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COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 1 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Exercícios de Geometria Plana. Lei dos senos e lei dos cossenos. QUESTÃO 1 No triângulo representado na figura a seguir, AB e AC têm a mesma medida, e a altura relativa ao lado BC é igual a da medida de BC. Com base nesses dados, o cosseno do ângulo CAB é (A) . (B) . (C) . (D) . (E) . QUESTÃO 2 Após um naufrágio, um sobrevivente se vê na situação de ter que atravessar um rio de águas calmas. Prudente, decide só atravessá-lo depois de ter estimado a largura do rio. Improvisou então uma trena métrica e um transferidor rústicos e, para calcular a distância entre duas árvores, digamos uma árvore A, situada na margem em que se encontrava, e uma árvore B, situada na margem oposta, procedeu da seguinte forma: - postando-se ao lado da árvore A e usando o transferidor construído, aferiu o ângulo entre a visada para a árvore B e para uma árvore C, situada na mesma margem em que se encontrava, obtendo o valor 105º; - caminhou até a árvore C e, usando a trena métrica, estimou em 300 metros a distância entre esta e a árvore A; - estando então junto à árvore C, mediu o ângulo entre as visadas para a árvore A e a árvore B, obtendo o valor 30º. Após os procedimentos descritos, as informações obtidas foram reunidas e foi estimada corretamente a distância entre a árvore A e a árvore B, obtendo o valor de, aproximadamente: (A) 150 metros. (B) 175 metros. (C) 189 metros. (D) 212 metros. (E) 250 metros. (considerar = 1,41 e = 1,73.) QUESTÃO 3 Dois dos ângulos internos de um triângulo tem medidas iguais a 30° e 105°. Sabendo que o lado oposto ao ângulo de medida 105° mede ( +1) cm, é correto afirmar que a área do triângulo mede, em cm 2 : A) . B) COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 2 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ C) D) E) QUESTÃO 4 Em um triângulo, as medidas de seus lados, em metros, são três números inteiros consecutivos e a medida do maior ângulo é o dobro da medida do menor. A medida do menor lado deste triângulo é A) 3 m B) 4 m C) 5 m D) 6 m QUESTÃO 5 Leia com atenção o problema proposto a Calvin na tira seguinte. Fonte: Jornal O Estado de S. Paulo, 28/04/2007 Supondo que os pontos A, B e C sejam vértices de um triângulo cujo ângulo do vértice A mede 60 o , então a resposta correta que Calvin deveria encontrar para o problema é, em centímetros, a) . b) . c) . d) . e) . QUESTÃO 6 No losango ABCD de lado 1, representado na figura, tem-se que M é o ponto médio de , N é o ponto médio de e MN = . Então, DM é igual a a) b) c) d) e) QUESTÃO 7 Um engenheiro precisa conhecer a medida de cada lado de um terreno triangular cujo perímetro é 20 m, porém a planta do terreno foi rasgada e o que restou foi um pedaço, como na figura a seguir. Os lados do triângulo que não aparecem totalmente na planta do terreno medem COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 3 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ A) 3 m e (12 − 3 ) m. B) 5 m e 7 m. C) 4,5 m e 7,5 m. D) 8 m e 4 m. E) 3 m e 9 m. QUESTÃO 8 Uma maneira de obter polígonos regulares a partir de um retângulo ABCD de lados 80 cm e 40 cm é através de dobraduras. Se dobrarmos essa folha retangular de modo que dois vértices diagonalmente opostos coincidam, obtemos a seguinte figura: Considerando a informação sobre a dobradura, assinale a afirmativa INCORRETA: a) O segmento EB vale 50 cm. b) Os triângulos ABE e GBF são congruentes. c) O segmento EF mede 55 cm. d) O triângulo BEF não é equilátero. QUESTÃO 9 Uma pessoa viaja do ponto C ao ponto A, passando pelo ponto B, cada trecho percorrido em linha reta, como ilustrado na figura a seguir. A distância CA é de 40 km, a distância CB é de 60 km, e o ângulo ACB mede 60 o . Se a pessoa viajasse de C até A, em linha reta, sem passar por B, quanto economizaria na distância percorrida, em km? Indique o valor inteiro mais próximo. Dado: use a aproximação ≈ 2,6. A) 70 km B) 72 km C) 74 km D) 76 km E) 78 km QUESTÃO 10 Considere o triângulo ABC de lados e ângulos internos . Sabendo-se que a equação admite c como raiz dupla, pode-se afirmar que A ( ) = 90°. B ( ) = 60°. C ( ) = 90°. D ( ) O triângulo é retângulo apenas se = 45°. E ( ) O triângulo é retângulo e b é hipotenusa. QUESTÃO 11 Na figura abaixo, , e são as medidas dos ângulos internos do triângulo ABC COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 4 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Construindo-se um novo triângulo FGH de lados medindo sen( ), sen( ) e sen( ), pode-se afirmar que: A) FGH não é semelhante ao triângulo ABC e está inscrito em uma circunferência de raio 1. B) FGH é semelhante ao triângulo ABC e está circunscrito em uma circunferência de diâmetro 1. C) FGH é semelhante ao triângulo ABC e está inscrito em uma circunferência de diâmetro 1. D) FGH não é semelhante ao triângulo ABC e está circunscrito em uma circunferência de raio 1. QUESTÃO 12 No dia 11 de março de 2011, o Japão foi sacudido por terremoto com intensidade de 8,9 na Escala Richter, com o epicentro no Oceano Pacífico, a 360 km de Tóquio, seguido de tsunami. A cidade de Sendai, a 320 km a nordeste de Tóquio, foi atingida pela primeira onda do tsunami após 13 minutos. O Estado de S.Paulo, 13 mar. 2011. (Adaptado.) Baseando-se nos dados fornecidos e sabendo que cos α ≈ 0,934, onde α é o ângulo Epicentro-Tóquio- Sendai, e que 2 8 · 3 2 · 93,4 ≅ 215.100, a velocidade média, em km/h, com que a 1ª onda do tsunami atingiu até a cidade de Sendai foi de: (A) 10. (B) 50. (C) 100. (D) 250. (E) 600. QUESTÃO 13 O acelerador de partículas do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) tem a forma de um dodecágono regular inscrito em um círculo com diâmetro de 30 metros. Em cada um de seus vértices, está instalado um dipolo (eletroímã usado para defletir os elétrons de suas trajetórias nos vértices), conforme figura. A distância, em metros, entre dois dipolos adjacentes é A) B) C) D) E) QUESTÃO 14 Observe a seguir a ilustração de um pistão e seu esquema no plano. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 5 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ O pistão é ligado, por meio da haste BC, a um disco que gira em torno do centro A. Considere que: – o raio AB e a haste BC medem, respectivamente, 1 polegada e 4 polegadas; – à medida que o disco gira, o pistão move-se verticalmente para cima ou para baixo, variando a distância AC e o ângulo BÂC. Se a medida do ângulo BÂC é dada por x radianos, a distância entre A e C, em polegadas, pode ser obtida pela seguinte equação: a) y = 4 + sen(x). b) y = 4 + cos(x). c) y = sen(x) + . d) y = cos(x) + . QUESTÃO 15 Os comprimentos dos lados de um triângulo ABC formam uma PA . Sabendo-se também que o perímetro de ABC vale 15 e que o ângulo mede 120°, então o produto dos comprimentos dos lados é igual a a) 25 b) 45 c) 75 d) 105 e) 125 QUESTÃO 16 Para explorar o potencial turístico de uma cidade, conhecida por suas belas paisagens montanhosas, o governo pretende construir um teleférico, ligando o terminal de transportes coletivos ao pico deum morro, conforme a figura a seguir. Para a construção do teleférico, há duas possibilidades: • o ponto de partida ficar localizado no terminal de transportes coletivos (ponto A), com uma parada intermediária (ponto B), e o ponto de chegada localizado no pico do morro (ponto C); • o ponto de partida ficar localizado no ponto A e o de chegada localizado no ponto C, sem parada intermediária. Supondo que m, = 200 m, BÂP = 20º e = 50º, é correto afirmar que a distância entre os pontos A e C é de: a) 700 m b) 702 m c) 704 m d) 706 m e) 708 m QUESTÃO 17 Um engenheiro deseja calcular a distância entre o ponto A, na margem de um rio, e o ponto B não acessível do outro lado do rio. Para isso, mediu a distância de A até outro ponto acessível C e mediu os ângulos e . As medidas encontradas pelo engenheiro foram AC = 100 m, = 105º COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 6 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ e = 45º. A distância entre A e B, em metros, é: a) b) c) 50 d) e) QUESTÃO 18 Considere as seguintes informações: De dois pontos A e B, localizados na mesma margem de um rio, avista-se um ponto C, de difícil acesso, localizado na margem oposta; Sabe-se que B está distante 1.000 metros de A; Com o auxílio de um teodolito (aparelho usado para medir ângulos) foram obtidas as seguintes medidas: e . Deseja-se construir uma ponte sobre o rio, unindo o ponto C a um ponto D entre A e B, de modo que seu comprimento seja mínimo. Podemos afirmar que o comprimento da ponte será de aproximadamente (A) 524 metros (B) 532 metros (C) 1048 metros (D) 500 metros (E) 477 metros Dado: Considere sen 80 o = 0,985, sen 70 o = 0,940, cos 80 o = 0,174 e cos 70 o = 0,340. QUESTÃO 19 A figura a seguir apresenta um esquema de alguns trajetos retilíneos que servem de opções de percurso para uma ambulância que, partindo do local de um acidente ocorrido no ponto A, deve seguir em direção a um hospital localizado no ponto H. Considerando que a ambulância leva 12 minutos para percorrer os 18 km do trajeto , rodando à velocidade média v, então, mantida esta velocidade, se o motorista optasse pelo trajeto + , quanto tempo a ambulância gastaria para percorrê- lo? (Use a aproximação: = 1,7) A) 13 minutos e 48 segundos. B) 13 minutos e 36 segundos. C) 13 minutos e 30 segundos. D) 13 minutos e 24 segundos. E) 13 minutos e 12 segundos. QUESTÃO 20 Em setembro de 2010, Júpiter atingiu a menor distância da Terra em muitos anos. As figuras a seguir ilustram a situação de maior afastamento e a de maior aproximação dos planetas, considerando que suas órbitas são circulares, que o raio da órbita terrestre (RT) mede 1,5 × 10 11 m e que o raio da órbita de Júpiter (RJ) equivale a 7,5 × 10 11 m. Maior afastamento COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 7 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Maior aproximação Quando o segmento de reta que liga Júpiter ao Sol faz um ângulo de 120º com o segmento de reta que liga a Terra ao Sol, a distância entre os dois planetas é de a) . b) . c) . d) . QUESTÃO 21 A figura mostra, em planta, o trecho de um rio onde se deseja construir uma ponte AB . De um ponto C, a 100 metros de B, mediu-se o ângulo = 45 º e, do ponto A , mediu-se o ângulo = 30 º . O comprimento da ponte AB é: a. 100 m b. 200 m c. m d. 200 m e. 200 m QUESTÃO 22 A figura a seguir representa uma porção do mapa rodoviário de uma cidade, em que o quadrilátero ABCD é um trapézio isósceles; DEFC, BIJC e AHGB são quadrados de lados medindo 2 km, 6 km e 2 km respectivamente, e ∠DCB = 60o. É CORRETO afirmar que a distância percorrida por um veículo que trafega pela poligonal EDABGI é igual a: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 8 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ a) b) c) d) QUESTÃO 23 A prefeitura de certa cidade vai construir, sobre um rio que corta essa cidade, uma ponte que deve ser reta e ligar dois pontos, A e B, localizados nas margens opostas do rio. Para medir a distância entre esses pontos, um topógrafo localizou um terceiro ponto, C, distante 200 m do ponto A e na mesma margem do rio onde se encontra o ponto A. Usando um teodolito (instrumento de precisão para medir ângulos horizontais e ângulos verticais, muito empregado em trabalhos topográficos), o topógrafo observou que os ângulos e mediam, respectivamente, 30° e 105°, conforme ilustrado na figura a seguir. Com base nessas informações, é correto afirmar que a distância, em metros, do ponto A ao ponto B é de: a) 200 b) 180 c) 150 d) 100 e) 50 QUESTÃO 24 Admita que, para se deslocar da cidade A para a cidade B, é preciso passar pela cidade C. Se o ângulo ACB mede 120 o , a distância AC é de 60 km e a distância BC é de 70 km. Qual a distância entre as cidades A e B? Indique o valor mais próximo. (Dado: use a aproximação ≈ 11,27). A) 117,0 km B) 116,9 km C) 115,8 km D) 114,7 km E) 112,7 km QUESTÃO 25 As medidas dos lados de um triângulo são proporcionais a 2, 2 e 1. Os cossenos de seus ângulos internos são, portanto, a) b) c) COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 9 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ d) e) QUESTÃO 26 Dois navios deixam um porto ao mesmo tempo. O primeiro viaja a uma velocidade de 16 km/h em um curso de 45° em relação ao norte, no sentido horário. O segundo viaja a uma velocidade 6 km/h em um curso de 105° em relação ao norte, também no sentido horário. Após uma hora de viagem, a que distância se encontrarão separados os navios, supondo que eles tenham mantido o mesmo curso e velocidade desde que deixaram o porto? a) 10 km. b) 14 km. c) 15 km. d) 17 km. e) 22 km. QUESTÃO 27 João e Maria saem da mesma cidade A, em trajetórias retilíneas que formam um ângulo de 60°. João percorre 10 km e chega à cidade C, e Maria percorre 20 km e chega à cidade B, como mostra o esquema a seguir: Que distância Maria ainda deve percorrer para chegar à cidade C onde se encontra João? a) 20 km b) 30 km c) 10 km d) 10 km e) 20 km QUESTÃO 28 Na figura a seguir, A, B e C representam três cidades. Um motorista parte de A em direção a B, percorrendo 20 km. Em seguida, dirige-se de B para C, distantes 20 km. Se tivesse ido diretamente de A para C, teria percorrido uma distância de a) 32 km. b) 20 km. c) 18 km. d) 16 km. QUESTÃO 29 Na figura a seguir, o ângulo é tal que 0 < < 90 o . Então, é igual a A) B) 2 COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 10 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ C) D) QUESTÃO 30 Na figura abaixo, o triângulo ABC é um triângulo equilátero de 3 cm de lado, e o triângulo retângulo BCD tem lados BD = 4 cm e CD = 5 cm e = 90 0 . Qual é a medida do segmento AD? a. b. c. d. e. QUESTÃO 31 No triângulo ABC, exibido na figura, = 5 cm, = 8 cm e o ângulo = 60 ° . Seja p, em cm, a medida do perímetro do triângulo ABC. O volume, em litros, do cubo com aresta p é: a) 6 b) 8 c) 10 d) 12 QUESTÃO 32 O para-brisa frontal de um carro tem formatoplano retangular, medindo 1,41 m de comprimento por 1 m de altura. Os limpadores de para-brisa desse carro funcionam no sistema oposto, ou seja, contêm duas palhetas idênticas, fixadas nos cantos inferiores do para-brisa, como mostra a figura. Ao serem acionadas, as palhetas fazem um movimento em sentido circular para limpar o vidro. Considere que as pontas das palhetas ficam rentes uma da outra ao passarem pelo ponto A, em que o menor ângulo formado entre as palhetas é θ, tal que cosθ = −0,125. Tendo em vista estes dados, o tamanho da palheta é, em metros, (A) 0,80 (B) 0,94 (C) 1,00 (D) 1,08 (E) 1,41 QUESTÃO 33 Os lados de um losango medem 4 e um dos seus ângulos 30º. A medida da diagonal menor do losango é a) . b) . c) . COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 11 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ d) . e) . QUESTÃO 34 Os pontos P e Q estão em uma semicircunferência de centro C e diâmetro , formando com A o triângulo APQ, conforme indica a figura. Sabendo-se que é paralelo a , e que AB = 3PQ = 6 cm, então, sen é igual a a) b) c) d) e) QUESTÃO 35 Se a medida de um dos ângulos internos de um paralelogramo é 120° e se as medidas de dois de seus lados são respectivamente 6 m e 8 m, então a medida, em metros, da diagonal de maior comprimento deste paralelogramo é a) 2 . b) 3 . c) 2 . d) 3 . QUESTÃO 36 A figura mostra um quadrado ABCD no qual os segmentos BC e EC medem 4 cm e 1 cm, respectivamente. a) Calcule o perímetro do triângulo de vértices A, E e C. b) Calcule o seno e o cosseno do ângulo α. QUESTÃO 37 Na figura, é diâmetro da circunferência de centro O; M é o ponto médio do raio e B é o centro da circunferência menor, que passa por M e cujo raio é r. Sendo P o ponto de intersecção das circunferências, determine: A) a medida de em função de r. B) o cosseno do ângulo . QUESTÃO 38 Na ilustração a seguir, a casa situada no ponto B deve ser ligada com um cabo subterrâneo de COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 12 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ energia elétrica, saindo do ponto A. Para calcular a distância AB, são medidos a distância e os ângulos a partir de dois pontos O e P, situados na margem oposta do rio, sendo O, A e B colineares. Se OPA = 30 o , POA = 30 o , APB = 45 o e OP = (3 + 3) km, calcule AB em hectômetros. QUESTÃO 39 Para medir a altura h de uma montanha, um topógrafo se posiciona em um ponto A , ao sul da torre, e mede o ângulo α = 60°, que é a elevação da montanha nesse ponto. Caminhando 240 m a leste de A e posicionando-se em um ponto B, ele mede outro ângulo de elevação que é β = 30°, conforme ilustra a figura a seguir. Calcule: a) o valor, em graus, do ângulo . b) a altura h da montanha, em metros. QUESTÃO 40 Três cargas elétricas pontuais, de intensidades −1,0 C, +3,0 C e +4,0 C, estão localizadas no vácuo, respectivamente nos pontos A, B e P do triângulo ilustrado. O triângulo ABP é retângulo em A, o ângulo ABP mede 30 o e a distância entre B e P é de 2 cm. A) Usando a lei dos cossenos, determine o valor absoluto da força resultante na carga localizada no ponto P, exercida pelas cargas situadas em A e B. Dado: considere a constante elétrica no vácuo 9 × 10 9 Nm 2 /C 2 e ≈ 3,6. B) Usando a lei dos senos, determine o seno do ângulo α que a força resultante na carga situada em P forma com a vertical. Dado: use a aproximação sen(60º) ≈ 0,87. QUESTÃO 41 ATENÇÃO: Esta questão apresenta mais de uma afirmativa correta. Assinale-as. Quem passa na Avenida Litorânea, em São Luís do Maranhão, pode notar a presença de navios ancorados, esperando atracação no Porto do Itaqui. Em determinado instante, um observador, situado em um ponto O dessa avenida, visualiza três navios nos pontos (A, B e C), conforme demonstra a figura. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 13 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Naquele instante, sabe-se que • a distância do observador O ao navio B era de 1000 m; • a distância entre os navios A e B era de 500 m; • os ângulos , e mediam 90º, 30º e 45º respectivamente. Use: sen(105º) = 0,97 A partir dessas informações, identifique as afirmativas corretas: I. O ângulo media 135º. II. A distância entre os navios B e C era de 500 m. III. A distância do observador O ao navio C era de 970 m. IV. A distância entre os navios A e C era igual à soma das distâncias entre os navios A e B e os navios C e B. V. A distância do observador O ao navio A era de 500 m. QUESTÃO 42 Na figura, tem-se Com base nesses dados, calcule . QUESTÃO 43 Assinale a(s) porposição(ões) CORRETA(S). 01. O sistema é possível e indeterminado. 02. O número A = 101 50 – 1é um múltiplo de 4. 04. Considere x um número real estritamente positivo. Se o expoente de x no quinto termo do desenvolvimento de é um número inteiro, então n é um número par. 08. Na figura a seguir, a, b e c são as medidas dos lados do triângulo ABC e , e são os senos dos ângulos . Então, podemos afirmar que o determinante da matriz COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 14 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ é igual a zero. QUESTÃO 44 Considere os números complexos e e as suas representações no plano complexo xOy. Considere ainda que, se z é um número complexo, então representa o seu conjugado. Sobre o exposto, é correto afirmar que 01) 02) 04) pertencem à circunferência de equação x 2 + y 2 = 2. 08) é solução da equação z 2 − 2z + 4 = 0. 16) a medida do segmento que une é (1+ ) unidades de comprimento. QUESTÃO 45 Determine a área, em centímetros quadrados, interior a um triângulo acutângulo de ângulos conhecidos, 60º e 75º, e lado comum adjacente a esses ângulos medindo 35 cm. (Use: cos 30º = 0,8; cos 45º = 0,7 e sen 105º = 0,9). QUESTÃO 46 Uma cidade B fica exatamente ao norte de uma cidade A. Um avião partiu de A e seguiu uma trajetória retilínea que fazia um ângulo de 75 º em relação ao norte, no sentido oeste. Depois de o avião percorrer 1.000 km, sua trajetória sofreu um desvio de um ângulo de graus (veja a figura a seguir); o avião percorreu mais 2.000 km em linha reta e alcançou a cidade B. Calcule A) a distâcia entre as cidades A e B; B) o valor de . Se necessário, use sen75 º = 0,96 e cos75 º = 0,25. QUESTÃO 47 Considere uma gangorra composta de uma tábua de 240 cm de comprimento, equilibrada, em seu ponto central, sobre uma estrutura na forma de um prisma cuja base é um triângulo equilátero de altura igual a 60 cm, como mostra a figura. Suponha que a gangorra esteja instalada sobre um piso perfeitamente horizontal. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 15 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ a) Desprezando a espessura da tábua e supondo que a extremidade direita da gangorra está a 20 cm do chão, determine a altura da extremidade esquerda. b) Supondo, agora, que a extremidade direita da tábua toca o chão, determine o ângulo α formado entre a tábua e a lateral mais próxima do prisma, como mostra a vista lateral da gangorra, exibida a seguir. QUESTÃO 48 No triângulo acutângulo ABC, ilustradona figura, o comprimento do lado mede , o ângulo interno de vértice C mede a, e o ângulo interno de vértice B mede . Sabe-se, também, que 2 cos (2α) + 3 cos α + 1 = 0. Nessas condições, calcule a) o valor de sen α; b) o comprimento do lado . QUESTÃO 49 A) Determine o perímetro do triângulo na forma decimal aproximada, até os décimos. Se quiser, use algum destes dados: 35 2 =1.225; 36 2 =1.296; 37 2 =1.369. B) Um aluno tinha de fazer um cartaz triangular, em cartolina. Decidiu construir o triângulo com as seguintes medidas dos lados: 6 cm, 8 cm e 16 cm. Ele conseguirá fazer o cartaz? Por quê? QUESTÃO 50 Assinale o que for correto. 01) Se e 0 < < , então . 02) Se a = 10 cm e b = 20 cm são as medidas de dois lados de um paralelogramo de área , então a medida do menor ângulo formado por esses dois lados é igual a 60 o . 04) Sendo e arcos do primeiro quadrante tais que e , então . 08) Um triângulo ABC em que os lados AB e AC medem, respectivamente, 8 cm e 6 cm e o ângulo mede 60 o tem o lado BC medindo . 16) Se A, B e C, nas condições da alternativa anterior, representam cidades em um mapa feito na escala 1 cm : 50.000 cm, então, em linha reta, as cidades B e C distam mais que 3 km uma da outra. QUESTÃO 51 Na figura a seguir determine a medida do segmento AB, em cm, sabendo que sen a = 0,6. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 16 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ QUESTÃO 52 Um topógrafo deseja calcular a distância entre pontos situados à margem de um riacho, como mostra a figura a seguir. O topógrafo determinou as distâncias mostradas na figura, bem como os ângulos especificados na tabela, obtidos com a ajuda de um teodolito. Visada ângulo a) Calcule a distância entre A e B. b) Calcule a distância entre B e D. QUESTÃO 53 A figura ilustra as medidas que um topógrafo tomou para calcular a distância do ponto A a um barco ancorado no mar. sen62º = 0,88; cos62º = 0,47 sen70º = 0,94; cos70º = 0,34 A Use os dados obtidos pelo topógrafo e calcule a distância do ponto A ao barco. É conveniente traçar a altura do triângulo ABC. B Use esses mesmos dados para calcular o valor de cos48º. Se quiser, utilize os produtos: 88 × 94 = 8.272 e 47 × 34 = 1.598. QUESTÃO 54 Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. Um antigo mapa escondido embaixo de uma rocha continha as seguintes instruções para se encontrar uma panela de moedas de ouro enterrada pelos tropeiros naquela região: a partir da rocha ande 4 km, em linha reta, no sentido leste-oeste. Depois disso, gire 60º para norte e caminhe, em linha reta, 3 km. A menor distância entre o local onde está enterrada a panela de moedas de ouro e a rocha onde estava escondido o mapa é de aproximadamente 6 km. 02. A equação sen2x + cosx = 0 admite 4 soluções no intervalo [0, 3 ]. 04. O valor numérico de y na expressão é . 08. Se secx = e então tgx + cotgx é igual a . 16. A figura a seguir mostra parte do gráfico de uma função periódica f, de em , de período 2. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 17 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ QUESTÃO 55 Considerando C1 a circunferência de centro em um ponto O e raio r cm; considerando o retângulo ABCD, inscrito em C1, de modo que o ângulo meça 150°; considerando o losango MNPQ cujos vértices são pontos médios dos lados do retângulo ABCD e considerando a circunferência C2 inscrita no losango MNPQ, assinale o que for correto. 01) A medida do maior lado do retângulo ABCD é maior do que 2r cm. 02) A região limitada pelo retângulo ABCD preenche menos do que 25% da região limitada pela circunferência C1. 04) A medida do perímetro do losango MNPQ é a metade da medida do perímetro do retângulo ABCD. 08) O comprimento da circunferência C2 mede cm. 16) A área da coroa circular limitada pelas circunferências C1 e C2 mede cm 2 . QUESTÃO 56 Para calcular a distância de um ponto B a um ponto A do outro lado de um rio, um engenheiro mediu a distância de B a um ponto acessível C e, com um teodolito, mediu os ângulos e , conforme figura a seguir. Determine o que se pede: a) Calcule o valor do seno do ângulo = 75°. b) Calcule o valor da secante do ângulo = 75°. c) Sabendo que = 30 m, = 45° e = 75°, determine o valor da distância entre o ponto B e o ponto A . QUESTÃO 57 Uma bola branca está posicionada no ponto Q de uma mesa de bilhar retangular, e uma bola vermelha, no ponto P, conforme a figura ao lado. A reta determinada por P e Q intersecta o lado L da mesa no ponto R. Além disso, Q é o ponto médio do segmento , e o ângulo agudo formado por e L mede 60°. A bola branca atinge a vermelha, após ser refletida pelo lado L. Sua trajetória, ao partir de Q, forma um ângulo agudo com o segmento e o mesmo ângulo agudo com o lado L antes e depois da reflexão. Determine a tangente de e o seno de . COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 18 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ QUESTÃO 58 Uma roda gigante de formato circular com 10 metros de raio é composta de oito gôndolas, cujos centros são os vértices de um octógono regular. A roda gira no sentido anti-horário, iniciando seu giro com a gôndola 1 posicionada na plataforma de embarque (conforme indica a figura a seguir), que se encontra no mesmo nível do centro da roda gigante, cuja altura em relação ao solo é de 12 m. Responda aos itens a seguir, desconsiderando as dimensões das gôndolas e sem usar aproximações para efeito dos cálculos. a) Se a roda gigante girar 30° no sentido anti- horário, qual será a altura da gôndola 1 em relação ao nível do solo? b) Determine a distância entre duas gôndolas consecutivas. c) Determine o comprimento do arco entre duas gôndolas consecutivas. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 19 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ QUESTÃO 1 A RESOLUÇÃO: Sejam AH a altura sobre . Então, . QUESTÃO 2 D RESOLUÇÃO: O ângulo mede 180° - 105° - 30° = 45°. Pela lei dos senos, temos: Assim, a distância entre as árvores situadas em A e B é de aproximadamente 212 metros. QUESTÃO 3 A RESOLUÇÃO: Seja ABC o triângulo, com B = 105° e C = 30°. Como a soma dos ângulos de um triângulo é sempre igual a 180°, segue que A = 45°. Também, AC = +1. A partir disso, temos duas alternativas de solução: I. Pela lei dos senos, temos . As fórmulas trigonométricas de adição de arcos nos dão sen 105° = sen (60° + 45°) = sen 60°cos 45° + sen 45°cos 60° = , daí BC = AC. . Por fim, a fórmula do seno para a área de triângulos nos dá II. Se H é o pé da altura baixada de B a reta suporte do lado AC, então B > 90° garante que H está sobre o lado AC. O triangulo ABH é então retângulo e isósceles; sendo AH = BH = x, temos CH = +1 – x , e assim COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 20 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ o que nos dá x = 1. Logo, . QUESTÃO 4 B RESOLUÇÃO: Sejam (x – 1), x e (x + 1) as medidas dos lados do triângulo, tem-se a figura a seguir: Aplicando a lei dos cossenos, tem-se: Agora, aplicando a lei dos senos:Utilizando as duas equações obtidas, tem-se: Portanto, os lados do triângulo medem 4, 5 e 6 metros, sendo a medida do menor lado igual a 4 m. QUESTÃO 5 C RESOLUÇÃO: Considere a figura, construída de acordo com o enunciado do problema, onde x é a distância de A a B. Pela lei dos cossenos, temos: . Portanto, a distância do ponto A ao ponto C é cm. QUESTÃO 6 B RESOLUÇÃO: Utilizando as informações do enunciado, temos: Aplicamos a lei dos cossenos no triângulo MBN, obtemos: Assim, Aplicando novamente a lei dos cossenos, porém no triângulo MAD, concluímos que: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 21 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ QUESTÃO 7 B RESOLUÇÃO: Sejam a e b os lados desconhecidos do triângulo, conforme mostra a figura: Sabendo que a + b + 8 = 20 e portanto b = 12 – a, e utilizando a lei dos cossenos: QUESTÃO 8 C RESOLUÇÃO: Seja AE = x. Então, DE = BE = 80 – x. Veja: No triângulo ABE, temos: Logo, AE = 30 cm e BE = 50 cm. Assim, cos α = . Além disso, o ângulo mede (90 – α), o ângulo mede α, o ângulo mede (90 – α), e o ângulo BFG mede α. Portanto, os triângulos ABE e GBF são congruentes, e BF = BE. No triângulo BEF, pela lei dos cossenos: A alternativa C é incorreta. QUESTÃO 9 B RESOLUÇÃO: Temos AB 2 = 1.600 + 3.600 – 2 · 40 · 60 · = 2.800 e AB = = ≈ 20 · 2,6 = 52 km. Daí, se a pessoa viaja de C até B sem passar por A, ela economiza (60 + 52) – 40 = 72 km no trajeto. QUESTÃO 10 E COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 22 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ RESOLUÇÃO: Se a equação em x: x 2 – 2bcos α · x + b2 – a2 0 admite c como raiz dupla, então tem-se a seguinte identidade de polinômios: x 2 – 2b cos α · x + (b2 – a2) (x – c) 2 ⇒ x2 – 2b cos α · x + (b 2 – a2) x2 – 2cx + c2 ⇒ Pode-se concluir então que o triângulo de lados a, b e c é sempre retângulo e b é a hipotenusa. QUESTÃO 11 C RESOLUÇÃO: Pela lei dos senos temos: onde R é o raio da circunferência circunscrita ao triângulo. Assim, o triângulo FGH formado com as medidas dos lados iguais aos senos dos ângulos teria os lados proporcionais aos lados do triângulo dado, sendo, portanto, semelhante a ele. Aplicando a lei dos senos ao triângulo FGH a razão 1 entre os lados e os senos, portanto, seria 2r = 1. Assim, o triângulo FGH estaria inscrito numa circunferência de diâmetro 1. QUESTÃO 12 E RESOLUÇÃO: Considerando ΔS a distância entre Sendai e o epicentro do tsunami, e aplicando a lei dos cossenos, temos: (ΔS) 2 = (320) 2 + (360) 2 – (2 · 320 · 360 · 0,934) ΔS = 130 km De acordo com o enunciado, o tempo necessário para que a onda atingisse Sendai foi de 13 minutos. Assim, a velocidade média, em km/h, com que a 1ª onda do tsunami atingiu até a cidade de Sendai foi de: Vm = Vm = Vm = 600 km/h QUESTÃO 13 E RESOLUÇÃO: Cada ângulo central da circunferência circunscrita mede 30° (360 ÷ 12 = 30). COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 23 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Pela lei dos cossenos, temos: QUESTÃO 14 D RESOLUÇÃO: Usando a lei dos cossenos no triângulo ABC, temos: QUESTÃO 15 D RESOLUÇÃO: Representando os lados desse triângulo por x – r, x e x + r (com x > r > 0), temos que: x – r + x + x + r = 15 3x = 15 x = 5 Dessa forma, podemos construir o seguinte triângulo: Pela lei dos cossenos, temos: (5 + r) 2 = (5 – r) 2 + 5 2 – 2 · (5 – r) · 5 · cos 120º 25 + 10r + r 2 = 25 – 10r + r 2 + 25 + 25 – 5r 25r = 50 r = 2 Portanto, os lados do triângulo medem 3, 5 e 7. Logo o produto dos comprimentos de seus lados é 3 · 5 · 7 = 105. QUESTÃO 16 A RESOLUÇÃO: Observando o quadrilátero ABNP, temos que o ângulo B mede 160º (a soma dos quatro ângulos internos deve ser 360°). Assim, o ângulo interno B do triângulo ABC deve medir 360 – 160 – 50 = 150º. Como cos150º = –cos30º, aplicando lei dos cossenos, temos: QUESTÃO 17 D RESOLUÇÃO: Se e então , pois 105° + 45° + 30° = 180° COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 24 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Aplicando a lei dos senos: QUESTÃO 18 A RESOLUÇÃO: A partir das informações dadas, constrói-se a seguinte figura: Pela lei dos senos, Como o triângulo ACD é retângulo, temos: . Portanto, o comprimento mínimo da ponte é de aproximadamente 524 metros. QUESTÃO 19 B RESOLUÇÃO: Como pode ser observado na figura abaixo, o ângulo = 180º – 60º= 120º e a soma dos ângulos internos é igual a 180º. BA = BH, logo, o triângulo é isósceles. Utilizando a lei dos senos para determinar o valor de , obtemos: . Como temos: = = km ⇒ = = 6 1,7 ⇒ = = 10,2 km. Portanto: + = 10,2 + 10,2 = 20,4 km. O tempo T que o motorista gastaria para percorrer + com a mesma velocidade é de: 13 minutos e 36 segundos. QUESTÃO 20 D RESOLUÇÃO: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 25 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Aplicando o teorema dos cossenos ao triângulo formado por Jupiter, Terra e Sol, temos: D 2 = + – 2 × RJ × RT × cos 120º Assim, cos 120º = – . Portanto, . QUESTÃO 21 A RESOLUÇÃO: Utilizando a lei dos senos, tem-se: QUESTÃO 22 C RESOLUÇÃO: Marcando alguns valores na figura, temos: Resta-nos descobrir os valores de AD e GI. Isolando o trapézio ABCD, podemos descobrir o valor de AD da seguinte maneira: cos60° = 0,5 = x = 2 · 0,5 = 1 AD = 6 – 2 · 1 = 6 – 2 = 4 km Para descobrir o valor de GI podemos aplicar a lei dos cossenos no triângulo GBI: (GI) 2 = 6 2 + 2 2 – 2 · 6 · 2 · cos120° (GI) 2 = 36 + 4 – 24 (–cos 60°) (GI) 2 = 40 – 24 · (–0,5) = 40 + 24 · 0,5 = 40 + 12 = 52 Daí, conclui-se que: . E que o trajeto todo mede: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 26 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ QUESTÃO 23 D RESOLUÇÃO: No triângulo ABC, o ângulo mede 180° – 105° – 30° = 45°. Assim, pela lei dos senos, temos: metros. Logo, a distância entre os pontos A e B é de metros. QUESTÃO 24 E RESOLUÇÃO: Temos AB = = = 10.11,27 = 112,7 km. QUESTÃO 25 C RESOLUÇÃO: Considere a figura: Pela lei dos cossenos: k 2 = (2k) 2 + (2k) 2 – 2 · 2k · 2k · cos β ⇒k2 = 8k2 – 8k 2 · cos β ⇒ 8k2 · cos β = 7k2 ⇒ cos β = . Portanto, os cossenos dos ângulos internos do triângulo medem . QUESTÃO 26 B RESOLUÇÃO: A partir dos dados do enunciado, construímos a seguinte figura, em que O é o porto (ponto de partida), N1 e N2 são os navios na posição em que se encontram após uma hora de viagem, e x é a distância entre os dois navios. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 27 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ O ângulo N1ÔN2 mede 45° + 15° = 60°. Pela lei dos cossenos: km. QUESTÃO 27 D RESOLUÇÃO: Pela lei dos cossenos, temos: x 2 =10 2 + 20 2 – 2 · 10 · 20 · cos(60°) x 2 = 100 + 400 – 400 · (0,5) x 2 = 500 – 200 = 300 x = km QUESTÃO 28 B RESOLUÇÃO: Pela lei dos cossenos, temos: QUESTÃO 29 C RESOLUÇÃO: Pela lei dos cossenos: Portanto, Mas, Então, Assim, QUESTÃO 30 D RESOLUÇÃO: Se o triângulo ABC é equilátero, seus ângulos medem 60° cada. Pela lei dos cossenos no triângulo ABD, temos: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 28 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ QUESTÃO 31 B RESOLUÇÃO: Aplicando lei dos cossenos no triângulo: AC 2 = 5 2 + 8 2 – 2 × 5 × 8 × cos 60° AC 2 = 25 + 64 – 80 × 0,5 AC 2 = 89 – 40 = 49 AC = 7 Logo, p = 7 + 5 + 8 = 20 e p 3 = 20 × 20 × 20 = 8.000 cm 3 = 8.000 ml = 8 L. QUESTÃO 32 B RESOLUÇÃO: Utilizando a lei dos cossenos no triângulo formado pelas duas palhetas e a base do retângulo, e sendo x a medida da palheta, tem-se: QUESTÃO 33 C RESOLUÇÃO: A diagonal menor é oposta ao ângulo agudo. Assim, dividindo-se esse losango pela diagonal menor temos um triângulo isósceles de lados medindo 4, ângulo do vértice de 30° e a base é o que se deseja conhecer. Pela lei dos cossenos, temos: x 2 = 4 2 + 4 2 – 2 · 4 · 4 · cos30° x 2 = 16 + 16 – 16 · cos30° x 2 = 16 · (1 + 1 – 2 · cos30°) Substituindo o valor de cos 30°, temos: QUESTÃO 34 B RESOLUÇÃO: Aplicando a lei dos senos no triângulo APQ, tem- se: QUESTÃO 35 A RESOLUÇÃO: A diagonal maior será oposta ao ângulo obtuso, de 120°. Usando a lei dos cossenos, temos: d 2 = 6 2 + 8 2 – 2 · 6 · 8 · cos(120°) d 2 = 36 + 64 – 2 · 48 · (–0,5) d 2 = 100 + 48 = 148 d = d = 2 QUESTÃO 36 GABARITO: a) Usar o teorema de Pitágoras nos triângulos retângulos ABE e ABC para obter os valores COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 29 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ AE = 5 cm e AC = .Assim o perímetro será . b) Usar a lei do cosseno no triângulo de vértices A, C e E para obter o cosseno de α: Usar a lei dos senos no triângulo de vértices A, C e E para obter o seno de α (observando que o ângulo ) assim Outras formas de chegar a solução do item b: 1. usar apenas a lei do cosseno e a relação fundamental 2. usar apenas a lei dos senos e a relação fundamental 3. calcular seno e cosseno de (usando o triângulo retângulo de vértices ABE) e as fórmulas de soma e/ou diferença de arcos para obter o seno e o cosseno de α. QUESTÃO 37 GABARITO: De acordo com a construção, é possível afirmar que: PB = r OB = OP = 2 · r AB = 4 · r A) Sejam α e β os ângulos destacados na figura: Então, no triângulo OBP: 2α + 2β = 180 → 2(α + β) = 180 → α + β = 90°. Ou seja, o ângulo APB é reto e, portanto, retângulo, possibilitando a aplicação do teorema de Pitágoras: AB 2 = PB 2 + AP 2 16r 2 = r 2 + AP 2 AP = B) Utilizando a lei dos cossenos no triângulo POB: r 2 = (2r) 2 + (2r) 2 – 2 · 2r · 2r · cos(2α) 7r 2 = 8r 2 · cos(2α) cos(2α) = QUESTÃO 38 GABARITO: Resposta: 20 Solução: Usando a lei dos senos no triângulo OPA temos AP/(1/2) = (3+ )/( /2) e AP = ( +1) km . Novamente, da lei dos senos no triângulo APB, segue que AB/( /2) = ( +1)/sen75 o . Temos sen 75 o = sen(30 o + 45 o ) = 1/2 · /2 + /2 · /2 = ( + 1) )/4 e substituindo na igualdade anterior, obtemos AB = /2 · 4/ = 2 km = 20 hm. QUESTÃO 39 GABARITO: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 30 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Seja O o pé da perpendicular baixada do ponto C. Assim, OC = h. No triângulo AOC: No triângulo BOC: No triângulo AOB, pelo teorema de Pitágoras: Assim, No triângulo ABC, pela lei dos cossenos: a) O ângulo CÂB mede 90°. b) A montanha mede metros. QUESTÃO 40 GABARITO: A) A distância AP mede 2 × sen(30º) = 1 cm = 10 −2 m. A força entre as cargas em A e P tem intensidade FAP = 9 x 10 9 x 4 x 1/(10 −2 ) 2 = 36 x 10 13 N, e a força entre as cargas em B e P tem intensidade FBP = 9 × 10 9 × 4 × 3/(2 × 10 −2 ) 2 = 27 × 10 13 N. No triângulo com lados FAP, FBP e a resultante FR, o ângulo oposto a FR mede 60º. A Lei dos Cossenos nos dá o módulo da força resultante, que, de acordo com a aproximação mencionada no enunciado, vale: FR = (4 2 + 3 2 – 2 × 4 × 3 × cos 60º) 1/2 × 9 × 10 13 ≈ 3,24 × 10 14 N. B) Pela lei dos senos, temos que FR/sen(60º) = FBP/sen(α), de modo que sen(α) = 2,7 × 10 14 × 0,87/(3,24 × 10 14 ) = 0,725. QUESTÃO 41 GABARITO: I - III - V I) Verdadeiro. No triângulo OBC, temos que o ângulo mede 105°. Como o triângulo OAB é retângulo, temos: Portanto, med = 105 + 30 = 135°. II) Falso. Pela lei dos senos, temos: m. III) Verdadeiro. Pela lei dos senos: m. IV) Falso, pois ABC é um triângulo. V) Verdadeiro. Pelo Teorema de Pitágoras, no triângulo OAB: m. QUESTÃO 42 GABARITO: A partir de e , conclui-se que . Usando a lei dos senos no triângulo ABD obtém-se . COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 31 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Assim, Por outro lado: sen 15º = sen(45º – 30º) = sen 45º · cos 30º – sen 30º · cos 45º = Logo, BD = Aplicando a lei dos cossenos no triângulo BDC tem- se: = + – 2 · · · cos 60º ⇒ = 25 + 100 – 2 · 10 · 5 · ⇒ = 25 + 100 – 50 – 50 ⇒ = 75 + 50 + 25 + 50 – 50 ⇒ ⇒ = 150 ⇒ = = 5 u.c. QUESTÃO 43 GABARITO: 02 + 04 + 08 = 14 RESOLUÇÃO: 01. Incorreta. Escalonando o sistema, obtemos: Portanto, o sistema é impossível. 02. Correta. Ao elevar o número 101 a qualquer expoente, obtemos um número que tem algarismo das unidades igual a 1 e que, subtraído de 1, resulta em final 00, que é múltiplo de 4. 04. Correta. Desenvolvendo o binômio , obtemos: Uma vez que o expoente de x é inteiro, temos: n – 12 = 2k n = 2k + 12 n = 2 · (k + 6) A variável n é, portanto, par. 08. Correta. Aplicando a lei dos senos: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 32 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Observe que a 2ª linha é proporcional à 3ª linha. Assim, temos que det(A) = 0. QUESTÃO 44 GABARITO: 11 RESOLUÇÃO: 01 + 02 + 08 = 11 Sabemos que |z1| = |z2| = 2, que arg(z1) = rad e que arg(z2) = rad. 01) Verdadeira. Sabe-se que . Como |z1| = |z2|, tem-se que . 