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Lista Inequações Prof. Luís Cícero 1 1. Dadas as funções f, g : definidas por -2f(x) x 13x 36 e -g(x) 2x 12. a) Encontre os pontos de interseção dos gráficos das duas funções. b) Encontre os valores reais de x para os quais f(x) g .(x) c) Encontre os valores reais de x que satisfazem f(x 1) g(x 2). 2. Se f e g são funções reais definidas por f(x) x e 2 x g(x) , 2x 5x 2 então o domínio da função composta f g é o conjunto a) 1x | 0 x x 2 2 b) 1x | 0 x x 2 2 c) 1x | 0 x x 2 2 d) 1x | x x 2 2 e) 1x | x x 2 2 3. Considerando-se a solução da inequação 2(ax b) (ax b) 0, com a e b , a 0, é correto afirmar que: a) se a 0 e b 0, então b x . a b) se a 0 e b 0, então b x . a c) se a 0 e b 0, então b x . a d) se a 0 e b 0, então b x . a 4. Resolva a inequação, onde x . 2 2 9x 4 (1 3x 1) 5. No universo dos números reais, a equação 2 2 2 (x 13x 40)(x 13x 42) 0 x 12x 35 é satisfeita por apenas a) três números. b) dois números. c) um número. d) quatro números. e) cinco números. 6. O sistema de inequações abaixo admite k soluções inteiras. 2x 2x 14 3 x x 12 Pode-se afirmar que: a) 0 k 2 b) 2 k 4 c) 4 k 6 d) 6 k 8 e) k 8 7. Considere uma folha de papel retangular com lados 20 cm e 16 cm. Após remover um quadrado de lado x cm de cada um dos cantos da folha, foram feitas 4 dobras para construir uma caixa (sem tampa) em forma de paralelepípedo reto-retângulo com altura x cm. As linhas tracejadas na figura indicam onde as dobras foram feitas. a) Expresse o volume da caixa em função de x. b) Determine o conjunto dos valores de x para os quais o volume da caixa é maior ou igual a 3384 cm . 8. No plano cartesiano, a área do polígono determinado pelo sistema de inequações 0 x 3 4x 12 y 2x 4 3 é igual a a) 12. b) 12,5. c) 14. d) 14,5 e) 15. 9. Considere a região E do plano cartesiano dada por y x 1 3 3 y x 1E x 0 y 0 O volume do sólido gerado, se E efetuar uma rotação de 270 em torno do eixo Ox em unidades de volume, é igual a a) 26 3 b) 26 c) 13 2 d) 13 3 2 10. Dadas as desigualdades, em : I. 3x 1 x 3 2x 5 II. 4x 1 1 x 2 O menor intervalo que contém todos os valores de x que satisfazem, simultaneamente, às desigualdades I e II é: a) 1 3 , 3 5 b) 3 2, 2 c) 3 , 5 d) 1 1 , 3 2 e) 4 3 , 3 5 11. Considere a inequação x 1 0, x 5 com x . Qual é o conjunto solução da inequação? a) ( ,1] [5, ) b) ( , 5) [ 1, ) c) [0, ) d) [ 5, ) e) ( 1, ) 12. Resolva as inequações abaixo (com x ), justificando sua resposta. a) 2 x 5 b) 2 x 5 c) 2 2 x 5 d) 2 2 2 x 5 13. O domínio da função real definida por é f(x) 6 2x 7 é {x | m x n}. Em tal condição, a média aritmética simples entre o menor valor possível para m e o maior valor possível para n é igual a a) 5,8. b) 5,5. c) 5,0. d) 4,6. e) 4,8. 14. Considere as funções reais 2f(x) x 4x e g(x) x. Qual é o maior inteiro para o qual vale a desigualdade f(x) g(x)? a) 3 b) 1 c) 0 d) 3 e) 4 15. A desigualdade 2 2 x 4x 3 0 x 7x 10 se verifica para todos os números reais x tais que a) 1 x ou 3 x 2 ou x 5. b) x 1ou 2 x 3 ou x 5. c) 1 x 2 ou 3 x 5. d) x 1ou 2 x 5. e) 1 x 3 ou 2 x 5. 