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t f(t) = 36 + t2 g(t) = 10.2t 0 36 10 1 37 20 2 40 40 3 45 80 Interseção das funções f(t) e g(t) 0 20 40 60 80 100 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 t f (t) g(t) LISTA DE EXPONENCIAIS E LOGARITMOS – FUNÇÕES E APLICAÇÕES GABARITO 1) Duas populações designadas por F e G, têm os respectivos crescimentos expressos pelas funções f(t) = 36 + t2 e g(t) = 10(2t), sendo t número não negativo que expressa o tempo em meses. a) A população G duplica a cada mês? Justifique. Solução. A variável “t” refere-se a um tempo qualquer contado em meses. O mês seguinte é representado por “t + 1”. Logo, g(t + 1) = 10.2t+1 = 10.2t.2 = 2(10.2t) = 2.g(t). Dobrou. b) Verifique se g(51) – g(50) = g(50) Solução. Calculando os valores na função, temos: g(51) – g(50) =10.251 – 10.250 = 10.250.2 – 10.250 = 10.250(2 – 1) = 10.250.(1) = 10.250 = g(50). c) Esboce os gráficos com intervalo t ∈ [0 3] e verifique em que ponto f(t) = g(t). Solução. Observe a tabela e o gráfico. As funções assumem o mesmo valor em t = 2. 2) Curva de aprendizagem é um conceito criado por psicólogos que constataram a relação existente entre a eficiência de um indivíduo e a quantidade de treinamento ou experiência possuída por esse indivíduo. Um exemplo de Curva de Aprendizagem é dado pela expressão Q = 700 – 400e- 0,5t, em que: Q = quantidade de peças produzidas mensalmente por um funcionário; t = meses de experiência; e = 2,7183 a) De acordo com essa expressão, quantas peças um funcionário com 2 meses de experiência deverá produzir mensalmente? Solução. Substituindo na expressão o valor de t = 2, temos: Q(2) = 700 – 400e- 0,5(2). Q(2) = 700 – 400e-1 ≈≈≈≈ 700 – 400(0,368) ≈≈≈≈ 552 peças. b) E um funcionário sem qualquer experiência, quantas peças deverá produzir mensalmente? Compare com o resultado do item (a). Há coerência entre eles? Solução. Substituindo na expressão o valor de t = 0, temos: Q(0) = 700 – 400e- 0,5(0). Q(2) = 700 – 400 = 300 peças. Há coerência. Menos experiência, menos peças produzidas. 3) Determine o domínio de cada uma das seguintes funções. Solução. Lembrando que, dado um número real a (com 0 < a ≠ 1) temos que: xxf IRIRf alog)( : * = →+ a) f(x) = log3(4 – x) b) f(x) = log (5x – 4) x f(t) = log3x 1/9 -2 1/3 -1 1 0 2 0,63092975 3 1 9 2 f(x) = log3x -2 -1 0 1 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x t f(t) = log2(x-1) 1,5 -1 2 0 3 1 4 1,584962501 5 2 6 2,321928095 }4/{ 44 04 <∈= <⇒−>− >− xIRxD xx x f } 5 4/{ 5 445 045 >∈= >⇒> >− xIRxD xx x f c) f(x) = log(2 – x) (x + 1) d) f(x) = log(2x – 3) (- x2 + 2x + 3) }1;21/{ 101) 121 2202120) ≠<<−∈= −>⇒>+ ≠⇒−≠− <⇒−>−⇒>−⇒≠−< xxIRxD xxii xx e xxxxi f }2;3 2 3/{ 310)1)(3( 032032) 242132 2 30321320) 22 ≠<<∈= <<−⇒<+−⇒ <−−⇒>++− ≠⇒≠⇒+≠ >⇒>−⇒≠−< xxIRxD xxx xxxxii xxx e xxxi f 4) Construa o gráfico das funções. Solução. Atribuindo alguns valores para x > 0 em (a) e x > 1 em (b), temos: a) f(x) = log3 x b) f(x) = log2 (x – 1) OBSERVAÇÕES: 1) O 1º gráfico NÃO intercepta o eixo Y. Isto é, não há valores de “x” tal que f(x) = 0. 