular o valor de h(3). h(3) = √ f(3)√ g(3) = √ 3 2 · 3− 4√−2(3)2 + 18 · 3− 28 = √ 9 2 − 4 √−2 · 9 + 54− 28 = √ 9− 2 · 4 2√−18 + 54− 28 = √ 9− 8 2√ 8 = √ 1 2√ 8 = 1√ 2 · √8 = 1√ 16 = 1 4 . Substituindo agora, h(3) = 1 4 , segue que( − 4 √ 5 2 )2 · h(3) = √ 5 4 · 1 4 = √ 5 16 . Questa˜o 7 (0.8 pt) Qual o valor ma´ximo de g? Em que ponto x esse valor ma´ximo ocorre? 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 = −2x2 + 18x − 28. Note que esta para´bola possui concavidade voltada para baixo, pois o coeficiente de x2 e´ negativo. O valor do ma´ximo de g e´ dado pelo y do ve´rtice da para´bola, calculado abaixo, e o ponto em que a func¸a˜o g atinge seu ma´ximo e´ dado pelo x do ve´rtice da para´bola, calculado abaixo. yv = −∆ 4a = −(18) 2 − 4(−2)(−28) 4(−2) = 324− 224 8 = 100 8 = 25 2 . Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 7 e xv = − b 2a = − 18 2(−2) = − 18−4 = 9 2 . Portanto, o valor ma´ximo de g e´ igual a yv = 25 2 e ocorre no ponto xv = 9 2 . Este texto e´ comum as Questo˜es 8, 9, 10, 11 e 12 a seguir. O sala´rio de um vendedor e´ formado de uma parte fixa igual a R$ 1.050,00, mais 2, 5% do va- lor das vendas efetivadas no meˆs. Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 8, 9, 10, 11 e 12 a seguir. Questa˜o 8 (0.6 pt) Considere que a varia´vel x representa o valor das vendas efetivadas. Determine uma expressa˜o que relacione o sala´rio em func¸a˜o de x. Soluc¸a˜o: Chamando de S a func¸a˜o que define o sala´rio do vendedor, temos que S(x) = 1.050 + 2, 5 100 · x, x ≥ 0. Questa˜o 9 (0.3 pt) Em um meˆs que o sala´rio foi de R$ 1.730,00, qual foi o valor das vendas? Soluc¸a˜o: Para descobrir o valor das vendas quando o sala´rio foi de R$ 1.730,00, precisamos resolver a equac¸a˜o 1.730 = 1.050 + 2, 5 100 · x. Desta forma, segue que 1.730 = 1.050 + 2, 5 100 · x ⇔ 2, 5 100 · x = 1.730− 1.050 ⇔ 2, 5 100 · x = 680 ⇔ x = 680 · 100 2, 5 ⇔ x = 68.000 2, 5 ⇔ x = 68.0000 25 ⇔ x = 27.200. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 8 Portanto, quando o sala´rio foi de R$ 1.730,00, o valor das vendas foi de R$ 27.200,00. Questa˜o 10 (0.8 pt) Seu empregador lhe fez uma proposta de diminuir a parte fixa em 15% e aumentar a porcentagem sobre o valor das vendas realizadas para 3%. Determine a func¸a˜o sala´rio que representa a proposta feita pelo empregador. Soluc¸a˜o: Vamos chamar de PF a parte fixa da proposta feita pelo empregador. Desta forma, como ele propo˜e uma diminuic¸a˜o de 15%, temos que PF = 1.050− 15% · 1.050 = 1.050− 15 100 · 1.050 = 1.050− 15 · 1.050 100 = 1.050− 15.750 100 = 1.050− 157, 50 = 892, 50. Chamando de Sp a func¸a˜o que define a proposta de sala´rio feita pelo empregador, temos que Sp(x) = = 892, 50 + 3 100 · x, x ≥ 0. Questa˜o 11 (0.8 pt) Esboce o gra´fico da func¸a˜o sala´rio da Questa˜o 8 e o da func¸a˜o sala´rio pro- posto na Questa˜o 10 em um mesmo sistema de eixos. Soluc¸a˜o: Observe que as func¸o˜es S e Sp sa˜o func¸o˜es afins, de modo que seus gra´ficos sa˜o retas. Mais especificamente, o gra´fico da func¸a˜o S e´ a reta y = 1.050 + 2, 5 100 · x, x ≥ 0, e o gra´fico da func¸a˜o Sp e´ a reta y = 892, 50+ 3 100 ·x, x ≥ 0 . Desta forma, para determinar o gra´fico da func¸o˜es S e Sp, basta determinarmos dois pontos de cada reta. Gra´fico de S: Vamos determinar as intersec¸o˜es da reta com os eixos y e x. Neste caso, temos que • x = 0⇐⇒ y = 1.050. Ou seja, (0, 1.050) e´ um ponto da reta. • y = 0⇐⇒ 1.050+ 2, 5 100 ·x = 0⇐⇒ 2, 5 100 ·x = −1.050⇐⇒ x = −1.050 · 100 2, 5 = −105.000 2, 5 = −42.000. Ou seja, (−42.000 , 0) e´ um ponto da reta. Gra´fico de Sp: Vamos determinar as intersec¸o˜es da reta com os eixos y e x. Neste caso, temos que Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 9 • x = 0⇐⇒ y = 892, 50. Ou seja, (0 ; 892, 50) e´ um ponto da reta. • y = 0 ⇐⇒ 892, 50 + 3 100 · x = 0 ⇐⇒ 3 100 · x = −892, 50 ⇐⇒ x = −892, 50 · 100 3 = −892.500 3 = −29.750. Ou seja, (−29.750 , 0) e´ um ponto da reta. Para o esboc¸o ficar mais preciso, vamos identificar a abscissa do ponto de intersec¸a˜o das duas retas. 1.050 + 2, 5 100 · x = 892, 50 + 3 100 · x ⇔ 3 100 · x− 2, 5 100 · x = 1.050− 892, 50 ⇔ 0, 5 100 · x = 157, 50 ⇔ x = 157, 50 · 100 0, 5 ⇔ x = 31.500 Na Figura 1 plotamos o gra´fico das func¸o˜es S e Sp. S Sp -42 000 -29 750 31 500 x 892.5 1050 1837.5 y Figura 1: Questa˜o ?? Questa˜o 12 (0.4 pt) O funciona´rio possui uma me´dia de vendas em torno de R$ 28.000,00. Ele deve aceitara proposta do empregador, pois sera´ mais vantajosa para ele, ou deve recusar, pois lhe sera´ prejudicial? Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 10 Soluc¸a˜o: Graficamente, podemos observar que quando x > 31.500, a reta y = 892, 50 + 3 100 · x, gra´fico da func¸a˜o Sp, esta´ acima da reta y = 1.050 + 2, 5 100 · x, gra´fico da func¸a˜o S. Isto significa que para x > 31.500, Sp(x) > S(x). Ja´ para 0 ≤ x < 31.500, a reta y = 1.050 + 2, 5 100 · x, gra´fico da func¸a˜o S, esta´ acima da reta y = 892, 50 + 3 100 · x, gra´fico da func¸a˜o Sp. Isto significa que para 0 ≤ x < 31.500, S(x) > Sp(x). Como a me´dia de vendas do vendedor e´ em torno de R$ 28.000,00, que e´ um valor entre 0 e 31.500, a proposta do empregador e´ prejudicial, pois, ele ganharia menos com o sala´rio calculado pela func¸a˜o Sp do que com o sala´rio calculado pela func¸a˜o S. Este texto e´ comum as Questo˜es 13 e 14 a seguir. Considere que as func¸o˜es de demanda e de oferta de um determinado produto sa˜o dadas, res- pectivamente, por D(P ) = −8P 2 + 16P + 330 e Q(P ) = 20P + 218, P > 0 onde P e´ o prec¸o do produto em reais e D e Q sa˜o a demanda e a oferta, respectivamente, em milho˜es de unidades. Com base nestas informac¸o˜es, responda as Questo˜es 13 e 14 a seguir. Questa˜o 13 (0.7 pt) Qual o prec¸o do produto quando sua demanda e´ de 330 milho˜es de unidades? Soluc¸a˜o: Para encontrar o prec¸o do produto quando sua demanda e´ de 330 milho˜es de unidades, devemos igualar a func¸a˜o demanda D a 330 e encontrar os valores de P correspondentes. −8P 2 + 16P + 330 = 330 ⇔ 8P 2 − 16P = 0 ⇔ P (P − 2) = 0 ⇔ P = 0 ou P = 2. Como P > 0, desprezamos o zero e ficamos apenas com P = 2. Resposta: O prec¸o do produto quando sua demanda e´ de 330 milho˜es de unidades e´ R$2,00. Questa˜o 14 (0.9 pt) Qual e´ o prec¸o de equil´ıbrio para este produto? Soluc¸a˜o: Pela definic¸a˜o de prec¸o de equil´ıbrio, precisamos determinar o prec¸o P em que D = Q, ou seja, −8P 2+16P +330 = 20P +218⇐⇒ 8P 2−16P +20P −330+218 = 0⇐⇒ 8P 2+4P −112 = 0. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 11 Pela fo´rmula de Bhaskara, com a = 8, b = 4 e c = −112, temos que ∆ = b2 − 4ac = (4)2 − 4(8)(−112) = 16 + 3584 = 3600. Logo, P = −b±√∆ 2a = −(4)±√3600 2(8) = −4± 60 16 . Ou seja, as soluc¸o˜es de 8P 2 + 4P − 112 = 0 sa˜o P1 = −4 + 60 16 = 7 2 , P2 = −4− 60 16 = −4. Como, o prec¸o de equil´ıbrio P deve satisfazer P > 0, ficamos apenas com P = 7 2 = 3, 5. Resposta: O prec¸o de equil´ıbrio e´ de R$3,50. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ 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 AP3 – 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 (2.5 pt) : Determine o valor de: a) (0.5 pt) √ x−√2 x− 2 − 1√ x+ √ 2 b) (1.0 pt) f(x)− f(2) x− 2 − f(x) x onde f(x) = x2. c) (1.0 pt) (27)−1/3 − 2 [(0.5)2 −√9] Soluc¸a˜o: a) √ x−√2 x− 2 − 1√ x+ √ 2 = √ x−√2 x− 2 − 1√ x+ √ 2 √ x−√2√ x−√2 = √ x−√2 x− 2 − (√ x−√2) x− 2 = √ x−√2−√x+√2 x− 2 = 0 b) f(x)− f(2) x− 2 − f(x) x = x2 − 4 x− 2 − x2 x = (x− 2)(x + 2) x− 2 − x = x+ 2− x = 2. Me´todos Determin´ısticos I AP3 2 c) (27)−1/3 − 2 [ (0.5)2 − √ 9 ] = 1 (27)1/3 − 2 [( 5 10 )2 − 3 ] = 1 (33)1/3 − 2 [( 1 2 )2 − 3 ] = 1 33/3 − 2 [ 1 4 − 3 ] = 1 3 − 2 [ 1− 12 4 ] = 1 3 − 2 [ −11 4 ] = 1 3 + 22 4 = 1 3 + 11 2 = 2 + 33 6 = 35 6 . Questa˜o 2 (1.5 pts) : O aumento salarial de uma certa categoria de trabalhadores seria de ape- nas 5%. Devido a` intervenc¸a˜o do seu sindicato, esta mesma categoria conseguiu, ale´m dos 5%, um aumento de mais 120% sobre o percentual original de 5%. Determine o percentual de reajuste conseguido. Soluc¸a˜o: Como a categoria conseguiu mais 120% de aumento sobre o percentual original de 5%, temos que calcular 120% de 5%, isto e´, 120% · 5% = 120 100 · 5% = 6 5 · 5% = 6%. Como os trabalhadores ja´ tinham conseguido 5%, somando-se agora os 6%, obte´m-se o percentual de reajuste conseguido que foi de 11%. Questa˜o 3 (2.0 pt) : Determine o dom´ınio da func¸a˜o f(x) = √ x2 − 6x+ 9+√2x− 1 na forma de intervalo. Soluc¸a˜o: Para que possamos extrair a raiz quadrada de um nu´mero real, esse nu´mero deve ser maior ou igual a zero. Logo, o dom´ınio da func¸a˜o e´ formado pelos nu´meros reais x tais que x2−6x+9 ≥ 0 e 2x− 1 ≥ 0. Vamos seguir o seguinte procedimento: Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 3 • primeiro, vamos determinar o conjunto S1 dos nu´meros que satisfazem x2 − 6x+ 9 ≥ 0; • em seguida, determinamos o conjunto S2 dos nu´meros que satisfazem 2x− 1 ≥ 0; • e, finalmente fazemos a intersec¸a˜o de S1 e S2, obtendo os nu´meros reais que satisfazem x2 − 6x+ 9 ≥ 0 e 2x− 1 ≥ 0. Ou seja, determinamos o dom´ınio. i) ii) + + 3 x y + - 1 2 x y iii) S1 S2 S1 Ý S2 1 2 Figura 1: Questa˜o 3 Determinac¸a˜o de S1 = {x ∈ R : x2 − 6x+ 9 ≥ 0} . Por Bhaskara, temos que a soluc¸a˜o de x2 − 6x + 9 = 0, com a = 1, b = −6 e c = 9 e´ dada por ∆ = b2 − 4ac = (−6)2 − 4(1)(9) = 0, assim, x = −b±√∆ 2a = 6±√0 2(1) = 6 2 = 3. Assim, x2 − 6x+ 9 = 0 quando x = 3. Na Figura 1-i). plotamos a para´bola y = x2 − 6x+ 9. Notamos que o y da para´bola e´ maior do que zero para qualquer valor de x 6= 3. Dessa forma, y = x2 − 6x+ 9 ≥ 0, quando x ∈ R. Da´ı, S1 = R. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 4 Uma outra soluc¸a˜o para a determinac¸a˜o de S1 e´ observar que x 2 − 6x + 9 = (x − 3)2 e que (x− 3)2 ≥ 0, para qualquer x ∈ R. Desta forma, S1 = R. Determinac¸a˜o de S2 = {x ∈ R : 2x− 1 ≥ 0} . O valor de x em que 2x− 1 = 0 e´ x = 1 2 . A reta y = 2x− 1 esta´ plotada na Figura 1-ii). Notamos que o y da reta e´ maior do que zero quando x > 1 2 . E, que y = 2x− 1 ≥ 0, quando x ∈ [ 1 2 ,∞ ) . Da´ı, S2 = [ 1 2 ,∞ ) . Fazendo a intersec¸a˜o de S1 com S2, obtemos o conjunto soluc¸a˜o S, dado pela Figura 1-iii). Ou seja, S = S1 ∩ S2 = [ 1 2 ,∞ ) . Questa˜o 4 (4.0 pts) : Para a comercializac¸a˜o de um certo produto, um lojista nota que a receita e´ dada por R(x) = −x2 + 5x e o custo e´ dado por C(x) = x2 + 2, com x ∈ [0, 5], indicando a quantidade do produto. a) (1.0 pt) Determine a(s) quantidade(s) x em que a receita e´ igual ao custo. b) (2.0 pt) Esboce os gra´ficos da receita R e do custo C no mesmo plano cartesiano, marcando os pontos (x, y) em que a receita e´ igual ao custo. c) (0.5 pt) Determine o valor de x para que a receita R seja ma´xima. d) (0.5 pt) Determine o custo C m´ınimo do produto. Soluc¸a˜o: a) Temos que R(x) = C(x) ⇐⇒ −x2 + 5x = x2 + 2 ⇐⇒ −x2 − x2 + 5x− 2 = 0 ⇐⇒ −2x2 + 5x− 2 = 0. Pela fo´rmula de Bhaskara, com a = −2, b = 5 e c = −2, segue que ∆ = b2 − 4ac = (5)2 − 4(−2)(−2) = 9, x = −b±√∆ 2a = −5±√9 2(−2) = −5± 3 −4 ⇐⇒ x1 = −5 + 3 −4 = 1 2 , x2 = −5− 3 −4 = 2.Logo, os valores de x que satisfazem R(x) = C(x), isto e´, a receita e´ igual ao custo, sa˜o: x1 = 1 2 , x2 = 2. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 5 b) Os gra´ficos de R(x) e de C(x) sa˜o representados por para´bolas. Para desenha´-las, vamos deter- minar onde cada uma delas intercepta os eixos coordenados, a concavidade e o ve´rtice. Para R(x) , temos o gra´fico de uma para´bola com concavidade voltada para baixo pois o coefi- ciente de x2 e´ negativo. Temos tambe´m que • x = 0⇐⇒ R(0) = −(0)2 + 5(0) = 0. Portanto a para´bola intercepta o eixo y no ponto (0, 0). • R(x) = 0⇐⇒ −x2 + 5x = 0⇐⇒ −x(x− 5) = 0⇐⇒ x = 0 ou x− 5 = 0. Logo, os valores que satisfazem −x2 + 5x = 0, sa˜o x1 = 0, x2 = 5. E, portanto a para´bola intercepta o eixo x nos pontos (0, 0) e (5, 0). • (xv, yv) = ( − b 2a ,−∆ 4a ) = ( − 5 2(−1) ,− 25 4(−1) ) = ( 5 2 , 25 4 ) . Para C(x) , temos o gra´fico de uma para´bola com concavidade voltada para cima pois o coefi- ciente de x2 e´ positivo. Temos tambe´m que • x = 0 ⇐⇒ R(0) = (0)2 + 2 = 2. Portanto a para´bola intercepta o eixo y no ponto (0, 2). • C(x) = 0⇐⇒ x2 + 2 = 0. Note que x2+2 e´ um nu´mero maior do que zero para qualquer valor de x real, logo na˜o existe x que satisfaz a equac¸a˜o x2 + 2 = 0, ou seja, a pa´rabola na˜o intercepta o eixo x. Um outro modo para verificar esse fato,e´ observando que ∆ = 02− 4(1)(2) = −8 e´ negativo. O que significa que na˜o existe x real que satisfaz a equac¸a˜o. • (xv, yv) = ( − b 2a ,−∆ 4a ) = ( − 0 2(1) ,−(−8) 4(1) ) = (0, 2) Determinemos, agora, a segunda coordenada dos pontos (x, y) da intersec¸a˜o da receita com o custo. No item a), determinamos os nu´meros x1 = 1 2 , x2 = 2 em que R(x) = C(x). Para marcar o ponto (x, y) em que isso ocorre, usando y = C(x) = x2 + 2 (podemos tambe´m usar a func¸a˜o R(x)) temos • para x1 = 1 2 que y1 = ( 1 2 )2 + 2 = 1 4 + 2 = 1 + 8 4 = 9 4 Logo, ( 1 2 , 9 4 ) sa˜o as coordenadas em que R(x) = C(x). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 6 • para x1 = 2 que y2 = (2) 2 + 2 = 4 + 2 = 6. Logo, (2, 6) sa˜o as coordenadas em que R(x) = C(x). Na Figura 2 plotamos os gra´ficos de R(x), de C(x) e dos pontos em que R(x) = C(x). VR H52, 254L VC H0,2L R C 1 2 2 5 2 5 x 94 6 27 y Figura 2: Questa˜o 4 c) Como o gra´fico de R e´ uma para´bola, com concavidade voltada para baixo pois o coeficiente de x2 e´ negativo, segue que o valor de x em que a receita e´ ma´xima ocorre em x = xv onde xv e´ a primeira coordenada do ve´rtice VR da para´bola. Assim, x = xv = − b 2a = − 5 2(−1) = 5 2 . d) Como o gra´fico de C e´ uma para´bola, com concavidade voltada para cima pois o coeficiente de x2 e´ positivo, segue que o valor do custo m´ınimo ocorre em y = yv onde yv e´ a segunda coordenada do ve´rtice VC da para´bola. Assim, y = yv = −∆ 4a = − [0 2 − 4(1)(2)] 4(1) = −(−8) 4 = 8 4 = 2. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ 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 AP3 – 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 (2.5 pt) : Determine o valor de: a) (0.5 pt) √ x−√2 x− 2 − 1√ x+ √ 2 b) (1.0 pt) f(x)− f(2) x− 2 − f(x) x onde f(x) = x2. c) (1.0 pt) (27)−1/3 − 2 [(0.5)2 −√9] Soluc¸a˜o: a) √ x−√2 x− 2 − 1√ x+ √ 2 = √ x−√2 x− 2 − 1√ x+ √ 2 √ x−√2√ x−√2 = √ x−√2 x− 2 − (√ x−√2) x− 2 = √ x−√2−√x+√2 x− 2 = 0 b) f(x)− f(2) x− 2 − f(x) x = x2 − 4 x− 2 − x2 x = (x− 2)(x + 2) x− 2 − x = x+ 2− x = 2. Me´todos Determin´ısticos I AP3 2 c) (27)−1/3 − 2 [ (0.5)2 − √ 9 ] = 1 (27)1/3 − 2 [( 5 10 )2 − 3 ] = 1 (33)1/3 − 2 [( 1 2 )2 − 3 ] = 1 33/3 − 2 [ 1 4 − 3 ] = 1 3 − 2 [ 1− 12 4 ] = 1 3 − 2 [ −11 4 ] = 1 3 + 22 4 = 1 3 + 11 2 = 2 + 33 6 = 35 6 . Questa˜o 2 (1.5 pts) : O aumento salarial de uma certa categoria de trabalhadores seria de ape- nas 5%. Devido a` intervenc¸a˜o do seu sindicato, esta mesma categoria conseguiu, ale´m dos 5%, um aumento de mais 120% sobre o percentual original de 5%. Determine o percentual de reajuste conseguido. Soluc¸a˜o: Como a categoria conseguiu mais 120% de aumento sobre o percentual original de 5%, temos que calcular 120% de 5%, isto e´, 120% · 5% = 120 100 · 5% = 6 5 · 5% = 6%. Como os trabalhadores ja´ tinham conseguido 5%, somando-se agora os 6%, obte´m-se o percentual de reajuste conseguido que foi de 11%. Questa˜o 3 (2.0 pt) : Determine o dom´ınio da func¸a˜o f(x) = √ x2 − 6x+ 9+√2x− 1 na forma de intervalo. Soluc¸a˜o: Para que possamos extrair a raiz quadrada de um nu´mero real, esse nu´mero deve ser maior ou igual a zero. Logo, o dom´ınio da func¸a˜o e´ formado pelos nu´meros reais x tais que x2−6x+9 ≥ 0 e 2x− 1 ≥ 0. Vamos seguir o seguinte procedimento: Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 3 • primeiro, vamos determinar o conjunto S1 dos nu´meros que satisfazem x2 − 6x+ 9 ≥ 0; • em seguida, determinamos o conjunto S2 dos nu´meros que satisfazem 2x− 1 ≥ 0; • e, finalmente fazemos a intersec¸a˜o de S1 e S2, obtendo os nu´meros reais que satisfazem x2 − 6x+ 9 ≥ 0 e 2x− 1 ≥ 0. Ou seja, determinamos o dom´ınio. i) ii) + + 3 x y + - 1 2 x y iii) S1 S2 S1 Ý S2 1 2 Figura 1: Questa˜o 3 Determinac¸a˜o de S1 = {x ∈ R : x2 − 6x+ 9 ≥ 0} . Por Bhaskara, temos que a soluc¸a˜o de x2 − 6x + 9 = 0, com a = 1, b = −6 e c = 9 e´ dada por ∆ = b2 − 4ac = (−6)2 − 4(1)(9) = 0, assim, x = −b±√∆ 2a = 6±√0 2(1) = 6 2 = 3. Assim, x2 − 6x+ 9 = 0 quando x = 3. Na Figura 1-i). plotamos a para´bola y = x2 − 6x+ 9. Notamos que o y da para´bola e´ maior do que zero para qualquer valor de x 6= 3. Dessa forma, y = x2 − 6x+ 9 ≥ 0, quando x ∈ R. Da´ı, S1 = R. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 4 Uma outra soluc¸a˜o para a determinac¸a˜o de S1 e´ observar que x 2 − 6x + 9 = (x − 3)2 e que (x− 3)2 ≥ 0, para qualquer x ∈ R. Desta forma, S1 = R. Determinac¸a˜o de S2 = {x ∈ R : 2x− 1 ≥ 0} . O valor de x em que 2x− 1 = 0 e´ x = 1 2 . A reta y = 2x− 1 esta´ plotada na Figura 1-ii). Notamos que o y da reta e´ maior do que zero quando x > 1 2 . E, que y = 2x− 1 ≥ 0, quando x ∈ [ 1 2 ,∞ ) . Da´ı, S2 = [ 1 2 ,∞ ) . Fazendo a intersec¸a˜o de S1 com S2, obtemos o conjunto soluc¸a˜o S, dado pela Figura 1-iii). Ou seja, S = S1 ∩ S2 = [ 1 2 ,∞ ) . Questa˜o 4 (4.0 pts) : Para a comercializac¸a˜o de um certo produto, um lojista nota que a receita e´ dada por R(x) = −x2 + 5x e o custo e´ dado por C(x) = x2 + 2, com x ∈ [0, 5], indicando a quantidade do produto. a) (1.0 pt) Determine a(s) quantidade(s) x em que a receita e´ igual ao custo. b) (2.0 pt) Esboce os gra´ficos da receita R e do custo C no mesmo plano cartesiano, marcando os pontos (x, y) emque a receita e´ igual ao custo. c) (0.5 pt) Determine o valor de x para que a receita R seja ma´xima. d) (0.5 pt) Determine o custo C m´ınimo do produto. Soluc¸a˜o: a) Temos que R(x) = C(x) ⇐⇒ −x2 + 5x = x2 + 2 ⇐⇒ −x2 − x2 + 5x− 2 = 0 ⇐⇒ −2x2 + 5x− 2 = 0. Pela fo´rmula de Bhaskara, com a = −2, b = 5 e c = −2, segue que ∆ = b2 − 4ac = (5)2 − 4(−2)(−2) = 9, x = −b±√∆ 2a = −5±√9 2(−2) = −5± 3 −4 ⇐⇒ x1 = −5 + 3 −4 = 1 2 , x2 = −5− 3 −4 = 2. Logo, os valores de x que satisfazem R(x) = C(x), isto e´, a receita e´ igual ao custo, sa˜o: x1 = 1 2 , x2 = 2. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 5 b) Os gra´ficos de R(x) e de C(x) sa˜o representados por para´bolas. Para desenha´-las, vamos deter- minar onde cada uma delas intercepta os eixos coordenados, a concavidade e o ve´rtice. Para R(x) , temos o gra´fico de uma para´bola com concavidade voltada para baixo pois o coefi- ciente de x2 e´ negativo. Temos tambe´m que • x = 0⇐⇒ R(0) = −(0)2 + 5(0) = 0. Portanto a para´bola intercepta o eixo y no ponto (0, 0). • R(x) = 0⇐⇒ −x2 + 5x = 0⇐⇒ −x(x− 5) = 0⇐⇒ x = 0 ou x− 5 = 0. Logo, os valores que satisfazem −x2 + 5x = 0, sa˜o x1 = 0, x2 = 5. E, portanto a para´bola intercepta o eixo x nos pontos (0, 0) e (5, 0). • (xv, yv) = ( − b 2a ,−∆ 4a ) = ( − 5 2(−1) ,− 25 4(−1) ) = ( 5 2 , 25 4 ) . Para C(x) , temos o gra´fico de uma para´bola com concavidade voltada para cima pois o coefi- ciente de x2 e´ positivo. Temos tambe´m que • x = 0 ⇐⇒ R(0) = (0)2 + 2 = 2. Portanto a para´bola intercepta o eixo y no ponto (0, 2). • C(x) = 0⇐⇒ x2 + 2 = 0. Note que x2+2 e´ um nu´mero maior do que zero para qualquer valor de x real, logo na˜o existe x que satisfaz a equac¸a˜o x2 + 2 = 0, ou seja, a pa´rabola na˜o intercepta o eixo x. Um outro modo para verificar esse fato,e´ observando que ∆ = 02− 4(1)(2) = −8 e´ negativo. O que significa que na˜o existe x real que satisfaz a equac¸a˜o. • (xv, yv) = ( − b 2a ,−∆ 4a ) = ( − 0 2(1) ,−(−8) 4(1) ) = (0, 2) Determinemos, agora, a segunda coordenada dos pontos (x, y) da intersec¸a˜o da receita com o custo. No item a), determinamos os nu´meros x1 = 1 2 , x2 = 2 em que R(x) = C(x). Para marcar o ponto (x, y) em que isso ocorre, usando y = C(x) = x2 + 2 (podemos tambe´m usar a func¸a˜o R(x)) temos • para x1 = 1 2 que y1 = ( 1 2 )2 + 2 = 1 4 + 2 = 1 + 8 4 = 9 4 Logo, ( 1 2 , 9 4 ) sa˜o as coordenadas em que R(x) = C(x). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 6 • para x1 = 2 que y2 = (2) 2 + 2 = 4 + 2 = 6. Logo, (2, 6) sa˜o as coordenadas em que R(x) = C(x). Na Figura 2 plotamos os gra´ficos de R(x), de C(x) e dos pontos em que R(x) = C(x). VR H52, 254L VC H0,2L R C 1 2 2 5 2 5 x 94 6 27 y Figura 2: Questa˜o 4 c) Como o gra´fico de R e´ uma para´bola, com concavidade voltada para baixo pois o coeficiente de x2 e´ negativo, segue que o valor de x em que a receita e´ ma´xima ocorre em x = xv onde xv e´ a primeira coordenada do ve´rtice VR da para´bola. Assim, x = xv = − b 2a = − 5 2(−1) = 5 2 . d) Como o gra´fico de C e´ uma para´bola, com concavidade voltada para cima pois o coeficiente de x2 e´ positivo, segue que o valor do custo m´ınimo ocorre em y = yv onde yv e´ a segunda coordenada do ve´rtice VC da para´bola. Assim, y = yv = −∆ 4a = − [0 2 − 4(1)(2)] 4(1) = −(−8) 4 = 8 4 = 2. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ 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 AP3 – 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 (2.5 pt) : Determine o valor de: a) (0.5 pt) √ x− √ 2 x− 2 − 1 √ x+ √ 2 b) (1.0 pt) f(x)− f(2) x− 2 − f(x) x onde f(x) = x2. c) (1.0 pt) (27)−1/3 − 2 [ (0.5)2 − √ 9 ] Questa˜o 2 (1.5 pts) : O aumento salarial de uma certa categoria de trabalhadores seria de apenas 5%. Devido a` intervenc¸a˜o do seu sindicato, esta mesma categoria conseguiu, ale´m dos 5%, um aumento de mais 120% sobre o percentual original de 5%. Determine o percentual de reajuste conseguido. Questa˜o 3 (2.0 pt) : Determine o dom´ınio da func¸a˜o f(x) = √ x2 − 6x+ 9+ √ 2x− 1 na forma de intervalo. Questa˜o 4 (4.0 pts) : Para a comercializac¸a˜o de um certo produto, um lojista nota que a receita e´ dada por R(x) = −x2 + 5x e o custo e´ dado por C(x) = x2 + 2, com x ∈ [0, 5], indicando a quantidade do produto. a) (1.0 pt) Determine a(s) quantidade(s) x em que a receita e´ igual ao custo. b) (2.0 pt) Esboce os gra´ficos da receita R e do custo C no mesmo plano cartesiano, marcando os pontos (x, y) em que a receita e´ igual ao custo. c) (0.5 pt) Determine o valor de x para que a receita R seja ma´xima. d) (0.5 pt) Determine o custo C m´ınimo do produto. BOA PROVA! 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 AP3 – 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 (1.0 pt) Calcule: a) 2× 1 5 b) ( −1 3 )2 c) 3 √−125 d) (√2−√5)2 Os itens valem, respectivamente, (0.2), (0.2), (0.3) e (0.3). Soluc¸a˜o: a) 2× 1 5 = 2 1 × 1 5 = 2 · 1 1 · 5 = 2 5 b) ( −1 3 )2 = ( −1 3 ) · ( −1 3 ) = (−1) · (−1) 3 · 3 = 1 9 c) 3 √−125 = (−125)1/3 = [(−5)3]1/3 = (−5)3/3 = (−5)1 = −5 d) (√ 2−√5)2 = (√2)2 − 2 · √2 · √5 + (√5)2 = 2− 2√10 + 5 = 7− 2√10 Questa˜o 2 (2.0 pt) : Indique quais das sentenc¸as a seguir sa˜o verdadeiras e quais sa˜o falsas. Justifique sua resposta. a) (0.5 pt) ( ) Se x e´ um nu´mero real tal que x > 3, enta˜o −3 < −x b) (0.5 pt) ( ) Para todo m que e´ um nu´mero inteiro positivo, tem-se que m+ 1 > 3. c) (1.0 pt) ( ) Na˜o existe um nu´mero real x tal que x2 − 2x+ 2 < 0. Soluc¸a˜o: a) ( Falsa ) Pois, por exemplo, para x = 10 temos que 10 > 3, no entanto −3 > −10. b) ( Falsa ) Pois, por exemplo, para m = 1, m+ 