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ATIVIDADES EM SALA DE AULA 1º BIMESTRE - 2º SEMESTRE/2018 NOMES ________________________________________________RA:________________________ SÉRIE: ____ ________________________________________________RA:________________________ SÉRIE: ____ ________________________________________________RA:________________________ SÉRIE: ____ ________________________________________________RA:________________________ SÉRIE: ____ ________________________________________________RA:________________________ SÉRIE: ____ ________________________________________________RA:________________________ SÉRIE: ____ CURSO: _____________________________ Disciplina: Métodos Quantitativos Profª Dra. Adriele Giaretta Biase DATA ENTREGA: Nota do trabalho: ______________ Obs: exercícios sem cálculos, não serão considerados!!!!! Produto Cartesiano Sejam A e B conjuntos diferentes de vazio. Chama-se produto cartesiano de A por B e indica-se por A x B, o conjunto cujos elementos são todos os pares ordenados (x,y) tais que x A e y B. Exercícios 1) Represente no Plano Cartesiano os produtos cartesianos abaixo: a) A = {1, 2, 3} e B = {0,4} SOLUÇÃO: a) Favor preencher todos os dados corretamente b) A = {1, 2, 3, 4} e B = {2, 3, 4, 5} Relação Dados dois conjuntos A e B, chama-se relação R de A em B todo subconjunto do produto cartesiano A x B. Exercícios 1) Dados os conjuntos A = {-2, -1, 0, 1, 2, 3} e B = {0, 1, 2, 3, 4}, determinar cada um dos conjuntos abaixo, representando-os em diagramas de flechas e no plano cartesiano. a) A relação R1, de A em B, dada por R = { (x,y) AxB/ y = 2x}. SOLUÇÃO: R1 = {(0,0), (1,2), (2,4) b) A relação R2, de A em B, dada por R = { (x,y) AxB/ y = x - 2}. SOLUÇÃO: R2 = {(2,0), (3,1)) c) A relação R, de A em B, dada por R = { (x,y) AxB/ y = x²}. SOLUÇÃO: R3 = {(-2,4), (-1,1), (0,0), (1,1), (2,4)) Função IDÉIA INTUITIVA DE FUNÇÃO O conceito de função é um dos mais importantes da matemática. Ele está sempre presente na relação entre duas grandezas variáveis. Assim são exemplos de funções: - O valor a ser pago numa corrida de táxi é função do espaço percorrido; - A área de um quadrado é função da medida do seu lado; - Em um termômetro, a temperatura é dada em função do comprimento da coluna de mercúrio. Definição Sejam A e B conjuntos diferentes do vazio. Uma relação f de A em B é função se, e somente se, todo elemento de A estiver associado através de f a um único elemento de B. Usaremos a notação f : A → B para indicar que f é função de A em B. Exercícios 2) Seja a função f definida por 𝑓(𝑥) = 3𝑥 – 2, determine o valor de 𝑓(5) + 𝑓(0): a) 10 b) 11 c) 12 d) 13 e) 14 SOLUÇÃO 𝑓(5) = 3. (5) − 2 = 15-2=13 𝑓(0) = 3. (0) − 2 = 0 − 2 = 2 Portanto, 𝑓(5) + 𝑓(0) = 13 - 2=11 3) Na produção de peças, uma fábrica tem um custo fixo de R$ 16,00 mais um custo variável de R$ 1,50 por unidade produzida. Sendo x o número de peças unitárias produzidas, determine a lei da função que fornece o custo da produção de x peças: a) f(x) = 16x + 1,50 b) f(x) = 1,50x – 16 c) f(x) = 16x – 1,50x d) f(x) = 1,50x + 16 e) f(x) = 17,50x SOLUÇÃO lei da função é dada por 𝑓(𝑥) = 16 + 1,50. 