2) O 2º gráfico NÃO intercepta o eixo Y. Mais que isso! A condição (x – 1) > 0 indica que a curva margeia a reta vertical x = 1, sem tocá-la. 5) Resolva as equações. Solução. Depois de encontradas as soluções devem obedecer às condições de existência dos logaritmos. (logaN existe se: 0 < a ≠ 1 e N > 0). a) log2 (2x – 5) = log23 b) log3 (3 – x) = log3 (3x + 7) c) log5 (2x – 3) = 2 f(x) = log2(x-1) -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 0 1 2 3 4 5 6 7 x }4{ 482 352 352 = =⇒= += =− S xx x x }1{ )(047)1(3) 303) 144 374 733 −= >=+− <⇒>− −=⇒=− −=− +=− S satisfazii xxi xx x xx }14{ )(0253)14(2) 2 332032) 14 2822532 532 2 = >=− >⇒>⇒>− = =⇒=− =− S satisfazii xxxi x xx x d) log2 (x2 + x – 4) = 3 e) (log3 x)2 – 2.log3 x = 3 }3,4{ )(084)4()4)( 024)3()3)( 4;30)4)(3( 012 84 24 2 2 2 2 32 −= >=−−+− >=−−+− −==⇒=+− =−+ =−+ =−+ S satisfazii i xxxx xx xx xx }27, 3 1{ 0 3 11log1) 0273log3) 1;30)1)(3( 32 log 3 3 2 3 = >=⇒−=⇒−= >=⇒=⇒= −==⇒=+− =− = S xxyb xxya yyyy yy yx f) 2.log x = log (2x – 3) + log (x + 2) g) log4 x + logx 4 = 2 }2{ ;02) ;03) 2;30)2)(3( 06 6342 )2)(32( )2)(32log(log 2 22 2 2 = > <− =−=⇒=−+ =−+ −−+= +−= +−= S satisfazii indefinidoi xxxx xx xxxx xxx xxx }4{ ;04) .41loglog 10)1(012 2121 2 log 4loglog log 44 22 2 4 4 4 4 = > =⇒=⇒= =⇒=−⇒=+− =+⇒=+ =+ = S satisfazi xxyx yyyy yy y y x x yx h) log3 (x + 2) – log1/3 (x – 6) = log3 (2x – 5) }7{ )(7) ;0)61(1) 0)1)(7(0765212452)6)(2( )52(log)6)(2(log)52(log)6(log)2(log )6(log3)6()3/1()6()6(log) 22 33333 33/1 = = <−−⇒−= =+−⇒=−−⇒−=−−⇒−=−+ −=−+⇒−=−++ −=−⇒=−⇒=−⇒=− − S satisfazxii indefinidoxi xxxxxxxxxx xxxxxx xyxxyxi yy 6) Coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas sentenças. Solução. Para resolver essas questões é necessário lembrar. a) Se a > 1, então a função logarítmica f(x) = logax é crescente: x1 < x2 então f(x1) < f(x2). b) Se 0 < a < 1, então a função logarítmica f(x) = logax é decrescente: x1 < x2 então os valores são f(x1) > f(x2). 6,1log3log > ( V ) 2log 10 1 é negativo ( V ) 03log 3 1 > ( F ) 1 6,13 > > Base 10 12 << > Base 10 13 << > Base 5 3log2,0log 3 1 3 1 > ( V ) 2log1,0log 2,02,0 > ( V ) 05log8 > ( V ) 10 5 32,0 << < Base 10 21,0 << < Base 1 15 > > Base II) EXERCÍCIOS DO LIVRO DE MATEMÁTICA: DANTE VOL2 7) O pH de uma solução é o logaritmo decimal do inverso da concentração de H3O+. Qual o pH de uma solução cuja concentração de H3O+ é 4,5.10-5 mol /l ? Solução. Substituindo os valores indicados, temos: 357,4653,0)1(55,4log10log55,4log10log 5,4 10log 10.5,4 1log 5 5 5 =−≈−=−=== −pH 8) Calcule a meia-vida de uma substância radioativa que se desintegra a uma taxa de 4% ao ano. (Meia-vida é o tempo que deve decorrer para que, em certo momento, metade dos átomos de uma substância radioativa se desintegre.) Solução. A expressão para a situação descrita pode ser representada por: Q(t) = Q0.e- rt. .3,17 04,0 6931,06931,004,0 2 1ln04,0 2 1 . 