1 = 2 < 3 Me´todos Determin´ısticos I AP3 2 c) ( Verdadeira ) Para saber se o que se afirma e´ verdade ou na˜o, vamos estudar o sinal de x2−2x+2. Para isso, vamos chamar y de x2 − 2x+ 2, isto e´, y = x2 − 2x+ 2. Lembremos que no plano euclideano o gra´fico de y = x2 − 2x + 2 e´ uma para´bola. Vamos, enta˜o, estudar o sinal do y da para´bola a partir de seu esboc¸o no plano. Notemos que ela tem a concavidade voltada para cima, ja´ que o coeficiente de x2 e´ positivo. Ale´m disso, quando y = 0, isto e´, quando x2 − 2x + 2 = 0, temos que ∆ = 4 − 8 = −4 < 0, o que significa quea para´bola na˜o intercepta o eixo x. Temos tambe´m que o ve´rtice da para´bola e´ ( − b 2a ,−∆ 4a ) =( −(−2) 2 ,−(−4) 4 ) = (1, 1). 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 positivo. Ou seja, na˜o existe x real tal que x2 − 2x+ 2 < 0. 1 x 1 y Figura 1: Questa˜o 2-g) Questa˜o 3 (1.5 pt) : Um funciona´rio de uma empresa recebeu a quantia de R$ 285,00 a mais em seu sala´rio. Essa quantia refere-se a um aumento de 9,5% sobre o seu sala´rio. a) (1.0 pt) Determine qual era o sala´rio do funciona´rio antes do aumento. b) (0.5 pt) Qual e´ o sala´rio do funciona´rio depois do aumento? Soluc¸a˜o: a) Seja S o sala´rio do funciona´rio antes do aumento. Pelo enunciado, temos que 9, 5% · S = 285, 00 ⇐⇒ 9, 5 100 · S = 285, 00 ⇐⇒ 95 10 100 · S = 285, 00 ⇐⇒ 95 1000 · S = 285, 00 ⇐⇒ S = 1000 95 · 285, 00 ⇐⇒ S = 3000, 00. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 3 Ou seja, o sala´rio do funciona´rio antes do aumento era igual a R$ 3000,00. b) O sala´rio do funciona´rio depois do aumento e´ igual a soma de R$3000,00 com R$285,00. Ou seja, e´ igual a R$ 3285,00. Questa˜o 4 (3.0 pts) : Considere o sistema S de equac¸o˜es: S : { x2 − 6x− y = 0 (i) 2x− y = 7. (ii) a) (1.5 pt) Determine as soluc¸o˜es do sistema, se existirem. b) (1.5 pt) Fac¸a os esboc¸os dos gra´ficos das equac¸o˜es (i), (ii) e marque, tambe´m, os pontos encon- trados no item a) (se existirem). Soluc¸a˜o: a) Multiplicando a equac¸a˜o (ii) por −1 e depois somando as duas equac¸o˜es, i.e., fazendo (i)− (ii), temos x2 − 6x− y = 0 −2x+ y = −7 + x2 − 8x = −7 Encontramos enta˜o que x2 − 8x+ 7 = 0⇐⇒ x = 8± √ 64− 28 2 ⇐⇒ x = 8± 6 2 ⇐⇒ x = 7 ou x = 1. Substituindo x em 2x− y = 7 para determinar o valor de y correspondente, temos que • para x = 1, 2(1)− y = 7⇐⇒ y = 2− 7⇐⇒ y = −5. • para x = 7, 2(7)− y = 7⇐⇒ y = 14− 7⇐⇒ y = 7. Portanto, o sistema S tem como soluc¸o˜es os pares ordenados (1,−5), (7, 7). b) As equac¸o˜es x2−6x−y = 0 e 2x−y = 7 podem ser reescritas na forma y = x2−6x e y = 2x−7 cujos gra´ficos sa˜o representados por uma para´bola e por uma reta, respectivamente. Gra´fico de y = x2 − 6x: a para´bola tem concavidade voltada para cima pois o coeficiente de x2 e´ positivo. Temos tambe´m que • x = 0⇐⇒ y = (0)2 − 6(0) = 0. Portanto, a para´bola intercepta o eixo y no ponto (0, 0). • y = 0⇐⇒ x2 − 6x = 0⇐⇒ x(x− 6) = 0⇐⇒ x = 0 ou x = 6. Portanto, a para´bola intercepta o eixo x nos pontos (0, 0) e (6, 0). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 4 • O ve´rtice V = (xv, yv) da para´bola tem coordenadas xv = − b 2a = −(−6) 2(1) = 3 e yv = x 2 v − 6xv = (3)2 − 6(3) = −9. Gra´fico de y = 2x− 7: Para determinar a reta, basta determinarmos dois pontos pelos quais ela passa. Temos que: • x = 0⇐⇒ y = 2(0)− 7 = −7. Ou seja, (0,−7) e´ um ponto da reta. • y = 0⇐⇒ 2x− 7 = 0⇐⇒ x = 7 2 . Ou seja, ( 7 2 , 0 ) e´ um ponto da reta. Na Figura 2 plotamos os gra´ficos de y = x2 − 6x e de y = 2x − 7, bem como os pontos encontrados no item a). V 1 7 2 6 7 x -5 -3 7 -7 -9 y Figura 2: Questa˜o 4, item b) Questa˜o 5 (2.5 pts) : Considere as func¸o˜es f(x) = 2x− 1 3 e g(x) = x+ 3. a) (1.4 pt) Considere a nova func¸a˜o h(x) = 1√ f(x) g(x) . Determine o dom´ınio de h na forma de intervalo ou reunia˜o de intervalos. b) (0.5 pt) Calcule h(−4). c) (0.6 pt) Considere uma nova func¸a˜o w(x) = 1√ f(x) √ g(x) . Qual e´ o dom´ınio da func¸a˜o w? As func¸o˜es h(x) e w(x) sa˜o iguais? Justifique sua resposta. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 5 Soluc¸a˜o: a) Como h(x) = 1√ f(x) g(x) = 1√( 2x− 1 3 ) (x+ 3) , isto e´, h e´ um quociente, segue que o deno- minador de h deve ser diferente de zero para que esse quociente esteja bem definido, ou seja,√( 2x− 1 3 ) (x+ 3) 6= 0⇐⇒ ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) 6= 0. Por outro lado, √( 2x− 1 3 ) (x+ 3) esta´ bem definida quando ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) ≥ 0. Assim, o dom´ınio D(h) de h e´ formado pelos valores de x ∈ R em que( 2x− 1 3 ) (x+ 3) 6= 0 e ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) ≥ 0. Isto significa que D(h) e´ formado pelos valores de x ∈ R em que( 2x− 1 3 ) (x+ 3) > 0. Vamos, enta˜o, determinar os valores de x ∈ R que satisfazem a inequac¸a˜o acima utilizando a te´cnica de ana´lise de sinais. Ou seja, vamos estudar o sinal de 2x− 1 3 e de x+ 3; Estudo do sinal de 2x− 1 3 • 2x− 1 3 = 0⇐⇒ x = 1 6 • 2x− 1 3 > 0⇐⇒ x > 1 6 • 2x− 1 3 < 0⇐⇒ x < 1 6 Estudo do sinal de x+ 3 • x+ 3 = 0⇐⇒ x = −3 • x+ 3 > 0⇐⇒ x > −3 • x+ 3 < 0⇐⇒ x < −3 Tomando as ra´ızes das equac¸o˜es 2x− 1 3 = 0 e x+3 = 0 como pontos de refereˆncia constru´ımos a tabela a seguir para determinar os valores de x que satisfazem a inequac¸a˜o dada. (−∞,−3) ( −3, 1 6 ) ( 1 6 ,∞ ) sinal de ( 2x− 1 3 ) − − + sinal de (x+ 3) − + + sinal de ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) + − + Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 6 Como vemos na tabela acima,( 2x− 1 3 ) (x+ 3) > 0 ⇐⇒ x < −3 ou x > 1 6 . Portanto, D(h) = (−∞,−3) ∪ ( 1 6 ,∞ ) . b) Temos que • f(−4) = 2(−4)− 1 3 = −8 − 1 3 = −24− 1 3 = −25 3 • g(−4) = −4 + 3 = −1 • f(−4) g(−4) = ( −25 3 ) (−1) = 25 3 Logo, h(−4) = 1√ f(−4) g(−4) = 1√ 25 3 = 1√ 25√ 3 = 1 5√ 3 = √ 3 5 . c) Como w(x) = 1√ f(x) √ g(x) = 1√ 2x− 1 3 √ x+ 3 , isto e´, w e´ um quociente, segue que o denominador de w deve ser diferente de zero para que esse quociente esteja bem definido, ou seja,√ 2x− 1 3 √ x+ 3 6= 0 ⇐⇒ √ 2x− 1 3 6= 0 e √x+ 3 6= 0⇐⇒ 2x− 1 3 6= 0 e x+ 3 6= 0. Por outro lado, √ 2x− 1 3 e √ x+ 3 esta˜o bem definidas quando 2x− 1 3 ≥ 0 e x+ 3 ≥ 0. Isto significa que D(w) e´ formado pelos valores de x ∈ R em que 2x− 1 3 > 0 e x+ 3 > 0. Ou seja, pelos valores de x tais que x > 1 6 . Assim, D(w) = ( 1 6 ,∞ ) . Da´ı, como D(h) 6= D(w), segue que as func¸o˜es h e w sa˜o diferentes. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ 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 AP3 – 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 (1.0 pt) Calcule: a) 2× 1 5 b) ( −1 3 )2 c) 3 √−125 d) (√2−√5)2 Os itens valem, respectivamente, (0.2), (0.2), (0.3) e (0.3). Soluc¸a˜o: a) 2× 1 5 = 2 1 × 1 5 = 2 · 1 1 · 5 = 2 5 b) ( −1 3 )2 = ( −1 3 ) · ( −1 3 ) = (−1) · (−1) 3 · 3 = 1 9 c) 3 √−125 = (−125)1/3 = [(−5)3]1/3 = (−5)3/3 = (−5)1 = −5 d) (√ 2−√5)2 = (√2)2 − 2 · √2 · √5 + (√5)2 = 2− 2√10 + 5 = 7− 2√10 Questa˜o 2 (2.0 pt) : Indique quais das sentenc¸as a seguir sa˜o verdadeiras e quais sa˜o falsas. Justifique sua resposta. a) (0.5 pt) ( ) Se x e´ um nu´mero real tal que x > 3, enta˜o −3 < −x b) (0.5 pt) ( ) Para todo m que e´ um nu´merointeiro positivo, tem-se que m+ 1 > 3. c) (1.0 pt) ( ) Na˜o existe um nu´mero real x tal que x2 − 2x+ 2 < 0. Soluc¸a˜o: a) ( Falsa ) Pois, por exemplo, para x = 10 temos que 10 > 3, no entanto −3 > −10. b) ( Falsa ) Pois, por exemplo, para m = 1, m+ 1 = 2 < 3 Me´todos Determin´ısticos I AP3 2 c) ( Verdadeira ) Para saber se o que se afirma e´ verdade ou na˜o, vamos estudar o sinal de x2−2x+2. Para isso, vamos chamar y de x2 − 2x+ 2, isto e´, y = x2 − 2x+ 2. Lembremos que no plano euclideano o gra´fico de y = x2 − 2x + 2 e´ uma para´bola. Vamos, enta˜o, estudar o sinal do y da para´bola a partir de seu esboc¸o no plano. Notemos que ela tem a concavidade voltada para cima, ja´ que o coeficiente de x2 e´ positivo. Ale´m disso, quando y = 0, isto e´, quando x2 − 2x + 2 = 0, temos que ∆ = 4 − 8 = −4 < 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 ) =( −(−2) 2 ,−(−4) 4 ) = (1, 1). 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 positivo. Ou seja, na˜o existe x real tal que x2 − 2x+ 2 < 0. 1 x 1 y Figura 1: Questa˜o 2-g) Questa˜o 3 (1.5 pt) : Um funciona´rio de uma empresa recebeu a quantia de R$ 285,00 a mais em seu sala´rio. Essa quantia refere-se a um aumento de 9,5% sobre o seu sala´rio. a) (1.0 pt) Determine qual era o sala´rio do funciona´rio antes do aumento. b) (0.5 pt) Qual e´ o sala´rio do funciona´rio depois do aumento? Soluc¸a˜o: a) Seja S o sala´rio do funciona´rio antes do aumento. Pelo enunciado, temos que 9, 5% · S = 285, 00 ⇐⇒ 9, 5 100 · S = 285, 00 ⇐⇒ 95 10 100 · S = 285, 00 ⇐⇒ 95 1000 · S = 285, 00 ⇐⇒ S = 1000 95 · 285, 00 ⇐⇒ S = 3000, 00. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 3 Ou seja, o sala´rio do funciona´rio antes do aumento era igual a R$ 3000,00. b) O sala´rio do funciona´rio depois do aumento e´ igual a soma de R$3000,00 com R$285,00. Ou seja, e´ igual a R$ 3285,00. Questa˜o 4 (3.0 pts) : Considere o sistema S de equac¸o˜es: S : { x2 − 6x− y = 0 (i) 2x− y = 7. (ii) a) (1.5 pt) Determine as soluc¸o˜es do sistema, se existirem. b) (1.5 pt) Fac¸a os esboc¸os dos gra´ficos das equac¸o˜es (i), (ii) e marque, tambe´m, os pontos encon- trados no item a) (se existirem). Soluc¸a˜o: a) Multiplicando a equac¸a˜o (ii) por −1 e depois somando as duas equac¸o˜es, i.e., fazendo (i)− (ii), temos x2 − 6x− y = 0 −2x+ y = −7 + x2 − 8x = −7 Encontramos enta˜o que x2 − 8x+ 7 = 0⇐⇒ x = 8± √ 64− 28 2 ⇐⇒ x = 8± 6 2 ⇐⇒ x = 7 ou x = 1. Substituindo x em 2x− y = 7 para determinar o valor de y correspondente, temos que • para x = 1, 2(1)− y = 7⇐⇒ y = 2− 7⇐⇒ y = −5. • para x = 7, 2(7)− y = 7⇐⇒ y = 14− 7⇐⇒ y = 7. Portanto, o sistema S tem como soluc¸o˜es os pares ordenados (1,−5), (7, 7). b) As equac¸o˜es x2−6x−y = 0 e 2x−y = 7 podem ser reescritas na forma y = x2−6x e y = 2x−7 cujos gra´ficos sa˜o representados por uma para´bola e por uma reta, respectivamente. Gra´fico de y = x2 − 6x: a para´bola tem concavidade voltada para cima pois o coeficiente de x2 e´ positivo. Temos tambe´m que • x = 0⇐⇒ y = (0)2 − 6(0) = 0. Portanto, a para´bola intercepta o eixo y no ponto (0, 0). • y = 0⇐⇒ x2 − 6x = 0⇐⇒ x(x− 6) = 0⇐⇒ x = 0 ou x = 6. Portanto, a para´bola intercepta o eixo x nos pontos (0, 0) e (6, 0). Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 4 • O ve´rtice V = (xv, yv) da para´bola tem coordenadas xv = − b 2a = −(−6) 2(1) = 3 e yv = x 2 v − 6xv = (3)2 − 6(3) = −9. Gra´fico de y = 2x− 7: Para determinar a reta, basta determinarmos dois pontos pelos quais ela passa. Temos que: • x = 0⇐⇒ y = 2(0)− 7 = −7. Ou seja, (0,−7) e´ um ponto da reta. • y = 0⇐⇒ 2x− 7 = 0⇐⇒ x = 7 2 . Ou seja, ( 7 2 , 0 ) e´ um ponto da reta. Na Figura 2 plotamos os gra´ficos de y = x2 − 6x e de y = 2x − 7, bem como os pontos encontrados no item a). V 1 7 2 6 7 x -5 -3 7 -7 -9 y Figura 2: Questa˜o 4, item b) Questa˜o 5 (2.5 pts) : Considere as func¸o˜es f(x) = 2x− 1 3 e g(x) = x+ 3. a) (1.4 pt) Considere a nova func¸a˜o h(x) = 1√ f(x) g(x) . Determine o dom´ınio de h na forma de intervalo ou reunia˜o de intervalos. b) (0.5 pt) Calcule h(−4). c) (0.6 pt) Considere uma nova func¸a˜o w(x) = 1√ f(x) √ g(x) . Qual e´ o dom´ınio da func¸a˜o w? As func¸o˜es h(x) e w(x) sa˜o iguais? Justifique sua resposta. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 5 Soluc¸a˜o: a) Como h(x) = 1√ f(x) g(x) = 1√( 2x− 1 3 ) (x+ 3) , isto e´, h e´ um quociente, segue que o deno- minador de h deve ser diferente de zero para que esse quociente esteja bem definido, ou seja,√( 2x− 1 3 ) (x+ 3) 6= 0⇐⇒ ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) 6= 0. Por outro lado, √( 2x− 1 3 ) (x+ 3) esta´ bem definida quando ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) ≥ 0. Assim, o dom´ınio D(h) de h e´ formado pelos valores de x ∈ R em que( 2x− 1 3 ) (x+ 3) 6= 0 e ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) ≥ 0. Isto significa que D(h) e´ formado pelos valores de x ∈ R em que( 2x− 1 3 ) (x+ 3) > 0. Vamos, enta˜o, determinar os valores de x ∈ R que satisfazem a inequac¸a˜o acima utilizando a te´cnica de ana´lise de sinais. Ou seja, vamos estudar o sinal de 2x− 1 3 e de x+ 3; Estudo do sinal de 2x− 1 3 • 2x− 1 3 = 0⇐⇒ x = 1 6 • 2x− 1 3 > 0⇐⇒ x > 1 6 • 2x− 1 3 < 0⇐⇒ x < 1 6 Estudo do sinal de x+ 3 • x+ 3 = 0⇐⇒ x = −3 • x+ 3 > 0⇐⇒ x > −3 • x+ 3 < 0⇐⇒ x < −3 Tomando as ra´ızes das equac¸o˜es 2x− 1 3 = 0 e x+3 = 0 como pontos de refereˆncia constru´ımos a tabela a seguir para determinar os valores de x que satisfazem a inequac¸a˜o dada. (−∞,−3) ( −3, 1 6 ) ( 1 6 ,∞ ) sinal de ( 2x− 1 3 ) − − + sinal de (x+ 3) − + + sinal de ( 2x− 1 3 ) (x+ 3) + − + Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ Me´todos Determin´ısticos I AP3 6 Como vemos na tabela acima,( 2x− 1 3 ) (x+ 3) > 0 ⇐⇒ x < −3 ou x > 1 6 . Portanto, D(h) = (−∞,−3) ∪ ( 1 6 ,∞ ) . b) Temos que • f(−4) = 2(−4)− 1 3 = −8 − 1 3 = −24− 1 3 = −25 3 • g(−4) = −4 + 3 = −1 • f(−4) g(−4) = ( −25 3 ) (−1) = 25 3 Logo, h(−4) = 1√ f(−4) g(−4) = 1√ 25 3 = 1√ 25√ 3 = 1 5√ 3 = √ 3 5 . c) Como w(x) = 1√ f(x) √ g(x) = 1√ 2x− 1 3 √ x+ 3 , isto e´, w e´ um quociente, segue que o denominador de w deve ser diferente de zero para que esse quociente esteja bem definido, ou seja,√ 2x− 1 3 √ x+ 3 6= 0 ⇐⇒ √ 2x− 1 3 6= 0 e √x+ 3 6= 0⇐⇒ 2x− 1 3 6= 0 e x+ 3 6= 0. Por outro lado, √ 2x− 1 3 e √ x+ 3 esta˜o bem definidas quando 2x− 1 3 ≥ 0 e x+ 3 ≥ 0. Isto significa que D(w) e´ formado pelos valores de x ∈ R em que 2x− 1 3 > 0 e x+ 3 > 0. Ou seja, pelos valores de x tais que x > 1 6 . Assim, D(w) = ( 1 6 ,∞ ) . Da´ı, como D(h) 6= D(w), segue que as func¸o˜es h e w sa˜o diferentes. Fundac¸a˜o CECIERJ Conso´rcio CEDERJ 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 AP3 – 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
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