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1 UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL EDUCAÇÃO A DISTANCIA Disciplina: Matemática Empresarial Professora: Magda Leyser Créditos: 4 Unidade/EAD:1000 Horas/Aula totais:68 Ano/Sem:2020/1 Prova Objetiva virtual 1 – Gabarito comentado Questão 1: O custo total em reais da produção de x unidades de um produto é determinado pela função 𝐶(𝑥) = 30,75𝑥 + 3500 . Avalie as afirmações: I. O custo total de produção de 400 unidades é R$15.000,00. II. A função custo tem comportamento decrescente. III. O custo total de R$6.636,50 ocorre para uma produção de 102 unidades. IV. O custo fixo de produção é de R$3.500,00, pois é a imagem da função custo quando temos produção igual a zero. É correto apenas as afirmações da alternativa: • I. • II e IV. • I e III. • III e IV. • I, II e IV. Comentários: 𝐶(𝑥) = 30,75𝑥 + 3500 𝐶(400) = 30,75 × 400 + 3500 𝐶(400) = 12300 + 3500 𝐶(400) = 15800 Portanto a afirmação I é falsa, pois o custo total de produção de 400 unidades é de R$15.800,00. Como o coeficiente angular da função custo, 𝐶(𝑥) = 30,75𝑥 + 3500 é 30,75>0 (número positivo) concluímos que o gráfico da função tem comportamento crescente. Assim, a afirmação II é falsa. 𝐶(𝑥) = 30,75𝑥 + 3500 𝐶(102) = 30,75 × 102 + 3500 𝐶(400) = 3136,50 + 3500 𝐶(400) = 6636,50 2 A afirmação III é verdadeira. A afirmação IV é verdadeira pois, para x=0, ou o coeficiente linear da função custo determina o custo fixo, 𝐶(𝑥) = 30,75𝑥 + 3500 𝐶(0) = 30,75 × 0 + 3500 𝐶(0) = 0 + 3500 𝐶(0) = 3500 Questão 2: Considere a função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = √5𝑥 − 70 e interprete as seguintes afirmações: Afirmação 1: O domínio da função é o conjunto dos números reais que pertencem ao intervalo ]−∝ ,14[. PORQUE Afirmação 2: O cálculo da imagem da função resulta em um número real quando o valor de x satisfaz: 5𝑥 − 70 ≥ 0 5𝑥 ≥ 0 + 70 5𝑥 ≥ 70 𝑥 ≥ 70 5 𝑥 ≥ 14 A alternativa que apresenta a argumentação correta é: • As afirmações I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I. • As afirmações I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I. • A afirmação I é falsa, e a II é uma afirmação verdadeira. • A afirmação I é verdadeira, e a II é uma afirmação falsa. • As afirmações I e II são proposições falsas. Comentários: O domínio da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = √5𝑥 − 70 é o conjunto dos números reais em que o valor de x determina um resultado para o qual o argumento 5𝑥 − 70 resulte em um número real, portanto, 5𝑥 − 70 deve ser maior ou igual a zero, assim: 5𝑥 − 70 ≥ 0 5𝑥 ≥ 0 + 70 5𝑥 ≥ 70 𝑥 ≥ 70 5 𝑥 ≥ 14 3 Portanto o domínio é definido pelos números reais que são maiores ou iguais a 14, representado pelo conjunto {𝑥 ∈ ℝ, 𝑥 ≥ 14} = [14, +∞[ Portanto a afirmação 1 é falsa e a afirmação 2 é verdadeira. Questão 3: A demanda de um produto é descrita pela função 𝐷(𝑝) = −𝑝2 + 210𝑝 − 2000 para o preço variando entre R$10 e R$200. A alternativa correta sobre o comportamento dessa função é: • A demanda é mínima para o preço de R$52,50 e quantidade demandada de 6268 unidades. • A demanda é mínima para o preço de R$42 e quantidade demandada de 5056 unidades. • A demanda é crescente para o preço entre R$50 e R$120. • A demanda é máxima para o preço de R$105 e quantidade demandada de 9025 unidades. • A demanda é decrescente para o preço entre R$25 e R$90. Comentários: O domínio da função demanda 𝐷(𝑝) = −𝑝2 + 210𝑝 − 2000 é o conjunto dos números reais, mas observando que a quantidade demandada deve ser positiva então essa função tem imagem positiva para a variável p ( preço) variando entre R$10 e R$200 o que pode ser observado quando construímos o gráfico da função identificando que o coeficiente de 𝑝2 é o número negativa, -1, portanto o gráfico é uma parábola de concavidade negativa, e como o termo independente na função é -2000, então essa parábola corta o eixo y em -2000, pois 𝐷(0) = −02 + 210 × 0 − 2000 = −2000 Calculando o vértice dessa parábola temos: 𝑥𝑣 = − 𝑏 2𝑎 = − 210 2 × (−1) = − 210 −2 = 105 𝑦𝑣 = 𝐷(105) = −(105) 2 + 210 × 105 − 2000 = 9025 Preço do produto é 105 reais a quantidade demandada é de 9025 unidades. Marcando no plano cartesiano a posição do vértice (105, 9025) O par ordenado (0,-2000) identificando onde o gráfico corta o eixo y, já temos uma possível interpretação do comportamento da função conforme a figura. 4 Observando que a solução da equação 𝐷(𝑝) = −𝑝2 + 210𝑝 − 2000 = 0 determina os valores de p em que o gráfico corta o eixo x, através da solução por Báscara da equação em que a=-1, b=210 e c=-2000 temos 𝑝 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 = −210 ± √2102 − 4 × (−1) × (−2000) 2 × (−1) = −210 ± √44100 − 8000 −2 = −210 ± √36100 −2 = −210 ± 190 −2 𝑝′ = −210 + 190 −2 = −20 −2 = 10 𝑝″ = −210 − 190 −2 = −400 −2 = 200 Como identificado na figura o gráfico da parábola corta o eixo x, eixo horizontal, nos pares ordenados (10,0) e (200,0). Observando que o vértice tem a posição em que y é máximo, portanto, a demanda é máxima quando temos o preço correspondente a 105 e quantidade 9025 unidades. Essa conclusão descarta as alternativas que falam em demanda mínima, pois isso só ocorre se a concavidade fosse positiva, ou seja o multiplicador (coeficiente) de p2 teria que ser um número positivo. Observando a posição do vértice, concluímos que para preço menor que 105 a demanda é crescente e para preço maior que 105 a demanda é decrescente. Portanto a demanda é crescente para preço entre 50 e 105 e decrescente entre 105 e 120. Assim, como a demanda é crescente entre 23 e 90 pois são preços menores que o preço identificado como máxima demanda, preço=105, correspondente ao vértice da parábola. Questão 4: Dadas as funções receita 𝑹(𝒒) = −𝒒𝟐 + 𝟏𝟐𝒒 e custo 𝑪(𝒒) = 𝟏𝟒 + 𝟑𝒒 em reais para a produção de q litros de detergente líquido, o equilíbrio financeiro (break-even point) dessas funções ocorre para: • Produção de 6 litros de detergente e receita de R$36,00. • Produção de 6 litros de detergente e receita de R$32,00. • Produções de 3 litros de detergente e receita de R$27,00, além de 4 litros e receita de R$26,00. 5 • Produções de 7 litros de detergente e receita de R$20,00, além de 2litros e receita de R$35,00. • Produções de 7 litros de detergente e receita de R$35,00, além de 2litros e receita de R$20,00. Comentários: O equilíbrio financeiro (break-even point) dessas funções ocorre para os valores de q (quantidade de litros) que são solução da equação formada quando igualamos a função receita e custo, ou seja: 𝑹(𝒒) = 𝑪(𝒒) −𝒒𝟐 + 𝟏𝟐𝒒 = 𝟏𝟒 + 𝟑𝒒 −𝒒𝟐 + 𝟏𝟐𝒒 − 𝟏𝟒 − 𝟑𝒒 = 𝟎 −𝒒𝟐 + 𝟗𝒒 − 𝟏𝟒 = 𝟎 Resolvendo por Báscara tomando 𝒂 = −𝟏, 𝒃 = 𝟗, 𝒄 = −𝟏𝟒, temos: 𝑞 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 = −9 ± √92 − 4 × (−1) × (−14) 2 × (−1) = −9 ± √81 − 56 −2 = −9 ± √25 −2 𝑞 = −9 ± 5 −2 𝑞′ = −9 + 5 −2 = −4 −2 = 2 𝑞′′ = −9 − 5 −2 = −14 −2 = 7 Portanto o equilíbrio financeiro ocorre quando q= 2 e q=7. Avaliando a função receita ou custo nestes valores temos: 𝒒 = 𝟐 𝒒 = 𝟕 𝑹(𝒒) = −𝒒𝟐 + 𝟏𝟐𝒒 𝑹(𝟕) = −(𝟐)𝟐 + 𝟏𝟐 × 𝟐 𝑹(𝟕) = −𝟒 + 𝟐𝟒 𝑹(𝟕) = 𝟐𝟎 𝑪(𝟐) = 𝟏𝟒 + 𝟑𝒒 𝑪(𝟐) = 𝟏𝟒 + 𝟑 × 𝟐 𝑪(𝟐) = 𝟏𝟒 + 𝟔 𝑪(𝟐) = 𝟐𝟎 𝑹(𝒒) = −𝒒𝟐 + 𝟏𝟐𝒒 𝑹(𝟕) = −(𝟕)𝟐 + 𝟏𝟐 × 𝟕 𝑹(𝟕) = −𝟒𝟗 + 𝟖𝟒 𝑹(𝟕) = 𝟑𝟓 𝑪(𝒒) = 𝟏𝟒 + 𝟑𝒒 𝑪(𝟕) = 𝟏𝟒 + 𝟑 × 𝟕 𝑪(𝟕) = 𝟏𝟒 + 𝟐𝟏 𝑪(𝟕) = 𝟑𝟓 Portanto o equilíbrio financeiro ocorre nos pares ordenados (2,20) e (7, 35), construindo o gráfico da parábola que representa a função receita, observamos que seu vértice ocorre no 6 par ordenado (6,36), e ela corta o eixo x em 0 e 12 ( solução da equação R(q)=0), tem concavidade negativa pois o coeficiente da potênciaao quadrado é negativo. Já a função Custo tem como gráfico uma reta crescente que corta o eixo y em 14, e avaliando C(4) obtemos 26, assim, também podemos construir o seu gráfico. Obtendo a figura que identifica que a parábola e a reta se interseccionam nos pares ordenados de equilíbrio financeiro. Questão 5: Na venda e produção de um produto alimentício o custo de 𝒒 kg é determinado por 𝑪(𝒒) = 𝟔𝟖𝟎 + 𝟒𝒒 + 𝟎, 𝟎𝟏𝒒𝟐 e a receita desse mesmo produto é 𝑹(𝒒) = 𝟏𝟐𝒒 . A respeito do comportamento da função lucro associada a essa produção é correto afirmar que: • O lucro mínimo ocorre para uma produção de 400Kg e no valor de R$920,00. • O lucro máximo ocorre para uma produção de 400Kg e no valor de R$920,00. • O lucro máximo ocorre para uma produção de 400Kg e no valor de R$4.800,00. • O lucro máximo ocorre para uma produção de 200Kg e no valor de R$520,00. • O lucro máximo ocorre para uma produção de 200Kg e no valor de R$2.400,00. Comentários: A função lucro é determinada pela diferença entre receita e custo, assim: 𝑳(𝒒) = 𝑹(𝒒) − 𝑪(𝒒) 𝑳(𝒒) = 𝟏𝟐𝒒 − (𝟔𝟖𝟎 + 𝟒𝒒 + 𝟎, 𝟎𝟏𝒒𝟐) 7 𝑳(𝒒) = 𝟏𝟐𝒒 − 𝟔𝟖𝟎 − 𝟒𝒒 − 𝟎, 𝟎𝟏𝒒𝟐 𝑳(𝒒) = −𝟎, 𝟎𝟏𝒒𝟐 + 𝟖𝒒 − 𝟔𝟖𝟎 O gráfico da função lucro é uma parábola de concavidade negativa pois o coeficiente de q2 é negativo, assim o vértice é o máximo da função. Calculando o vértice temos: 𝑞𝑣 = − 𝑏 2𝑎 = − 8 2 × (−0,01) = − 8 −0,02 = 400 𝑦𝑣 = 𝐿(400) = −0,01(400) 2 + 8 × 400 − 680 = 920 8 Assim, o lucro máximo ocorre para uma produção de 400Kg e gerando um lucro no valor de 920 reais. Questão 6: (anulada) O enunciado correto é o que segue abaixo. A função demanda de um determinado produto é 𝑫(𝒑) = −𝟖𝒑 + 𝟑𝟐𝟎 , portanto a função receita associada a venda de q unidades desse produto será: • 𝑹(𝒒) = −𝟒𝟎𝒒 + 𝟎, 𝟏𝟐𝟓𝒒𝟐 • 𝑹(𝒒) = 𝟑𝟐𝟎𝒒 − 𝟖𝒒𝟐 • 𝑹(𝒒) = 𝟒𝟎𝒒 − 𝟎, 𝟏𝟐𝟓𝒒𝟐 • 𝑹(𝒒) = −𝟑𝟐𝟎𝒒 − 𝟎, 𝟏𝟐𝟓𝒒𝟐 • 𝑹(𝒒) = −𝟑𝟐𝟎𝒒 + 𝟒𝟎𝒒𝟐 Comentários: A função receita é definida pelo preço de venda multiplicado pela quantidade vendida, o que poder representado por 𝑅(𝑞) = 𝑝 × 𝑞 A quantidade vendida é determinada pela demanda, ou seja, pela quantidade comprada pelo mercado (consumidor), que relaciona o preço da mercadoria com a quantidade comprada(demanda). A função demanda é: 𝑫(𝒑) = −𝟖𝒑 + 𝟑𝟐𝟎 , observando que a imagem da função é a quantidade demandada, então q=D(p) portanto, podemos reescrever a função demanda por: 𝒒 = −𝟖𝒑 + 𝟑𝟐𝟎 Isolando a variável preço da função demanda teremos que: 𝒒 − 𝟑𝟐𝟎 = −𝟖𝒑 𝒒 − 𝟑𝟐𝟎 −𝟖 = 𝒑 𝒒 −𝟖 + −𝟑𝟐𝟎 −𝟖 = 𝒑 −𝟎, 𝟏𝟐𝟓𝒒 + 𝟒𝟎 = 𝒑 Daí, substituindo a expressão do preço na função receita teremos: 𝑅(𝑞) = 𝑝 × 𝑞 𝑅(𝑞) = (−𝟎, 𝟏𝟐𝟓𝒒 + 𝟒𝟎) × 𝑞 𝑅(𝑞) = (−𝟎, 𝟏𝟐𝟓𝒒𝟐 + 𝟒𝟎𝒒) 9 Questão 7: Considere os gráficos da figura abaixo e associe a respectiva função. A alternativa que apresenta a função correta para os gráficos é: • 𝑓(𝑥) = 8 − 𝑥2; ℎ(𝑥) = √𝑥 − 8; 𝑙(𝑥) = −3𝑥 + 8 𝑒 𝑔(𝑥) = 8 + 𝑥3 • 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 6; ℎ(𝑥) = √𝑥 + 5; 𝑙(𝑥) = −3𝑥 − 6 𝑒 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑥3 • 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 8; ℎ(𝑥) = √𝑥 + 8; 𝑙(𝑥) = 3𝑥 − 8 𝑒 𝑔(𝑥) = 8 − 𝑥3 • 𝑓(𝑥) = 2𝑥2 − 8; ℎ(𝑥) = 2𝑥 − 8; 𝑙(𝑥) = 2√𝑥 𝑒 𝑔(𝑥) = 8 − 2𝑥3 • 𝑓(𝑥) = 𝑥3 − 1; ℎ(𝑥) = √𝑥 + 8; 𝑙(𝑥) = 2𝑥2 − 16 𝑒 𝑔(𝑥) = 8 − 𝑥 10 Comentários: A função associada aos gráficos a partir dos padrões estudados, podemos afirmar: Função quadrática, de segundo grau do tipo y=ax2+bx+c concavidade é positiva a>0 corta o eixo y em -8 portanto c=-8 Analisando as alternativas 𝑓(𝑥) = 8 − 𝑥2 tem concavidade negativa pois a=- 1<0 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 6; tem concavidade positiva pois a=1>0, mas c=-6 𝑓(𝑥) = 2𝑥2 − 8; tem concavidade positiva pois a=2>0, c=-8, mas f(1)=2*1- 8=2-8=-6 e no gráfico f(1)=-7 𝑓(𝑥) = 𝑥3 − 1; função cúbica o gráfico não é uma parábola. Função de radiciação. ℎ(𝑥) = √𝑥 − 8, mas ℎ(1) = −7 ℎ(𝑥) = √𝑥 + 5, mas ℎ(1) = 6 ℎ(𝑥) = √𝑥 + 8, e ℎ(1) = 9 ℎ(𝑥) = 2𝑥 − 8, o gráfico é uma reta e ℎ(1) = −6 11 Gráfico é uma reta logo a função é do tipo l(x)=ax+b. Uma reta crescente portanto a>0, corta y em -8, logo b=-8 𝑙(𝑥) = −3𝑥 + 8 reta decrescente, b=8 𝑙(𝑥) = −3𝑥 − 6 reta decrescente, b=-6 𝑙(𝑥) = 3𝑥 − 8 reta crescente, b=-8 𝑙(𝑥) = 2√𝑥 o gráfico não é uma reta decrescente, l(1)=2. 𝑙(𝑥) = 2𝑥2 − 16 o gráfico é uma parábola. Gráfico é uma função cúbica, decrescente, corta o eixo y em 8 e g(1)=7 𝑔(𝑥) = 8 + 𝑥3 crescente e g(1)=9. 𝑔(𝑥) = 2 − 𝑥3 decrescente mas g(1)=1. 𝑔(1) = 8 − 𝑥3, é decrescente, g(1)=7, g(-1)=9 𝑔(𝑥) = 8 − 2𝑥3 decrescente mas g(1)=6 𝑔(𝑥) = 8 − 𝑥 o gráfico é uma reta. Questão 8: Sendo uma função linear o comportamento da oferta de um determinado produto, descrita por 𝒒 = 𝑺(𝒑) = 𝒂𝒑 + 𝒃, onde p é o preço unitário e q a quantidade ofertada. O mercado oferta 520 unidades de um determinado produto pelo preço unitário de R$42,00 e oferta 1234 unidades deste produto quando o preço é R$57,00, relações representadas pela imagem abaixo. 12 Portanto a função oferta desse produto é: • 𝑺(𝒑) = 𝟒𝟕, 𝟔𝒑 − 𝟏𝟒𝟕𝟗, 𝟐 • 𝑺(𝒑) = −𝟒𝟕, 𝟔𝒑 + 𝟑𝟗𝟒𝟕, 𝟐 • 𝑺(𝒑) = 𝟒𝟕, 𝟔𝒑 − 𝟕𝟔𝟓, 𝟐 • 𝑺(𝒑) = 𝟐, 𝟒𝟔𝒑 + 𝟏𝟎𝟗𝟑, 𝟔𝟒 • 𝑺(𝒑) = 𝟐, 𝟒𝟔𝒑 + 𝟒𝟏𝟔, 𝟔𝟖 Comentários: A função oferta 𝒒 = 𝑺(𝒑) = 𝒂𝒑 + 𝒃 os pares ordenados (𝑥2, 𝑦2) = (𝑝2, 𝑞2) = (57,1234) e (𝑥1, 𝑦1) = (𝑝1 , 𝑞1) = (42,520) O coeficiente angular da reta, representado pela letra a é calculador por 𝑎 = 𝑦2 − 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 𝑜𝑢 𝑎 = 𝑞2 − 𝑞1 𝑝2 − 𝑞1 𝑎 = 𝑦2 − 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 ⇒ 𝑎 = 1234 − 520 57 − 42 = 714 15 = 47,6 Assim, o coeficiente angular da reta é a = 47,6 e temos uma função crescente. Para determinar o coeficiente linear utilizamos a equação reduzida da reta 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 13 Ou associando que y é a variável que representa a grandeza q(quantidade) e x é a grandeza p (preço) um dos pontos dados no problema e o valor de a calculado anteriormente. Assim, obtemos, substituindo o coeficiente angular a, calculado acima com a=47,6: 𝑞 = 47,6𝑝 + 𝑏 Substituindo na função as variáveis por um dos pares ordenados, por exemplo que (𝑥2, 𝑦2) = (𝑝2, 𝑞2) = (57,1234) 𝑞2 = 47,6𝑝2 + 𝑏 1234 = 47,6 × 57 + 𝑏 1234 = 2713,2 + 𝑏 1234 − 2713,2 = 𝑏 −1479,2 = 𝑏 Agora, sabendo que a = 47,6 e que b =-1479,2 temos equação reduzida da reta que passa por (42,520) e (57,1234) que é 𝑞 = 𝑆(𝑝) = 47,6𝑞 − 1479,2 Questão 9: A partir função custo em reais de uma produção de q unidades de determinado produto, representada na figura: Interprete as afirmações: 14 I. O gráfico representa a função 𝐶(𝑞) = 3𝑞2 − 2704𝑞 + 2075. II. O gráfico representa a função 𝐶(𝑞) = 𝑞2 − 90𝑞 + 2075. III. Para uma produção de 25 unidades o custo é de R$450,00. IV. O custo mínimo ocorre para uma produção de 45 unidades e atinge o valor de R$1.419,00. V. O custo é crescente para uma produção menor que 45 unidades. É correto apenas o que se afirmar em: • II. • I e III. • III e IV. • II e III. • II, IV e V. Comentários: A afirmação I é falsa pois se avaliarmos 𝐶(𝑞) = 3𝑞2 − 2704𝑞 + 2075 para q=70 temos que 𝐶(70) = 3(70)2 − 2704(70) + 2075 = −2125 e no gráfico da função temos que a imagem da função do gráfico para q=70 é C(q)=675, além de que o vértice dessa função seria 𝑞𝑣 = − 𝑏 2𝑎 = − (−2704) 2×3 = 450,67 que é um valor diferente do par ordenado (45,50) indicado como o vértice da função. A afirmação II é verdadeira pois se avaliarmos 𝐶(𝑞) = 𝑞2 − 90𝑞 + 2075.para q=70 temos que 𝐶(70)= 3(70)2 − 2704(70) + 2075 = 675, além de também confirmar os demais valores q=25, q=45, q=82, q=0, e o vértice dessa função seria 𝑞𝑣 = − 𝑏 2𝑎 = − (−90) 2×1 = 45 A afirmação III é verdadeira pois se avaliarmos 𝐶(𝑞) = 𝑞2 − 90𝑞 + 2075 para q=25 temos que 𝐶(25) = 3(25)2 − 2704(25) + 2075 = 450. A afirmação IV é falsa pois se considerarmos que q=45 é o vértice verificamos a imagem da função é 50, portanto o custo mínimo é de 50 reais. A afirmação IV é falsa pois a função é crescente para uma produção maior que 45 reais, pois quando comparamos a imagem da função cresce quando a produção aumenta de 70 para 82, temos o custo aumentando de 675 para 1419 reais, mas quando a produção aumenta de 25 para 45 o custo diminui de 450 para 50. Questão 10: A figura representa o gráfico da função exponencial da alternativa: 15 • 𝑦 = 2𝑥−5 • 𝑦 = 2𝑥+5 • 𝑦 = 2𝑥 − 5 • 𝑦 = 2𝑥 + 5 • 𝑦 = 5 − 2𝑥 Comentários: Considerando os pares ordenados identificados na figura e comparando a imagem das funções apresentadas nas alternativas, para os valores esses valores x=-4, -1, 0, 1, 2 observe que: 16 17
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