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GEOMETRIA ESPACIAL UERJ PROF.MAICON MENEGUCI / CANAL : PRATICANDO MATEMÁTICA Questão 01 - (UERJ) A figura a seguir representa a trajetória curva do ponto P sobre a superfície lateral de um cone circular reto cujo raio da base mede 10 cm e a geratriz, 60 cm. O ponto P inicia sua trajetória no ponto A, que pertence à circunferência da base, e dá uma volta completa em torno do cone, até retornar ao ponto A. Com a planificação da superfície lateral do cone, é possível calcular o menor comprimento da trajetória percorrida por P, que corresponde, em centímetros, a: a) 50 b) 60 c) 18 d) 20 Gab: B Questão 02 - (UERJ) Observe na imagem uma pirâmide de base quadrada, seccionada por dois planos paralelos à base, um contendo o ponto A e o outro o ponto B. Esses planos dividem cada aresta lateral em três partes iguais. Considere as seguintes medidas da pirâmide: • altura = 9 cm; • aresta da base = 6 cm; • volume total = 108 cm3. O volume da região compreendida entre os planos paralelos, em cm3, é: a) 26 b) 24 c) 28 d) 30 Gab: C Questão 03 - (UERJ) Barris de carvalho costumam ser usados para dar sabor a muitos tipos de vinho. Considere https://www.youtube.com/channel/UCw1x5GDOQsQ9yVrpTrKYxHg https://www.youtube.com/channel/UCw1x5GDOQsQ9yVrpTrKYxHg um desses barris, representado na ilustração abaixo. • diâmetro maior • diâmetro menor • distância • altura = h Um dos métodos usados para calcular o volume aproximado V desses barris, em litros, consiste em medir com uma vareta a distância interna x, em metros, do furo A, na metade da altura do barril, ao ponto C da base, situado no lado oposto. Em seguida, aplica-se fórmula V = 605 x3 litros. Admita um barril com as seguintes medidas: y = 0,7 m; z = 0,5 m; h = 1,6 m. Calcule o volume aproximado, em litros, de vinho que pode ser armazenado nesse barril. Gab: O trapézio isósceles ABCD possui como bases os diâmetros AB = 0,7 e CD = 0,5. O segmento AP corresponde à altura desse trapézio, que mede m. . Assim, . No triângulo retângulo ACP, tem-se: x2 = (0,6)2 + (0,8)2 x = 1 m. De acordo com o método apresentado, o volume do tonel V = 605 13 V = 605 L. Questão 04 - (UERJ) A imagem a seguir ilustra um prisma triangular regular. Sua aresta da base mede b e sua aresta lateral mede h. Esse prisma é seccionado por um plano BCP, de modo que o volume da pirâmide ABCP seja exatamente do volume total do prisma. Logo, a medida de é igual a: a) b) c) d) yAB= zCD = x AC= 8,0 2 h = 1,0 2 CDAB DP = − = 6,01,05,0DPCDCP =+=+= 9 1 AP 9 h 3 h 3 h2 6 h5 Gab: B Questão 05 - (UERJ) A figura a seguir representa um objeto com a forma de um octaedro. Admita que suas arestas, feitas de arames fixados nos vértices, possuem os comprimentos indicados na tabela. Calcule o menor comprimento do arame, em centímetros, necessário para construir esse objeto. Gab: O menor comprimento necessário é a soma das medidas das arestas: AB + AD + AE + AF + … + DF Soma = 10.(3) + 11.(4) + 12.