𝑥 sendo x as unidades de peças produzidas. 4) Na produção de peças, uma fábrica tem um custo fixo de R$ 30,00 mais um custo variável de R$ 2,00 por unidade produzida. Sendo x o número de peças unitárias produzidas, determine o custo de produção de 100 peças: a) R$ 170,00 b) R$ 200,00 c) R$ 230,00 d) R$ 260,00 e) R$ 290,00 SOLUÇÃO A lei da função é dada por 𝐶(𝑥) = 30,00 + 2,00. 𝑥 , sendo x as unidades de peças produzidas. Ao vender x = 100 peças 𝐶(𝑥) = 30,00 + 2,00 . 100 𝐶(𝑥) = 30,00 + 200,00 𝐶(𝑥) = 𝑅$ 230,00 5) Um motorista de táxi cobra R$ 6,00 de bandeirada mais R$ 0,90 por quilômetro rodado. a) A função que representa o preço P de uma corrida em função de x quilômetros rodados. b) O preço de uma corrida de 12 km. c) A distância percorrida por um passageiro que pagou R$ 96,00 pela corrida. SOLUÇÃO a) lei da função é dada por 𝑃(𝑥) = 6,00 + 0,9. 𝑥 , sendo x as unidades de peças produzidas. b) P(12) = 6,00 + 0,9.(12) = 6+10,8 = R$ 16,8 c) 96 = 6,00 + 0,9.(x) ⇒ 0,9. x = 90 ⇒ x = 90/0,9 ⇒ x = 100 km 6) Andréia possuía R$ 600,00 para fazer uma cirurgia que tinha um custo total de R$ 3.000,00. No mês de outubro ela passou a economizar do seu salário R$ 200,00 que será utilizado para pagar esta cirurgia. Qual a função que relaciona o tempo, em meses, com a quantia em reais? a) f(X) = 600x + 3200 b) f(x) = 200x + 3600 c) f(x) = 300x + 3300 d) f(x) = 200x + 600 e) f(x) = 200x - 600 SOLUÇÃO A lei da função é dada por 𝑓(𝑥) = 600,00 + 200,00. 𝑥 , Ou, 𝑓(𝑥) = 200,00. 𝑥 + 600,00. 7) Suponha que você trabalhe como representante de uma firma que se dedica à criação de jogos para computador. Seu salário é de R$ 2000,00 fixos por mês acrescidos de R$ 20,00 por jogo vendido. Se em um mês você vender 15 jogos, quanto você receberá? a) R$ 2300,00 b) R$ 2600,00 c) R$ 2900,00 d) R$ 3200,00 e) R$ 3500,00 SOLUÇÃO A lei da função é dada por 𝑓(𝑥) = 20,00. 𝑥 + 2.000,00, em que x é a quantidade de jogos vendidos. 𝑓(15) = 20,00. 𝑥 + 2.000,00, 𝑓(𝑥) = 20,00.15 + 2.000,00, 𝑓(𝑥) = 𝑅$ 2.300,00 8) Dadas as funções f(x) = x – 5 e g(x) = 3x + 1, o valor da soma de f(9) + g(2) é: a) 3 b) 5 c) 7 d) 9 e) 11 SOLUÇÃO 𝑓(𝑥) = 𝑥 – 5 𝑓(9) = 9 − 5 = 4 e 𝑔(𝑥) = 3. 