16. Analise as afirmativas seguintes e classifique-as em V (verdadeira) ou F (falsa). ( ) Considere dois números pares, consecutivos e não nulos. O produto da soma dos inversos desses números pela metade do maior entre eles é um quociente entre dois números inteiros consecutivos. ( ) Para todo a e para todo b existe x tal que 3x a 5bx 5b ( ) Se m é um número inteiro, ímpar e m 3, então o menor valor para x, no conjunto solução da inequação m(m x) 3(x 3), é um número par positivo. Tem-se a sequência correta em a) V - F - V b) F - V - V c) F - V - F d) V - F - F 17. No conjunto dos números reais, o conjunto solução da inequação 2x 5x 3 1 3 4 é o intervalo a) ] , 3[ b) 3 , 7 c) 3 , 7 d) ] 3, [ 18. Seja a um número real positivo e considere as funções afins f(x) ax 3a e g(x) 9 2x, definidas para todo número real x. a) Encontre o número de soluções inteiras da inequação f(x)g(x) 0. b) Encontre o valor de a tal que f(g(x)) g(f(x)) para todo número real x. 19. Seja S a soma dos valores inteiros que satisfazem a inequação 2 2 (5x 40) 0. x 10x 21 Sendo assim, pode-se afirmar que a) S é um número divisível por 7. b) S é um número primo. c) 2S é divisível por 5. d) S é um n◌ْmero racional. e) 3S 1 é um número ímpar. 20. A soma dos valores inteiros que satisfazem a desigualdade 2x 6x 8 é: a) 9 b) 6 c) 0 d) 4 e) 9 21. Uma função consiste na associação de dois conjuntos A e B de números reais, por meio de uma lei f. O subconjunto dos elementos de A que corresponde a um, e somente um, elemento de B é denominado domínio da função D(f). Considerando que a expressão 2 2 2 (2x 8)(x x 6) f(X) x 2x 3 é uma função, determine o domínio de f(x). a) D {x | x 1;x 2 e x 3} b) D {x | x 1;x 2 e x 3} c) D {x | x 1;x 2 e x 3} d) D {x | x 1;x 2 e x 3} e) D {x | x 1;x 2 e x 3} 3 22. a) Para quais valores reais de x a inequação abaixo é satisfeita? 2x 7x 15 3(x 2) b) Para quais valores reais de x a inequação abaixo é satisfeita? 2x 7x 15 3 x 2 23. Quantas soluções inteiras tem a inequação abaixo: 2x 10x 21 0. a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 24. A soma das soluções da inequação x 3 0 2x 1 onde x pertence ao conjunto dos números naturais é: a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 8 25. O conjunto solução S, em , da inequação: x 4 2x 1 1 0 3 é a) S x / 1 x 2 . b) 1S x / x 3 . 2 c) S x / x 1 ou x 2 . d) 1S x / x ou x 3 . 2 26. O conjunto solução S da inequação 25x 6x 8 2 2x 0 é a) 4 S ,2 ,1 . 5 b) 4 S 2, ,1 . 5 c) 4 S ,2 1, . 5 d) 4 S , 1,2 . 5 e) 4 S ,1 2, . 5 27. Sobre a inequação-produto 2 2( 4x 2x 1)(x 6x 8) 0, em , é correto afirmar que a) não existe solução em . b) o conjunto admite infinitas soluções em . c) o conjunto solução é S x / 2 x 4 . d) o conjunto solução é x / x 2 ou x 4 . 28. O número de soluções inteiras do sistema de inequações 2 2x 3 3 2 x 2x 8 é igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 29. Com relação ao número de soluções inteiras da equação 2 2 2 (5 x )(x 2) 0, x 2x 5 podemos garantir que existem: a) infinitasb) quatro c) três d) seis e) duas 30. A função 2 2 9 x f(x) x x 2 tem como domínio o conjunto solução a) S x / 3 x 2 ou 1 x 3 b) S x / 3 x 2 ou 1 x 3 c) S x / 3 x 2 ou 1 x 3 d) S x / 2 x 1 ou 1 x 3 e) S x / 2 x 1 ou 1 x 3 31. Tomando-se R, o conjunto dos números reais, como universo, a inequação 2 23x 3x 4 2x 7 7 5 tem como solução a) 7 x R; x . 