02) Verdadeira. Portanto, 04) Falsa. A circunferência x 2 + y 2 = 2 tem centro (0, 0) e raio . Portanto, z1 e z2 não pertencem a ela, pois seus módulos valem 2. 08) Verdadeira. Portanto, z1 é uma das raízes da equação z 2 − 2z + 4 = 0. 16) Falsa. Considere o triângulo formado pela origem do sistema, z1 e z2. O maior ângulo é oposto ao lado (x) que representa a distância entre z1 e z2, como rad = 60º e rad = 210º, temos que este mede 210º – 60º = 150º. Como os módulos de z1 e z2 são iguais a 2, pela lei dos cossenos, temos: QUESTÃO45 GABARITO: A partir dos dados, temos: sen 60° = cos 30° = 0,8 sen 45° = cos 35° = 0,7 Observe a figura: A partir da lei dos senos, encontramos x: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 33 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ A área do triângulo é dada por: QUESTÃO 46 GABARITO: Sendo d a distância procurada e aplicando lei dos cossenos em relação ao ângulo de 75 º e seu lado oposto com 2 mil km, temos: 2 2 = 1 2 + d 2 – 2 × 1 × d × cos75° 4 = 1 + d 2 – 2d × 0,25 d 2 – 0,5d + 1 – 4 = 0 2d 2 – d – 6 = 0. Resolvendo a equação: A solução negativa não convém, logo, a distância entre A e B é de 2 mil km. Como o triângulo ABC é isósceles, seus ângulos da base medem 75°. Então, QUESTÃO 47 GABARITO: a) O centro da tábua está sempre a 60 cm do chão. Se o extremo direito dessa tábua está a 20 cm do chão, então a diferença de altura entre o extremo direito e o centro da tábua é igual a 40 cm, como mostra a figura a seguir. Considerando que uma metade da tábua tem 120 cm de comprimento e usando semelhança de triângulos, constatamos que a diferença de altura entre as extremidades da tábua, que denominamos x, pode ser obtida a partir da equação . Daí, x = 80 cm, de modo que a extremidade esquerda da tábua está a 80 + 20 = 100 cm do chão. Resposta: A extremidade esquerda da gangorra está a 1 m do chão. a') O centro da tábua está sempre a 60 cm do chão. Essa distância corresponde à base média do trapézio cujos vértices são as extremidades da tábua e suas projeções verticais sobre o solo, como mostra a figura a seguir. Se o extremo direito da tábua está a 20 cm do chão, então . Desse modo, x + 20 = 120, ou simplesmente x = 100 cm. Resposta: A extremidade esquerda da gangorra está a 1 m do chão. a'’) A figura seguinte mostra o triângulo obtido prolongando o segmento de reta que representa a tábua, até que esse encontre a linha horizontal que representa o chão. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 34 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Usando semelhança de triângulos, obtemos . Logo, 3z = 120 + z, ou seja, . Recorrendo, novamente, à propriedade da semelhança de triângulos, concluímos que . Assim, , de modo que x = 100 cm. Resposta: A extremidade esquerda da gangorra está a 1 m do chão. b) O triângulo formado pela metade direita da tábua, pela lateral da base e pelo chão tem ângulos internos , como mostra a figura a seguir, que representa o lado direito da gangorra. Da figura, concluímos que = 180º – 60º = 120º. Além disso, sen( ) = . Logo, = 30º, de modo que = 180º – 120º – 30º = 30º. Resposta: O ângulo mede 30º. b') O triângulo da base da gangorra é isósceles e tem altura 60 cm, como mostra a figura seguinte, na qual se vê a metade direita da gangorra. Para determinar a metade do comprimento da aresta da base da gangorra, usamos o teorema de Pitágonas, que diz que (2r) 2 = 60 2 + r 2 , ou seja, Além disso, o triângulo retângulo cuja hipotenusa mede 120 cm (metade do comprimento da tábua) tem catetos de comprimento 60 cm e (s + r). Usando novamente o teorema de Pitágoras, obtemos 120² = 60² + (r + s)², de modo que Assim, Usando, agora, a lei dos senos e observando que , temos Logo , , de modo que . Resposta: O ângulo a mede 30º. b'’) O triângulo da base da gangorra é isósceles e tem altura 60 cm, como mostra a figura a seguir, na qual se vê a metade direita da gangorra. A partir do triângulo retângulo cuja hipotenusa mede 120 cm e que tem um cateto com 60 cm de comprimento, concluímos que cos(30º + ) = = . Logo, 30º + = 60º, de modo que = 30º. COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 35 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Resposta: O ângulo mede 30º. QUESTÃO 48 GABARITO: a) 2(cos 2 α – sen 2α) + 3 cos α + 1 = 0 → 2(cos 2α – 1 + cos 2α) + 3 cos α + 1 = 0 → 2 cos 2α – 2 + 2 cos 2α + 3 cos α + 3 cos α + 1 = 4 cos 2α + 3 cos 2α – 1 = 0. Resolvendo a equação 4 cos 2α + 3 cos 2α - 1 = 0 obtemos: = 32 – 4(4)(–1) = 25. Então cos α = ou cos α = –1 (não convém). Se cos α = , temos que sen 2α = 1 – cos 2α → sen 2α = 1 – = sen α = . b) I) Se cos α = 2 cos 2 – 1 → cos 2 = → cos = . II) cos α = 1 – 2 sen 2 → = 1 – 2 sen 2 ⇔ sen2 = → sen = . III) O ângulo interno de vértice A mede . Aplicando a lei dos senos, temos: QUESTÃO 49 GABARITO: A) l 2 = 6 2 + 8 2 – 2 · (6) · (8) · cos 60° = 52 l = 2 O perímetro é igual a 21,2 cm. B) Não conseguirá construir o triângulo, pois em todo triângulo a medida de um lado é menor que a soma das medidas dos outros dois. Outra solução é usar a lei dos cossenos: 16 2 = 6 2 + 8 2 – 2 · (6) · (8) cos 156 = –96 cos → cos = Porém é menor que –1, portanto, não existe tal triângulo. QUESTÃO 50 28 RESOLUÇÃO: 04 + 08 + 16 = 28 01) Falsa. 02) Falsa. Se a área do paralelogramo é , então: . Assim, observando a figura, tem-se: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 36 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ 04) Verdadeira. Como visto no item 01, E , pois Então, 08) Verdadeira. Pela lei dos cossenos, 16) Verdadeira. equivale, em tamanho real, a QUESTÃO 51 GABARITO: Da relação fundamental da trigonometria temos: sen 2 a + cos 2 a = 1 ⇒ (0,6)2 + cos2 a = 1 ⇒ cos a = 0,8 Da lei dos cossenos, aplicada no triângulo BCP, obtemos: 100 2 = 100 2 + y 2 – 2 · 100 · y · cos a ⇒ y2 – 2 · 100 · 0,8 = 0 ⇒ ⇒ y2 – 160y = 0 ⇒ y = 160 ou y = 0 (não convém) No triângulo ABC, tem-se: sen a = ⇒ 0,6 = ⇒ x = 96 cm QUESTÃO 52 GABARITO: a) Como a soma dos ângulos internos de um triângulo é igual a 180º, o ângulo mede 180 – 30 – 30 = 120º. Aplicando a lei dos senos ao triângulo ABC, obtemos ou a’) O triângulo ABC é isósceles, de modo que AB = AC. Tomando E como o ponto médio do segmento , observamos que o triângulo ABE é retângulo. Desse modo, , ou Logo, AB = = m COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 37 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ a’’) Como a soma dos ângulos internos de um triângulo é igual a 180º, o ângulo mede 180 – 30 – 30 = 120º. Além disso, o triângulo ABC é isósceles, de modo que AB = AC. Aplicando, então, a lei dois cossenos ao triângulo ABC, obtemos BC 2 = AB 2 + AC 2 – 2 · AB · AC · cos(CÂB), 15 2 = 2AB 2 – 2 · AB 2 cos(120º), 15 2 = 2AB 2 – 2 AB 2 . Logo, 3 AB 2 = 15 2 , donde AB = = m b) Aplicando, agora, a lei dos cossenos ao triangulo BCD, obtemos BD 2 = BC 2 + CD 2 – 2 · BC · CD cos( ) = 15 2 + 10 2 – 2 · 15 · 10 = 175 Logo, BD = = m. QUESTÃO 53 GABARITO: A O ângulo C mede 180° - 48° - 62° = 70°. Pela lei dos senos: A distância do ponto A ao barco é de aproximadamente 46,8 metros. B QUESTÃO 54 05 RESOLUÇÃO: 01 + 04 = 05 01. Correta. Aplicando lei dos cossenos na triângulo da figura, temos:x 2 = 3 2 + 4 2 – x 2 = 9 + 16 – 24 (–0,5) x 2 = 25 + 12 = 37. Como o quadrado mais próximo de 37 é 36, x vale aproximadamente 6 (6 2 = 36). 