𝑥 + 1 𝑔(2) = 3. (2) + 1 = 6 + 1 = 7 Portanto, 𝑓(9) + 𝑔(2) = 4+7 11 9) Sobre a função f(x) = 6x + 5 é incorreto afirmar que: a) Seu gráfico será representado por uma reta. b) f(2) = 18 c) A função é crescente. d) P(0, 5) é um ponto desta função. e) O coeficiente angular da função é 6 SOLUÇÃO a) Seu gráfico será representado por uma reta. Verdade, pois é uma função de primeiro grau e caracteriza-se sua representação gráfica por uma reta. b) f(2) = 18, Falso pois 𝑓(𝑥) = 6𝑥 + 5 ⇒ 𝑓(2) = 6.2 + 5 = 12 + 5 = 17 c) A função é crescente. Verdadeiro, pois a > 0, ou seja, a taxa de crescimento é sempre positiva. d) P(0, 5) é um ponto desta função. 𝑓(0) = 6𝑥 + 5 ⇒ 6.0 + 5 = 5, portanto P(0,5) é um ponto dessa função. e) O coeficiente angular da função é 6. Verdade, pois a=6 é o coeficiente angular e b=5 é o coeficiente linear. 10) Sobre a função 𝑓(𝑥) = 3𝑥² – 2𝑥 + 4 é incorreto afirmar que: a) Seu gráfico será representado por uma parábola. b) A função não possui raizes reais. c) A função possui um ponto mínimo. d) P(2, 0) é um ponto desta função. e) Q(0, 4) é um ponto desta função SOLUÇÃO a) Seu gráfico será representado por uma parábola. Verdade, pois é uma função de segudno grau e caracteriza-se sua representação gráfica por uma parábola. b) A função não possui raízes reais. verdade, basta verificar o sinal de discriminante ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = (−2)2 − 4.3.4 = 16 − 48 = −32 < 0, portanto, quando ∆< 0, não existe raízes reais. c) A função possui um ponto mínimo. Verdadeiro, pois como 𝑎 = 3 > 0, sua concavidade é para cima, não tocando em nenhum momento o eixo x, mas havendo um ponto de mínimo. d) P(2, 0) é um ponto desta função. Falso, acompanhe os cálculos: 𝑓(𝑥) = 3𝑥² – 2𝑥 + 4 𝑓(2) = 3.2² – 2.2 + 4 𝑓(2) = 12 – 4 + 4 𝑓(2) = 12 Portanto, P(2,12) pertence a essa função e P(2,0) não pertence. e) Q(0, 4) é um ponto desta função Verdadeiro, acompanhe os cálculos: 𝑓(𝑥) = 3𝑥² – 2𝑥 + 4 𝑓(2) = 3.0² – 2.0 + 4 𝑓(2) = 4 Portanto, Q(0,4) pertence a essa função. 11) A funçãof é definida por 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥 + 𝑏. Sabe-se que 𝑓(−1) = 3 e 𝑓(3) = 1, então podemos afirmar que 𝑓(1) é igual a: a) 2 b) -2 c) 0 d) 3 e) -3 SOLUÇÃO 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥 + 𝑏 ⇒ { 𝑓(−1) = −𝑎 + 𝑏 = 3 𝑓(3) = 3𝑎 + 𝑏 = 1 ⇒ { −𝑎 + 𝑏 = 3 3𝑎 + 𝑏 = 1 ⇒ { −𝑎 + 𝑏 = 3 × (−1) 3𝑎 + 𝑏 = 1 ⇒ + { 𝑎 − 𝑏 = −3 3𝑎 + 𝑏 = 1 ⇒ 4𝑎 = −2 ⇒ 𝑎 = − 2 4 ⇒ 𝑎 = − 1 2 Se −𝑎 + 𝑏 = 3 ⇒ − (− 1 2 ) + 𝑏 = 3 ⇒ 1 2 + 𝑏 = 3 ⇒ 𝑏 = 3 − 1 2 ⇒ 𝑏 = 3 − 1 2 ⇒ 𝑏 = 5 2 Logo 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥 + 𝑏 𝑓(𝑥) = − 1 2 𝑥 + 5 2 Como queremos 𝑓(1): 𝑓(1) = − 1 2 . (1) + 5 2 𝑓(1) = − 1 2 + 5 2 𝑓(1) = −1 + 5 2 𝑓(1) = 4 2 𝑓(1) = 2 12) Analise o diagrama abaixo e determine: o domínio, o contradomínio e o conjunto imagem. SOLUÇÃO D(f) = {0,1,2} Im(f) = {1,3,5} CD(f) = {1,2,3,5} 13) Dada a função f:R →R definida por: f(x) = x². Determinar f(0), f(-1), f (-2), f(1) e f(2). SOLUÇÃO 𝑓(−1) = 𝑥2 = (−1)2 = 1 𝑓(−2) = 𝑥2 = (−2)2 = 4 𝑓(1) = 𝑥2 = (1)2 = 1 𝑓(2) = 𝑥2 = (2)2 = 4 14) Verifique quais relações abaixo representam funções. a) Não é função, pois o elemento 0 de A está associado a 3 elementos de B. b) Não é função, pois os elementos -2 e -4 de A não estão associados a algum elemento de B. c) É função, pois todos os elementos de A estão associados a um único elemento de B. d) É função, pois todos os elementos de A estão associados a um único elemento de B. e) É função, pois todos os elementos de A estão associados a um único elemento de B. f) É função, pois todos os elementos de A estão associados a um único elemento de B. g) Não é função, pois o elemento 4 de A está associado a 2 elementos de B. 15) Dados A = {0, 1, 2, 3}, B = {-1, 0, 1} e a correspondência entre A e B dada por y = x – 2, com xA e yB, faça um diagrama e diga se f é uma função de A em B. SOLUÇÃO: Não é função, pois o elemento 0 de A não está associado a algum elemento de B. 16) Dados A = {-2, -1, 0, 1, 2} e B = {-8, -6, -4, -3, 0, 3, 6, 7} e a relação R = {(x,y) AxB /y = 3.x} faça um diagrama e diga se f é uma função de A em B. SOLUÇÃO: É função, pois todos os elementos de A estão associados a um único elemento de B. 17) Dados A = { -3, -2, 0, 3 } e B = { - 1, 0, 1, 2, 4, 5, 7 } e uma relação expressa pela fórmula y = x + 2, com x pertencendo a A e y pertencendo a B. Faça o diagrama e verifique se f é uma função de A em B. SOLUÇÃO: É função, pois todos os elementos de A estão associados a um único elemento de B. Domínio, Contradomínio e Conjunto Imagem Dados os conjuntos A = {0, 1, 2, 3} e B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, vamos considerar a função f: A→B que transforma xA em yB. Nesse caso, a função f: A→B está definida por y = 2.x ou por f(x) = 2.x. Veja que para caracterizar uma função é necessário conhecer seus três componentes: o domínio (A), o contradomínio (B) e uma regra que associa cada elemento de A à um único elemento y = f(x) de B. Nesse exemplo, o domínio é A = {0, 1, 2, 3}, o contradomínio é B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, a regra é dada por y = 2.x e o conjunto imagem é dado por Im(f): {0, 2, 4, 6}. Exercícios 18) O diagrama de flechas abaixo representa uma função f de A em B. Determine: Em toda função f de A em B, Im(f)B. a) D (f) b) CD (f) c) Im (f) d) f (3) e) f (5) f) x f (x) = 4 SOLUÇÃO: 2x)f 10)5(f)e 6)3(f)d }10,6,4{)fIm()c }10,8,6,4,2,0{)f(CD)b }5,3,2{)f(D)a = = = = = = 19) Seja a função f: R → R definida por f(x) = x² - 7x + 9. Determine: a) O valor de f(-1) Os valores de x para que se tenha f(x) = -1. SOLUÇÃO: 2xe5x 2 37 x 940)²7(010x7²x19x7²x1)x(f)b 17)1(f971)1(f9)1(7)²1()1(f9x7²x)x(f)a 21 ==→ = =→−−=→=+−→−=+−→−= =−→++=−→+−−−=−→+−= Equações do 2º grau É uma função f: R→ R, definida por f(x) = ax2 + bx + c, onde a, b e c são coeficientes reais e a 0. Também chamada de função quadrática. Ex: a) y = 5x2 – 3x + 11 b) f(x) = x2 – 36 c) y = x2 + 13x + 5 1. GRÁFICO A função quadrática é representada graficamente por uma parábola, cuja concavidade pode ser voltada para cima (quando a 0) ou voltada para baixo (quando a 0). 