(5) = 134 cm Questão 06 - (UERJ) Um depósito de óleo tem a forma de um cone circular reto cujo eixo vertical forma com suas geratrizes o ângulo de 45º. Foram retirados desse depósito 19 m3 de óleo. Com isso, a altura do nível de óleo foi reduzida em 1 m e passou a ter X metros de altura. Considerando , calcule a altura X do nível de óleo. Gab: Como o eixo AC faz com a geratriz BC um ângulo de 45º, o triângulo ABC é isósceles. Então, , do mesmo modo . O volume do cone maior menos o volume do menor é igual a 19m3. Desse modo: (x + 1)3 – x3 = 19 x3 + 3x2 + 3x + 1 – x3 = 19 3x2 + 3x – 18 = 0 (÷3) x2 + x – 6 = 0 (x + 3) (x – 2) = 0 Logo, as raízes são –3 e 2. Sendo assim, x = 2 m. Questão 07 - (UERJ) O esquema a seguir representa um prisma hexagonal regular de base ABCDEF, com 3= 1xABAC +== xDECD == 19xx 3 1 )1x()1x( 3 1 22 =−++ 3= todas as arestas congruentes, e uma pirâmide triangular regular de base ACE e vértice G. Sabe-se que os dois sólidos têm o mesmo volume e que a altura h da pirâmide mede 12 cm. A medida da aresta do prisma, em centímetros, é igual a: a) 1,5 b) c) 2 d) Gab: C Questão 08 - (UERJ) Um cilindro circular reto possui diâmetro AB de 4 cm e altura AA’ de 10 cm. O plano , perpendicular à seção meridiana ABB’A’, que passa pelos pontos B e A’ das bases, divide o cilindro em duas partes, conforme ilustra a imagem. O volume da parte do cilindro compreendida entre o plano α e a base inferior, em cm3, é igual a: a) 8 b) 12 c) 16 d) 20 Gab: D Questão 09 - (UERJ) Dois cubos cujas arestas medem 2 cm são colados de modo a formar o paralelepípedo ABCDA’B’C’D’. Esse paralelepípedo é seccionado pelos planos ADEF e BCEF, que passam pelos pontos médios F e E das arestas A’B’ e C’D’, respectivamente. A parte desse paralelepípedo compreendida entre esses planos define o sólido ABCDEF, conforme indica a figura a seguir. 3 32 O volume do sólido ABCDEF, em cm3, é igual a: a) 4 b) 6 c) 8 d) 12 Gab: C Questão 10 - (UERJ) Para construir uma caixa com a forma de um paralelepípedo retângulo, foi usado um quadrado de cartolina de 12 cm de lado. Nessa cartolina, recortou-se um dodecágono com quatro lados medindo x cm e oito lados medindo cm. A caixa tem altura y e sua base é um quadrado de lado x. Observe as ilustrações: Sabe-se que o gráfico a seguir representa uma função polinomial de variável real definida por , sendo a um número real positivo. Para x > 0, P(x) assume valor máximo em . Com base nessas informações, calcule o maior volume que essa caixa pode assumir. Gab: O lado do quadrado da cartolina, que mede 12 cm, corresponde a: + y 2 x 23 ax x P(x) +−= 3 a2 x1 = 12y 2 x xy 2 x = +++ + 2x + 2y = 12 y = 6 – x V = x2y V = x2(6 – x) V = –x3 + 6x2 a = 6 VMáx ocorre para x = 4 VMáx = x2 (6 – x) = 42 (6 – 4) = 32 cm3 Questão 11 - (UERJ) Dois dados, com doze faces pentagonais cada um, têm a forma de dodecaedros regulares. Se os dodecaedros estão justapostos por uma de suas faces, que coincidem perfeitamente, formam um poliedro côncavo, conforme ilustra a figura. Considere o número de vértices V, de faces F e de arestas A desse poliedro côncavo. A soma V + F + A é igual a: a) 102 b) 106 c) 110 d) 112 Gab: D Questão 12 - (UERJ) Um prisma triangular reto ABCDEF foi dividido em duas partes por um plano , de acordo com a imagem abaixo. Os angulos e das bases do prisma são retos, e o plano contém os pontos A, B e G, sendo que G pertence à aresta CF e dista 4 cm de C. Calcule o volume, em cm3, do maior sólido definido pela separação estabelecida no prisma pelo plano . Gab: VFEDGBA = VABCDEF – VABCG Assim: VFEDGBA = 75 – 10 = 65 cm3 Questão 13 - (UERJ) Um cubo de aresta EF medindo 8 dm contém água e está apoiado sobre um plano de CÂB FD̂E modo que apenas a aresta EF esteja contida nesse plano. A figura abaixo representa o cubo com a água. Considere que a superfície livre do líquido no interior do cubo seja um retângulo ABCD com área igual a . Determine