2 04,004,0 0 0 anosttteeQQtt ≈ − − ≈⇒−=−⇒=−⇒=⇒= −− 9) Uma pessoa coloca R$ 1000,00 num fundo de aplicação que rende, em média, 1,5% a.m. Em quantos meses essa pessoa terá no mínimo R$ 1300,00? (Use a calculadora) Solução. Utilizando a teoria de matemática financeira, temos: mesest tM C ttt 6,17 015,1log 3,1log 10 13log 10 13)015,1()015,01(10001300%)5,11(1000 1000 015,1 ≈= =⇒=⇒+=⇒+= = 10) A intensidade I de um terremoto, medida na escala Richter, é um número que possui variação entre I = 8 até I = 8,9 para maior terremoto conhecido. I é dado pela fórmula: 0 10log3 2 E EI = na qual E é a energia liberada no terremoto em quilowatt-hora e E0 = 7.10-3 kwh. a) Qual a energia liberada num terremoto de intensidade 8 na escala Richter? Solução. Substituindo os valores, temos: .10.710.7.1010 10.710.7 log12 10.7 log 2 24 10.7 log 3 28 931212 3310310 310 kwhEEEE E ==⇒=⇒=⇒= = − −−− − b) Aumentando de uma unidade a intensidade do terremoto, por quanto fica multiplicada a energia liberada? Solução. Substituindo os valores com I = 9, temos: 1010.'10101010 10.7 10.7' .10.710.7.10'10 10.7 ' 10.7 'log 2 27 10.7 'log 2 27 10.7 'log 3 29 32 3 9 2 21 2 21 32 27 2 27 3310310 310 EE E E kwhEEEE E =⇒==== ==⇒=⇒=⇒= = − −−− − 11) São necessários 5 anos para que o cobalto-60 perca a metade de sua radioatividade. Qual é a porcentagem de sua atividade original que permanecerá no fim de 20 anos? Solução. A função será: 5 0 2 1)( t NtN = . Repare que N(5) = N0/2. Ao longo de 20 anos, temos: 0 0 0 4 0 5 20 0 %25,6)20( 0625,0)20( 162 1 2 1)20( NN NN NNNN = = = = = II) EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 12. (PUC - SP) Se log8 x = m e x > 0 então log4 x é igual a: Solução. . 2 3 3 2log 3 23222)2(2844log) 4log4log loglog 4 3232 8 88 8 4 mm x yyyi mx x yyy ==⇒ =⇒=⇒=⇒=⇒=⇒= == 13. (FUVEST - SP) Se x = log4 7 e y = log16 49, verifique que x - y = 0. Solução. 0 1 7log7log 4log2 7log27log 4log 7log7log 16log 49log7log 44 4 4 42 4 2 4 4 4 4 4 =−=−=−=−=− yx 14. (UEPG - PR) Sendo log5 = a e log 7 = b, expresse log50175 em função de a e b. Solução. 1 2 10log5log 7log5log2 10.5log 7.5log 50log 175log175log 2 50 + + = + + === a ba 15. (PUC - SP) Aumentando um número x de 16 unidades, seu logaritmo na base 3 aumenta de 2 unidades. Então x é: Solução. 2)2(log)162(log 229log 2 18log2log18log 18log)162(log) 2log) . .2168916916316216log 2log)16(log 2log)16(log 2)16(log16) log) 33 3333 33 3 2 3 33 33 3 3 +=+ +=⇒===−=− ==+ = =⇒=⇒=+⇒= + ⇒= + ⇒= + =−+ +=+ +=+⇒+ =⇒ yzyz zii yi OVERFIFCAÇÃ xxxx x x x x x x xx xx axxii axxi
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