2. ZEROS DA FUNÇÃO Zeros da função quadrática são os valores de x que anulam a função e podem ser obtidos pela fórmula de Bháskara: A intersecção da parábola com o eixo das abscissas se dá nos zeros da função. Onde: 0 → intercepta o eixo em 2 ptos dif. = 0 → intercepta o eixo em 1 ponto. 0 → não intercepta o eixo. 3. VÉRTICE DA PARÁBOLA É a intersecção da parábola com o eixo de simetria. As coordenadas do vértice são dadas por: Exercícios 20) Observe a figura, que representa o gráfico de y = ax2 + bx + c. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F). a) ( ) b2 - 4ac é positivo. b) ( ) ele tem um ponto máximo. c) ( ) a é positivo. x = a2 b − → = b2 – 4ac eixo de simetria eixo de simetria x x y y p p q q V V xV xV Simetria: f(p) = f(q) xV = 2 qp + xV = yV = SOLUÇÃO: a) ( V ) b2 - 4ac é positivo. Verdadeiro, pois o gráfico apresenta duas raízes, logo quando isso ocorre o discriminante Δ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 > 0. b) ( F ) ele tem um ponto máximo. Falso, pois, como a concavidade da equação é voltada para cima, isto é, 𝑎 > 0, então, o gráfico apresenta um ponto de mínimo. c) ( V ) a é positivo. Verdadeiro, pois a concavidade é voltada para cima. 21) Encontre a expressão que define a função quadrática f(x), cujo gráfico está esboçado abaixo. SOLUÇÃO: Sabemos que as raízes dessa função são x1 = -2 e x2 = 1. Para obter a função quadrática, basta usarmos 𝑓(𝑥) = (𝑥 − 𝑥1)(𝑥 − 𝑥2) ⇒ 𝑓(𝑥) = (𝑥 − (−2))(𝑥 − 1) ⇒ 𝑓(𝑥) = (𝑥 + 2)(𝑥 − 1) ⇒ 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 + 2𝑥 + 2 ⇒ 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 𝑥 + 2 22) Encontre a lei que determina o gráfico abaixo. SOLUÇÃO: Sabemos que as raízes dessa função são x1 = -2 e x2 = 1. Para obter a função quadrática, basta usarmos 𝑓(𝑥) = (𝑥 − 𝑥1)(𝑥 − 𝑥2) ⇒ 𝑓(𝑥) = (𝑥 − 1)(𝑥 − 3) ⇒ 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 3𝑥 − 𝑥 + 3 ⇒ 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 4𝑥 + 3 23) (UERJ – 2005) Numa operação de salvamento marítimo, foi lançado um foguete sinalizador que permaneceu aceso durante toda sua trajetória. Considere que a altura h, em metros, alcançada por este foguete, em relação ao nível do mar, é descrita por 2tt510h −+= , em que t é o tempo, em segundos, após seu lançamento. A luz emitida pelo foguete é útil apenas a partir de 14 m acima do nível do mar. O intervalo de tempo, em segundos, no qual o foguete emite luz útil é igual a: a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 SOLUÇÃO: .segundos3)14(durante,sejaou,4e1testaninsosentreútilluzemitefogueteo,totanPor 