5 b) 7 x R; x . 5 c) 5 x R; x . 2 d) 2 x R; x . 5 e) 2 x R; x . 5 32. Considere estas desigualdades 5x 7x 5 2 3 x 6 1 4 A quantidade de números inteiros x que satisfaz simultaneamente às duas desigualdades é: a) 11 b) 10 c) 9 d) 8 e) 7 33. A soma de todos os números inteiros que satisfazem simultaneamente a inequação-produto (3x – 7) (x + 4) < 0 e a inequação-quociente 2x 1 0 5 x é a) 3. b) 5. c) 6. d) 7. 34. O número de soluções inteiras da inequação 2x 6 0 14 2x é: a) 8 b) 9 c) 10 d) 11 e) infinito 35. Sejam f : e g : funções definidas por 2f(x) x 14 e g(x) x 6x 8, respectivamente. 4 a) Determine o conjunto dos valores de x tais que f(x) g(x). b) Determine o menor número real κ tal que f(x) g(x)κ para todo x . 36. No conjunto dos números reais, qual será o conjunto solução da inequação 1 288 1 0,25 x121 ? a) 2 15 x / x 15 2 b) 2 x / 0 x 15 c) 2 x / x 0 15 d) 15 2 x / x 2 15 e) 15 x / x 2 Gabarito Resposta da questão 1: a) Para encontrar os pontos de interseção dos gráficos de f e g, basta resolvermos a equação f(x) g(x). De 2f(x) x 13x 36, g(x) 2x 12 e f(x) g(x), 2 2 x 13x 36 2x 12 x 11x 24 0 Resolvendo a equação acima, x 3 ou x 8 De x 3, g(3) 2 3 12 g(3) 6 De x 8, g(8) 2 8 12 g(8) 4 Logo, os pontos de interseção dos gráficos das funções são (3, 6) e (8, 4). b) De f(x) g(x), 2 2 x 13x 36 2x 12 x 11x 24 0 (x 3) (x 8) 0 x 3 ou x 8 c) De 2f(x) x 13x 36, 2 2 2 f(x 1) (x 1) 13 (x 1) 36 f(x 1) x 2x 1 13x 13 36 f(x 1) x 11x 24 De g x 2x 12, g(x 2) 2 (x 2) 12 g(x 2) 2x 4 12 g(x 2) 2x 16 Então, 2 2 x 11x 24 2x 16 x 9x 8 0 Resolvendo a equação acima, x 1 ou x 8 Resposta da questão 2: [B] De f x x e 2 x g x , 2x 5x 2 2 x f g f g x . 2x 5x 2 Logo, 2 x 0 i 2x 5x 2 22x 5x 2 0 ii As raízes de 22x 5x 2 0 são x 2 e 1 x . 2 De ii , x 2 e 1 x . 2 De i , x 0 x 2 2x 1 Então, 1 0 x x 2. 2 Resposta da questão 3: [A] [A] Verdadeira. a 0 e b 0, então 2ax b é a maior que zero, para todo x real. Portanto, para que se tenha 2(ax b) (ax b) 0, devemos considerar: b ax b 0 x a 5 [B] Falsa. a 0 e b 0, então 2ax b é menor que zero, para todo x real. Portanto, para que se tenha 2(ax b) (ax b) 0, devemos considerar: b ax b 0 x a [C] Falsa. Se a 2 e b 8, temos: b 4. a Sabemos que a inequação 2(2x 8) (2x 8) 0 é válida para x 0 e 0 4. [D] Falsa. Se a 2 e b 8, temos: b 4. a Sabemos que a inequação 2( 2x 8) ( 2x 8) 0 é válida para x 5 e 5 4. Resposta da questão 4: Calculando: 2 2 2 2 2 2 2 * 9x 4 1 3x 1 0 3x 1 0 (1 3x 1) 1 3x 1 2 9x (1 3x 1) 4 (1 3x 1) 4 ou (1 3x 1) (1 3x 1) 1 3x 1 2 (não convém) 1 3x 1 2 3x 1 1 x 0 S Resposta da questão 5: [C] O conjunto de valores de x para os quais a equação possui raízes reais é tal que 2x 12x 35 0 (x 5)(x 7) 0 x 5 ou x 7. Desse modo, temos 2 2 2 (x 13x 40)(x 13x 42) 0 (x 5)(x 6)(x 7)(x 8) 0 x 12x 35 x 8. Portanto, a equação é satisfeita por apenas um número real. Resposta da questão 6: [D] 2 2x 2x 14 x 5x 14 3 0 x x x 12 x 12 Resolvendo e fazendo os diagramas de sinais, temos: x 7 2 x 0 Logo, 7 x 12 Inteiros S 1, 8, 9,10,11,12 k 6 2 x 0 Resposta da questão 7: a) Como as dimensões da caixa, em centímetros, são iguais a x, 16 2x e 20 2x, temos 3 2V x (16 2x)(20 2x) 4x 72x 320x, em que V é o volume, em centímetros cúbicos, e 0 x 8. b) Tem-se que 