o volume total, em dm3, de água contida nesse cubo. Gab: Volume = 128 dm3 Questão 14 - (UERJ) Um funil, com a forma de cone circular reto, é utilizado na passagem de óleo para um recipiente com aforma de cilindro circular reto. O funil e o recipiente possuem a mesma capacidade. De acordo com o esquema, os eixos dos recipientes estão contidos no segmento TQ, perpendicular ao plano horizontal . Admita que o funil esteja completamente cheio do óleo a ser escoado para o recipiente cilíndrico vazio. Durante o escoamento, quando o nível do óleo estiver exatamente na metade da altura do funil, o nível do óleo no recipiente cilíndrico corresponderá ao ponto K na geratriz AB. A posição de K, nessa geratriz, é melhor representada por: a) b) c) d) Gab: A Questão 15 - (UERJ) Um recipiente com a forma de um cone circular reto de eixo vertical recebe água na razão constante de 1 cm3/s. A altura do cone mede 24 cm, e o raio de sua base mede 3 cm. Conforme ilustra a imagem, a altura h do nível da água no recipiente varia em função do tempo t em que a torneira fica aberta. A 2dm 532 , 2 H medida de h corresponde à distância entre o vértice do cone e a superfície livre do líquido. Admitindo = 3, a equação que relaciona a altura h, em centímetros, e o tempo t, em segundos, é representada por: a) b) c) d) Gab: A Questão 16 - (UERJ) Uma esfera de centro A e raio igual a 3 dm é tangente ao plano de uma mesa em um ponto T. Uma fonte de luz encontra-se em um ponto F de modo que F, A e T são colineares. Observe a ilustração: Considere o cone de vértice F cuja base é o círculo de centro T definido pela sombra da esfera projetada sobre a mesa. Se esse círculo tem área igual à da superfície esférica, então a distância em decímetros, corresponde a: a) 10 b) 9 c) 8 d) 7 Gab: C Questão 17 - (UERJ) Um quadrado ABCD de centro O está situado sobre um plano . Esse plano contém o segmento OV, perpendicular a BC, conforme ilustra a imagem: Admita a rotação de centro O do segmento OV em um plano perpendicular ao plano , como se observa nas imagens: 3 t4h = 3 t2h = t2h = t4h = ,FT Considere as seguintes informações: • o lado do quadrado ABCD e o segmento OV medem 1 metro; • a rotação do segmento OV é de x radianos, sendo 0 < x ; • x corresponde ao ângulo formado pelo segmento OV e o plano ; • o volume da pirâmide ABCDV, em metros cúbicos, é igual a y. O gráfico que melhor representa o volume y da pirâmide, em m3, em função do ângulo x, em radianos, é: a) b) c) d) Gab: A Questão 18 - (UERJ) Um cristal com a forma de um prisma hexagonal regular, após ser cortado e polido, deu origem a um sólido de 12 faces triangulares congruentes. Os vértices desse poliedro são os centros das faces do prisma, conforme representado na figura. Calcule a razão entre os volumes do sólido e do prisma. Gab: Questão 19 - (UERJ) As figuras a seguir mostram dois pacotes de café em pó que têm a forma de paralelepípedos retângulos semelhantes. 2 4 1 Se o volume do pacote maior é o dobro do volume do menor, a razão entre a medida da área total do maior pacote e a do menor é igual a: a) b) c) d) Gab: B Questão 20 - (UERJ) Para transportar areia, uma loja dispõe de um caminhão cuja caçamba tem 1 m de altura e a forma de um paralelepípedo retângulo de base quadrada. A maior distância entre dois pontos desse paralelepípedo é igual a 3 m. Determine a capacidade máxima, em metros cúbicos, dessa caçamba. Gab: Capacidade máxima = 4 m3 3 3 3 4 6 8