02. Incorreta. Organizando a equação, temos: sen2x + cosx = 2senxcosx + cosx = cosx(2senx + 1) = 0 Logo, ou COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 38 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ , o que totaliza 5 soluções no intervalo. 04. Correta. 08. Incorreta. sec 2 x = 5 = tg 2 x + 1 tg 2 x = 5 – 1 = 4. Como x pertence ao 3º quadrante, sua tangente é positiva. Então, tgx = 2 e cotgx = = 0,5. tgx + cotgx = 2,5 ou . 16. Incorreta. A função irá repetir o valor de f(0) apenas em f(4), logo seu período é 4. QUESTÃO 55 24 RESOLUÇÃO: 08 + 16 = 24 01) Incorreta. No triângulo AOB, pela lei dos cossenos: < 2r. 02) Incorreta. Como o ângulo AÔB mede 150°, então BÔC mede 180° – 150° = 30°. Assim, no triângulo BOC, pela lei dos cossenos: Logo, a área do retângulo ABCD é A área do círculo C1 é A área do retângulo preenche da área do círculo. 04) Incorreta. No retângulo AMOQ podemos observar que as diagonais AO e MQ são iguais ao raio do círculo C1 . Assim, os perímetoros são: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 39 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ 08) Correta. No triângulo MOQ, temos, pelas relações métricas no triângulo retângulo: Logo, o comprimento da circunferência C1 é cm. 16) Correta. QUESTÃO 56 GABARITO: (Resolução oficial) a) Temos que: sen = sen (75°) = sen (45° + 30°) = sen 45° · cos 30° + sen 30° · cos 45° = = b) Temos que: cos (75°) = cos (30° + 45°) = cos 30° · cos 45° – sen 30° · sen 45° = = Logo, sec(75º) = = c) Pela Lei dos Senos, temos que: Assim, D(B,A) = m. QUESTÃO 57 GABARITO: Consideremos primeiro como x a medida da distância QR. Como Q é ponto médio de PR, temos que a medida de PR é 2x. A fim de utilizar o cos 60° = 0,5 traçamos as projeções ortogonais de P e Q sobre a reta RL, encontrando os pontos S e U. Chamemos de T o ponto onde a bola branca encontra a lateral da mesa, e de “a” a distância ente S e T. Observe a figura com alguns resultados: No triângulo PRU, a hipotenusa é 2x. Utilizando cos 60° = 0,5 temos que RU = 0,5 · 2x = x. No triângulo QRS, a hipotenusa é x. Utilizando cos 60° = 0,5 temos que RS = 0,5x ou . Como os triângulos PRU e QRS são semelhantes pelo caso AAA em uma razão 2, temos que PU é o dobro de QS. Como os triângulos QST e PUT são semelhantes pelo caso AAA e sabendo que PU é o dobro de QS, temos que TU é o dobro de TS, e mede 2a. De acordo com todas as afirmações anteriores, podemos concluir que: RS = SU = 3a = x – = Logo, a = e 2a = . Aplicando agora o sen 60° nos triângulos QRS e PRU, temos que QS e PU medem, respectivamente, e . Por fim, calculando tg α: COMISSÃO DE VESTIBULANDOS 40 | http://comissaovestibulandos.blogspot.com.br/ Para calcular o seno de θ, podemos utilizar a lei dos senos e, para tal, precisamos descobrir a medida y do lado QT, oposto ao ângulo de 60° no triângulo QRT. Utilizando Pitágoras no triângulo QST, temos: Aplicando a lei dos senos, temos: QUESTÃO 58 GABARITO: a) Considere a figura a seguir em que G1 denota a gôndola 1 e C o centro da roda gigante. Do triângulo CNM, retângulo em N, temos sen 30° = ⇒ ⇒ h = 5 m. Como a plataforma de embarque está no mesmo nível do centro da roda gigante e esse se encontra a 12 metros de altura do solo, segue que a altura H da gôndola 1 em relação ao solo é H = h + 12 = 5 + 12 ⇒ H = 17 m. b) Sabemos que os centros das gôndolas são vértices de um octógono regular, logo cada ângulo entre duas gôndolas consecutivas é igual a = 45°. Sejam Gi e Gj duas gôndolas consecutivas. Logo C, Gi e Gj formam um triângulo isósceles de lado 10 m. Pela lei dos cossenos temos d 2 = 10 2 + 10 2 – 2 × 10 × 10 × cos 45° ⇒ d2 = 200 – 200 × ⇒ d2 = 100(2 – ) ⇒ d = 10 Portanto, a distância entre duas gôndolas consecutivas é 10 metros. c) Temos que o comprimento da roda gigante tem medida igual à 2 r = 2 (10) = 20 . Devido à disposição das gôndolas, conforme o enunciado da questão, tem-se oito arcos congruentes, logo o comprimento do arco entre duas gôndolas consecutivas é: metros. Exercícios de Geometria Plana. Lei dos senos e lei dos cossenos. Questão 1 Questão 2 Questão 3 Questão 4 Questão 5 Questão 6 Questão 7 Questão 8 Questão 9 Questão 10 Questão 11 Questão 12 Questão 13 Questão 14 Questão 15 Questão 16 Questão 17 Questão 18 Questão 19 Questão 20 Questão 21 Questão 22 Questão 23 Questão 24 Questão 25 Questão 26 Questão 27 Questão 28 Questão 29 Questão 30 Questão 31 Questão 32 Questão 33 Questão 34 Questão 35 Questão 36 Questão 37 Questão 38 Questão 39 Questão 40 Questão 41 Questão 42 Questão 43 Questão 44 Questão 45 Questão 46 Questão 47 Questão 48 Questão 49 Questão 50 Questão 51 Questão 52 Questão 53 Questão 54 Questão 55 Questão 56 Questão 57 Questão 58 Questão 1 A Resolução: Questão 2 D Resolução: Questão 3 A Resolução: Questão 4 B Resolução: Questão 5 C Resolução: Questão 6 B Resolução: Questão 7 B Resolução: Questão 8 C Resolução: Questão 9 B Resolução: Questão 10 E Resolução: Questão 11 C Resolução: Questão 12 E Resolução: Questão 13 E Resolução: Questão 14 D Resolução: Questão 15 D Resolução: Questão 16 A Resolução: Questão 17 D Resolução: Questão 18 A Resolução: Questão 19 B Resolução: Questão 20 D Resolução: Questão 21 A Resolução: Questão 22 C Resolução: Questão 23 D Resolução: Questão 24 E Resolução: Questão 25 C Resolução: Questão 26 B Resolução: Questão 27 D Resolução: Questão 28 B Resolução: Questão 29 C Resolução: Questão 30 D Resolução: Questão 31 B Resolução: Questão 32 B Resolução: Questão 33 C Resolução: Questão 34 B Resolução: Questão 35 A Resolução: Questão 36 Gabarito: Questão 37 Gabarito: Questão 38 Gabarito: Questão 39 Gabarito: Questão 40 Gabarito: Questão 41 Gabarito: Questão 42 Gabarito: Questão 43 Gabarito: Resolução: Questão 44 Gabarito: Resolução: Questão 45 Gabarito: Questão 46 Gabarito: Questão 47 Gabarito: Questão 48 Gabarito: Questão 49 Gabarito: Questão 50 28 Resolução: Questão 51 Gabarito: Questão 52 Gabarito: Questão 53 Gabarito: Questão 54 05 Resolução: Questão 55 24 Resolução: Questão 56 Gabarito: Questão 57 Gabarito: Questão 58 Gabarito: