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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 2 – Peso 10 (20% do G2) Orientação para solução Questão 1: O gráfico da figura representa a função de domínio no conjunto dos números reais da alternativa o 𝑦 = 𝑓(𝑥) = ( 1 3 ) 𝑥 2 o 𝑦 = 𝑓(𝑥) = ( 2 3 ) 𝑥 o 𝑦 = 𝑓(𝑥) = ( 3 2 ) 𝑥 o 𝑦 = 𝑓(𝑥) = 2𝑥 3 o 𝑦 = 𝑓(𝑥) = 3𝑥 2 Comentário O gráfico representa uma função decrescente, para uma função exponencial ser decrescente a base deve ser um número entre zero e 1. Assim, avaliando os valores do domínio indicados nos pares ordenados, 𝑥 = −3, 𝑥 = −1, 𝑥 = 0 , 𝑥 = 2, por exemplo temos que: 3 4 Questão 2: Anulada A derivada de primeira ordem da função 𝑦 = 𝑅(𝑥) = (5𝑥3 + 8)2 é: o 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 10𝑥3 + 16 o 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 5𝑥3 + 8 o 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 30𝑥2(5𝑥3 + 8) o 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 15𝑥(5𝑥3 + 8) o 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 30𝑥2(5𝑥3 + 8)3 Comentário A derivada da função R(x) segue as regras de derivação 𝑦 = 𝑅(𝑥) = (5𝑥3 + 8)2 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 2(5𝑥3 + 8)2−1(5𝑥3 + 8)′ 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 2(5𝑥3 + 8)1(5𝑥3 + 8)′ 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 2(5𝑥3 + 8)((5𝑥3)′ + (8)′) 5 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 2(5𝑥3 + 8)(5(𝑥3)′ + 0) 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 2(5𝑥3 + 8)(5 × 3𝑥3−1(𝑥)′ + 0) 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 2(5𝑥3 + 8)(15𝑥2 × (1)) 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 2(5𝑥3 + 8)(15𝑥2) 𝑦′ = 𝑅′(𝑥) = 30𝑥2(5𝑥3 + 8) Questão 3: Para a função custo de produção 𝐶(𝑞) = 3𝑞3 − 60𝑞 + 6000 de q caixas contendo 1000 pares de luvas, a função custo médio é: o 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 𝑞 2 − 20𝑞 + 3000 𝑞 o 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 6𝑞 2 − 60 o 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 6𝑞 2 − 60 𝑞 o 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 3𝑞 2 − 60𝑞 o 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 3𝑞 2 − 60 + 6000 𝑞 Comentário A função custo médio é: 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 𝐶(𝑞) 𝑞 = 3𝑞3 − 60𝑞 + 6000 𝑞 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 3𝑞3 𝑞 − 60𝑞 𝑞 + 6000 𝑞 𝐶𝑚𝑒(𝑞) = 3𝑞 2 − 60 + 6000 𝑞 Questão 4: Anulada Considere a função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = −3𝑥4 + 96𝑥2 + 59 . Avalie as afirmações a respeito dos valores críticos, mínimos e máximos locais, comportamento crescente e decrescente, positiva ou negativa dessa função, no intervalo [-10,10]. 6 A respeito do comportamento dessa função temos as seguintes afirmações: I. Os valores críticos da função são: −4, 0 𝑒 4. II. O máximo local da função ocorre quando 𝑥 = 0. III. O mínimo local da função ocorre quando 𝑥 = 4. IV. A função é decrescente para−4 < 𝑥 < 0. V. A função é positiva para todos os valores de x no intervalo]−4, 4 [. É correto apenas o que se afirma na alternativa: o I e III. o II e IV. o II e III. o I, IV e V o I, III e IV. Comentário Os valores críticos da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = −3𝑥4 + 96𝑥2 + 59 são a solução da equação 𝑓′(𝑥) = 0 Avaliando a derivada da função f temos: 𝑓′(𝑥) = (−3𝑥4 + 96𝑥2 + 59)′ 𝑓′(𝑥) = (−3𝑥4)′ + (96𝑥2)′ + (59)′ 𝑓′(𝑥) = −3(𝑥4)′ + 96(𝑥2)′ + 0 𝑓′(𝑥) = −3(4𝑥4−1(𝑥)′) + 96(2𝑥2−1(𝑥)′) 𝑓′(𝑥) = −12(𝑥3 × 1) + 192(𝑥1 × 1) 𝑓′(𝑥) = −12𝑥3 + 192𝑥 A solução da equação 𝑓′(𝑥) = 0 −12𝑥3 + 192𝑥 = 0 𝑥(−12𝑥2 + 192) = 0 Para que o produto resulte em zero, temos que um dos fatores deverá ser zero, portanto a solução é x=0 ou (−12𝑥2 + 192) = 0. Resolvendo a equação (−12𝑥2 + 192) = 0 192 = 12𝑥2 192 12 = 𝑥2 7 16 = 𝑥2 √16 = 𝑥 ∓4 = 𝑥 Portanto os valores críticos da função são: 0 , 4 e -4. A afirmação I é verdadeira. Avaliando a função nos valores críticos temos: II. O máximo local da função ocorre quando 𝑥 = 0. Afirmação falsa pois para x= 0 temos a imagem f(0)=59 que é um mínimo local. III. O mínimo local da função ocorre quando 𝑥 = 4. Afirmação falsa pois para x= 4 temos a imagem f(4)=827 que é um máximo local. IV. A função é decrescente para−4 < 𝑥 < 0. Afirmação é verdadeira pois para x=-4 temos f(-4) < f(0), e analisando o sinal da derivada de primeira ordem da função 𝑓′(𝑥) = −12𝑥3 + 192𝑥 𝑓′(𝑥) = 𝑥(−12𝑥2 + 192)<0 pois Para −4 < 𝑥 < 0 temos que 0 < 𝑥2 < 16 −12 × 0 > −12 × 𝑥2 > −12 × 16 0 > −12𝑥2 > −192 0 + 192 > −12𝑥2 + 192 > −192 + 192 192 > −12𝑥2 + 192 > 0 Como −4 < 𝑥 < 0 e 192 > −12𝑥2 + 192 > 0 8 Temos a derivada como multiplicação de um número negativo e um número positivo logo a derivada de primeira ordem tem resultado negativo nestes valores de x e portanto, a função tem comportamento decrescente. V. A função é positiva para todos os valores de x no intervalo]−4, 4 [. Afirmação é verdadeira, conforme a avaliação dos pontos no gráfico da imagem da afirmação I. Questão 5: Seja a função lucro 𝑦 = 𝐿(𝑥) = −2𝑥2 + 92𝑥 − 780. O intervalo do domínio da função onde a imagem da função tem comportamento crescente e positiva é: o ]0 ; 11,21 [ o ]0 ; 23 [ o ]11,21 ; 23[ o ]11,21 ; 34,79[ o ]23; 34,79 [ Comentário A função 𝑦 = 𝐿(𝑥) = −2𝑥2 + 92𝑥 − 780 é de segundo grau, logo tem um vértice que é o valor crítico da função 𝐿′(𝑥) = (−2𝑥2 + 92𝑥 − 780 )′ 𝑓′(𝑥) = (−2𝑥2)′ + (92𝑥)′ − (780 )′ 𝑓′(𝑥) = −2(𝑥2)′ + 92(𝑥)′ + (0) 𝑓′(𝑥) = −2 × 2𝑥2−1 + 92 × 1 𝑓′(𝑥) = −4𝑥 + 92 A solução da equação 𝑓′(𝑥) = 0 , significa que: −4𝑥 + 92=0 4𝑥 = 92 𝑥 = 92 4 𝑥 = 23 A solução da equação 𝑓′(𝑥) = 0 é x=23 significa que o valor crítico (vértice) ocorre nesse valor do domínio, e como a concavidade da parábola é negativa, temos que o vértice é máximo. 9 Para determinar os valores em que a função 𝐿(𝑥) = −2𝑥2 + 92𝑥 − 780 corta o eixo x temos que resolver a equação 𝐿(𝑥) = −2𝑥2 + 92𝑥 − 780 = 0 Aplicando a fórmula de Báscara temos: Assim o gráfico da função Nesse gráfico a imagem da função é crescente e positiva na parte correspondente em laranja 10 Questão 6: Anulada Um empresário produz e vende certo produto, cujo o custo de fabricação é determinado por 𝐶(𝑞) = 4𝑞2 − 3460𝑞 + 900000 e a receita é 𝑅(𝑞) = 1460𝑞 para q litros desse produto. Avalie as seguintes afirmações: I. A função lucro da venda e produção desse produto é 𝐿(𝑞) = −4𝑞2 − 1970𝑞 + 900000. II. A função custo marginal da produção é 𝐶𝑚𝑔(𝑞) = 8𝑞 − 3460. III. O lucro é máximo na venda de 615 litros do produto. IV. O custo é mínimo na produção de 615 litros do produto. V. A função receita tem comportamento crescente. É correto somente as afirmações da alternativa: o I e V. o II e IV. o I, III e IV. o II, IV, V. o II, III e V. Comentário A função lucro é obtida pela diferença entre receita e custo portanto 𝑦 = 𝐿(𝑞) = 𝑅(𝑞) − 𝐶(𝑞) 𝐿(𝑞) = 1460𝑞 − (4𝑞2 − 3460𝑞 + 900000 ) 11 𝐿(𝑞) = 1460𝑞 − 4𝑞2 + 3460𝑞 − 900000 𝐿(𝑞) = −4𝑞2 + 4920𝑞 − 900000 Portanto a afirmação I. A função lucro da venda e produção desse produto é 𝐿(𝑞) = −4𝑞2 − 1970𝑞 + 900000. É falsa A função custo marginal Assim a derivada de primeira ordem da função custo 𝐶𝑚𝑔(𝑞) = (4𝑞 2 − 3460𝑞 + 900000)′ 𝐶𝑚𝑔(𝑞) = (4𝑞 2)′ − (3460𝑞)′ + (900000)′ 𝐶𝑚𝑔(𝑞) = 4 × 2 × 𝑞 − 3460 + 0 𝐶𝑚𝑔(𝑞) = 8𝑞 − 3460 Assim, a afirmação II. A função custo marginal da produção é 𝐶𝑚𝑔(𝑞) = 8𝑞 − 3460. É verdadeira. O lucro máximo ocorre num valor crítico da função lucro descrita por 𝐿(𝑞) = −4𝑞2 + 4920𝑞 − 900000 Mas como essa função é de segundo grau e a sua concavidade é negativa pois o coeficiente de x2 é negativo temos que o vértice dessa parábola é máximo. Calculando o vértice 𝑎 = −4 , 𝑏 = 4920 O vértice será: 𝑞𝑣 = − 𝑏 2𝑎 = − 4920 2×(−4) = 615 𝑦𝑣 = 𝐿(𝑞𝑣) = 𝐿(615) = −4(615) 2 + 4920 × 615 − 900000 = 612900 12 Assim, a afirmação III. O lucro é máximo na venda de 615 litros do produto. É verdadeira. A função custo 𝐶(𝑞) = 𝟒𝑞2 − 3460𝑞 + 900000 temcomo gráfico uma parábola de concavidade positiva pois o coeficiente de 𝑞2 é um número positivo, quatro. Logo o vértice é mínimo da função 𝑎 = 4 , 𝑏 = −3460 O vértice será: 𝑞𝑣 = − 𝑏 2𝑎 = − −3460 2×(4) = 432,5 𝑦𝑣 = 𝐶(432,5) = 4(432,5) 2 − 3460 × 432,5 + 900000 = 151775 13 Assim a afirmação IV. O custo é mínimo na produção de 615 litros do produto. É Falsa. A função receita 𝑅(𝑞) = 𝟏𝟒𝟔𝟎𝑞 é uma função linear (primeiro grau) tem como gráfico uma reta crescente pois o seu coeficiente angular é um número positivo. Portanto a afirmação V. A função receita tem comportamento crescente. É verdadeira. 14 Questão 7: Um produto, a demanda é 𝐷(𝑝) = 500 − 2𝑝 , no intervalo 0 ≤ 𝑝 ≤ 250 . O intervalo de preço para os quais a demanda é elástica é: o 0 ≤ 𝑝 ≤ 250 o 125 < 𝑝 ≤ 250 o 100 ≤ 𝑝 < 150 o 0 ≤ 𝑝 ≤ 125 o 100 < 𝑝 ≤ 250 Comentário A elasticidade de demanda a um preço p para a função demanda D(p) é 𝐸(𝑝) = 𝑝 × 𝐷′(𝑝) 𝐷(𝑝) No caso 𝐷(𝑝) = 500 − 2𝑝 𝐷′(𝑝) = (500 − 2𝑝)′ 𝐷′(𝑝) = (500)′ − 2(𝑝)′ 𝐷′(𝑝) = 0 − 2 × 1 𝐷′(𝑝) = −2 Portanto 𝐸(𝑝) = 𝑝 × (−2) 500 − 2𝑝 𝐸(𝑝) = −2𝑝 500 − 2𝑝 Relembrando: Se |𝐸(𝑝)| < 1 a demanda é dita inelástica em relação ao preço; Se |𝐸(𝑝)| > 1 a demanda é dita elástica em relação ao preço; Se|𝐸(𝑝)| = 1 a demanda tem elasticidade unitária em relação ao preço. Devemos estudar quando demanda é dita elástica, portanto |𝑬(𝒑)| = | −2𝑝 500 − 2𝑝 | > 1 Temos duas situações Primeira situação: −2𝑝 500 − 2𝑝 > 𝟏 −2𝑝 > 𝟏 × (𝟓𝟎𝟎 − 𝟐𝒑) −2𝑝 > (𝟓𝟎𝟎 − 𝟐𝒑) −2𝑝 + 2𝑝 > 𝟓𝟎𝟎 0 > (𝟓𝟎𝟎) Impossível!!! Segunda situação: 15 − ( −2𝑝 500 − 2𝑝 ) > 𝟏 ( 2𝑝 500 − 2𝑝 ) > 𝟏 2𝑝 > 𝟏 × (500 − 2𝑝) 2𝑝 > 500 − 2𝑝 2𝑝 + 2𝑝 > 500 4𝑝 > 500 𝑝 > 500 4 𝑝 > 125 Como no enunciado especifica que o intervalo 0 ≤ 𝑝 ≤ 250, então a função demanda é elástica para intervalo 125 < 𝑝 ≤ 250 Questão 8: A integral indefinida ∫(−32𝑥3 + 81𝑥2 − 8𝑥 + 1)𝑑𝑥 é o 96𝑥4 + 162𝑥3 + 16𝑥2 + 𝑥 + 𝑐 o −8𝑥4 + 27𝑥3 − 4𝑥2 + 𝑥 + 𝑐 o 8𝑥4 − 27𝑥3 + 4𝑥2 − 𝑥 + 𝑐 o −96𝑥2 + 162𝑥 − 8 + 𝑐 o −8𝑥4 + 23𝑥3 − 16𝑥2 + 2𝑥 + 𝑐 Comentário A integral indefinida ∫(−32𝑥3 + 81𝑥2 − 8𝑥 + 1)𝑑𝑥 é ∫(−32𝑥3 + 81𝑥2 − 8𝑥 + 1)𝑑𝑥 = ∫ −32𝑥3𝑑𝑥 + ∫ 81𝑥2 𝑑𝑥 − ∫ 8𝑥 𝑑𝑥 + ∫ 1 𝑑𝑥 16 ∫(−32𝑥3 + 81𝑥2 − 8𝑥 + 1)𝑑𝑥 = −32 ∫ 𝑥3𝑑𝑥 + 81 ∫ 𝑥2 𝑑𝑥 − 8 ∫ 𝑥 𝑑𝑥 + ∫ 1 𝑑𝑥 = −32 × ( 𝑥3+1 3 + 1 + 𝑐) + 81 × ( 𝑥2+1 2 + 1 + 𝑐) − 8 × ( 𝑥1+1 1 + 1 + 𝑐) + (1 × 𝑥 + 𝑐) = −32 × ( 𝑥4 4 + 𝑐) + 81 × ( 𝑥3 3 + 𝑐) − 8 × ( 𝑥2 2 + 𝑐) + (𝑥 + 𝑐) Juntando todas as constantes como uma constante geral C temos: = −8𝑥4 + 27𝑥3 − 4𝑥2 + (𝑥 + 𝐶) Portanto ∫(−32𝑥3 + 81𝑥2 − 8𝑥 + 1)𝑑𝑥 = − 8𝑥4 + 27𝑥3 − 4𝑥2 + 𝑥 + 𝐶 Questão 9: A área da região sombreada em vermelho na figura, entre o gráfico da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 24𝑥 + 144 e o eixo x, no intervalo delimitado pelo valor mínimo da função e 30 conforme a imagem é: o ∫ (𝑥2 − 24𝑥 + 144)𝑑𝑥 = 1944 𝑢. 𝑎. 30 12 o ∫ (𝑥2 − 24𝑥 + 144)𝑑𝑥 = 2520 𝑢. 𝑎. 30 0 17 o ∫ (𝑥2 − 24𝑥 + 144)𝑑𝑥 = 576 𝑢. 𝑎. 12 0 o ∫ (𝑥2 − 24𝑥 + 144)𝑑𝑥 = 3888 𝑢. 𝑎. 30 12 o ∫ (𝑥2 − 24𝑥 + 144)𝑑𝑥 = 10121832 𝑢. 𝑎. 324 30 Comentário A área em vermelho corresponde a integral entre o gráfico da função 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 24𝑥 + 144 que é uma parábola de concavidade positiva e vértice é mínimo da função 𝑎 = 1 , 𝑏 = −24 O vértice será: 𝑥𝑣 = − 𝑏 2𝑎 = − −24 2×(1) = 12 𝑦𝑣 = 𝑓(12) = (12) 2 − 24 × (12) + 144 = 144 − 288 + 144 = 0 A integral definida conforme os limites de integração da figura são o vértice da parábola, x=12 e o valor indicado x=30 assim a área será: ∫ (𝑥2 − 24𝑥 + 144)𝑑𝑥 = 𝑥3 3 − 24 × 𝑥2 2 + 144𝑥 + 𝐶] 12 30 30 12 = 𝑥3 3 − 12𝑥2 + 144𝑥 + 𝐶] 12 𝟑𝟎 = ( 303 3 − 12(30)2 + 144 × 30 + 𝐶) − ( 123 3 − 12(12)2 + 144 × 12 + 𝐶) = (2520 + 𝐶) − (576 + 𝐶) = 2520 − 576 + 𝐶 − 𝐶 = 1944𝑢. 𝑎 Questão 10: Anulada Para um determinado produto a receita marginal 𝑅𝑚𝑔(𝑞) = −12𝑞 + 1292 e o custo marginal é 𝐶𝑚𝑔(𝑞) = 26𝑞 . Para o intervalo 9 ≤ 𝑞 ≤ 34 . A variação total do lucro no intervalo é: o ∫ (−38𝑞 + 1292)𝑑𝑞 = 11875 34 9 o ∫ (38𝑞 − 1292)𝑑𝑞 = −11875 34 9 18 o ∫ (12𝑞 + 1292)𝑑𝑞 = 25850 34 9 o ∫ (−6𝑞2 + 1292𝑞)𝑑𝑞 = 617300 34 9 o ∫ (6𝑞2 + 1292𝑞)𝑑𝑞 = 875 34 9 Comentário A variação total no lucro no intervalo definido entre uma produção de 9 a 34 é a integral definida nestes limites da função lucro marginal. A função lucro marginal é: 𝐿𝑚𝑔(𝑞) = 𝑅𝑚𝑔(𝑞)−𝐶𝑚𝑔(𝑞) = (−12𝑞 + 1292) − 26𝑞 = −38𝑞 + 1292 ∫ (−38𝑞 + 1292)𝑑𝑞 = −38 × 𝑞2 2 + 1292𝑞 + 𝐶] 9 34 = −19𝑞2 + 1292𝑞 + 𝐶]9 34 34 9 ∫ (−38𝑞 + 1292)𝑑𝑞 = (−19(34)2 + 1292 × 34 + 𝐶) − (−19(9)2 + 1292 × 9 + 𝐶) 34 9 ∫ (−38𝑞 + 1292)𝑑𝑞 = (21964 + 𝐶) − (10089 + 𝐶) = 11875 34 9
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