1 2 2 x 4 2 8 x 2 35 x 2 9)5( x94.1.4)²5( 04t5²t²tt5101414h²tt510)t(h 2 1 =− == == = =→ −− =→=−−= =+−→−+=→=→−+= 24) Quais das equações abaixo são do 2º grau? ( ) x – 5x + 6 = 0 ( ) 2x³ - 8x² - 2 = 0 ( X ) x² - 7x + 10 = 0 ( X ) 4x² - 1 = 0 ( ) 0x² + 4x – 3 = 0 ( X ) x² - 7x 25) Classifique as equações do 2º grau em completas ou incompletas e determine os coeficientes a, b, c. a) x² - 7x + 10 = 0 completa a = 1 b= -7 e c = 10 b) 4x² - 4x +1 = 0 completa a = 4 b= -4 e c = 1 c) –x² - 7x = 0 incompleta a = - 1 b= -7 e c = 0 d) x² - 16 = 0 incompleta a = 1 b= 0 e c = - 16 e) x² + 0x + 0 = 0 incompleta a = 1 b= 0 e c = 10 26) Resolva as equações: SOLUÇÃO: a acbb xSolução cbxaxEquação 2 4 : 0: 2 2 −− = =++ a) 2x2 − 5x − 3 = 0 SOLUÇÃO: −= == + = −=−= − = = = + = −−−−− = 3, 2 1 3 4 12 4 75 2 1 4 2 4 75 4 75 4 495 4 24255 )2.(2 )3).(2.(4)5()5( 2 12 S x x x b) – 2x2 + 3x + 5 = 0 SOLUÇÃO: −= −= − = − +− = = − − = − −− = − − = − − = − +− = − −−− = 2 5 ,1 1 4 4 4 73 2 5 4 10 4 73 4 73 4 493 4 4093 )2.(2 )5).(2.(4)3(3 2 12 S x x x c) 𝑥2 − 4𝑥 + 4 = 0 SOLUÇÃO: duplaS x →= == = − = −−−− = 2 2 2 4 2 04 2 16164 )1.(2 )4).(1.(4)4()4( 2 d) 4𝑥 − 𝑥(𝑥 − 4) = −9 SOLUÇÃO: 𝑖𝑖) 𝑥 = −8 ± √(8)2 − 4. (−1). (9) 2. (−1) = −8 ± √64 + 36 −2 = −8 ± √100 −2 = −8 ± 10 −2 ⇒ { 𝑥1 = −8 − 10 −2 = −18 −2 = 9 𝑥2 = −8 + 10 −2 = 2 −2 = −1 𝑆 = {−1, 9} f) 4𝑥² − 36 = 0 SOLUÇÃO: 𝑥 = −0 ± √(0)2 − 4. (4). (−36) 2. (4) = ±√−4. (4). (−36) 8 = ±√576 8 = ±24 8 ⇒ { 𝑥1 = −24 8 = −3 𝑥2 = +16 8 = 3 𝑆 = {−3, 3} g) 7𝑥² − 21 = 0 SOLUÇÃO: 𝑥 = −0 ± √(0)2 − 4. (7). (−21) 2. (7) = ±√−4. (7). (−21) 14 = ±√588 14 ⇒ { 𝑥1 = −24.2487 14 = −1.7320 𝑥2 = 24.2487 14 = 1.7320 𝑆 = {−1.7320, 1.7320} h) 𝑥² + 9 = 0 SOLUÇÃO: 𝑥 = −0 ± √(0)2 − 4. (1). (9) 2. (1) = ±√−4. (1). (9) 2 = ±√−36 2 Como √−36 não existe (raíz quadrada de números negativos não são reais). A enquação não possui raízes reais. i) 𝑥² − 49 = 0 SOLUÇÃO: 𝑥 = −0 ± √(0)2 − 4. (1). (−49) 2. (1) = ±√−4. (1). (−49) 2 = ±√196 2 ⇒ { 𝑥1 = −14 2 = −7 𝑥2 = 14 2 = 7 𝑆 = {−7, 7} 27) O Sr. Guimarães tem um sítio e quer dividi-lo em dois lotes para presentear seus filhos Glória e Afonso. Os lotes e suas dimensões estão representados na figura abaixo: Glória ficará com o lote 1 e Afonso com o lote 2. Os lotes, apesar das dimensões diferentes, terão a mesma área. Calcule as dimensões do lote de Glória. SOLUÇÃO: Igualando as áreas, temos: 𝑖) 2𝑥. (𝑥 + 7) = (𝑥 + 3)2 ⇒ 2𝑥2 + 14𝑥 = 𝑥2 + 6𝑥 = 9 ⇒ 𝑥2 + 8𝑥 − 9 = 0 𝑖𝑖) 𝑥 = −(8) ± √(8)2 − 4. (1). (−9) 2. (1) = −8 ± √64 + 36 2 = −8 ± √100 2 = −8 ± 10 2 ⇒ { 𝑥1 = −8 − 10 2 = −9 < 0 𝑥2 = −8 + 10 2 = 1 Como não existe distância negativa, ignoramos o x1 < 0 e ficamos com x2 = 1 e substituímos na figura, no lugar de x, portanto: 𝑖𝑖𝑖) 𝐺𝑙ó𝑟𝑖𝑎 : 𝐿 𝑜𝑡𝑒 1 = { 2. (1) = 2 1 + 7 = 8
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