3 2 3 24x 72x 320x 384 x 18x 80x 96 0. Logo, observando que x 2 é raiz da equação 3 2x 18x 80x 96 0, e, sabendo de (a) que 0 x 8, vem 2(x 2)(x 16x 48) 0 (x 2)(x 4)(x 12) 0 2 x 4. A resposta é {x | 2 x 4}. Resposta da questão 8: [E] Desenhando-se separadamente cada uma das funções apresentadas e considerando o sistema de inequações, tem-se a seguinte área S : A área S será igual a: ABC 3 10 S 15 2 Resposta da questão 9: [C] Reescrevendo as duas primeiras inequações como equações, tem- se: y x y x 1 1 y 3 x 3 3 3 3 y x 1 y x 1 y 1 x Tendo estas duas equações de retas e sabendo que x 0 e y 0, pode-se construir o gráfico a seguir, que apresenta a região E (em rosa) indicada no enunciado: 6 Rotacionando a área E (em rosa) em 360 em torno do eixo x teremos um cone “oco” de altura e raio 3, com uma concavidade também em formato de cone, de altura e raio igual a 1 (região indicada em azul). Assim, para se conseguir o volume somente do sólido gerado pela rotação da área rosa E, podemos calcular o volume total do cone de altura e raio 3 (que chamaremos de V) e subtrair dele o volume do cone gerado pela rotação da área representada em azul (que chamaremos de azulV . Assim, o volume do sólido gerado pela rotação da área E E(V ) será: E azulV V V Sendo o volume de um cone de revolução dado pela fórmula 2 cone 1 V R h, 3 π temos que: 2 2 E E 1 1 26 V 3 3 1 1 9 V 3 3 3 3 π π π π π Porém, o solicitado no enunciado não é uma rotação de 360 em torno do eixo x, mas sim uma rotação de 270 . Nesse caso, o volume final 'EV será correspondente a E3 V .4 Ou seja: ' ' E E E 3 26 78 133V V V4 4 3 12 2 π π π Resposta da questão 10: [D] Resolvendo a primeira desigualdade, obtemos 3x 1 x 3 3x 1 x 3 2x 5 x 3 2x 5 1 x 2 x 2 1 x . 2 O conjunto de valores de x que satisfaz a segunda é 1 x4x 1 131 0 x 2. x 2 x 2 3 Portanto, o conjunto de valores de x que satisfaz simultaneamente as desigualdades I e II é igual a 1 1 , . 3 2 Resposta da questão 11: [B] Tem-se que x 1 x 1 0 0 x 5 ou x 1. x 5 x 5 Portanto, vem S ( , 5) [ 1, ). Resposta da questão 12: a) Tem-se que 2 x 5 x 5 2. Portanto, o conjunto solução é S {x | x 5 2}. b) Impondo 2 x 0, vem x 2. Daí, elevando ambos os lados da desigualdade ao quadrado, temos 2 x 5 x 3. Em consequência, sendo [ 2, [ ] , 3] [ 2, 3], concluímos que S {x | 2 x 3}. c) Analogamente, temos x 2 e 2 2 x 5 2 x 3 2 x 9 x 7. Por conseguinte, a resposta é S {x | 2 x 7}. d) De modo inteiramente similar, temos x 2 e 2 2 2 x 5 2 2 x 3 2 2 x 9 2 x 7 x 47. Portanto, segue que S {x | 2 x 47}. Resposta da questão 13: [B] 2x 7 36 7 296 2x 7 0 2x 7 6 domínio f(x) x7 2 2x2x 7 0 2x 7 2 7 29 222 2média 5,5 2 4 Resposta da questão 14: [B] Calculando: 2 2x 4x x x 3x 0 3 x 0 Logo, a alternativa que se encontra dentro do intervalo é a apresentada no item [B]. 7 Resposta da questão 15: [B] Fazendo o estudo do sinal de cada uma das funções e depois o sinal do quociente entre elas, temos: Portando a solução da inequação quociente será dada por: S {x | x 1ou 2 x 3 ou x 5}. Resposta da questão 16: [A] VERDADEIRA. Sendo os dois números pares, consecutivos e não nulos sendo 2a e 2a 2, pode-se equacionar o descrito no enunciado: 2a 2 2a 21 1 4a 2 4a 2 2a 1 2a 2a 2 2 2a 2a 2 2 4a 2a Assim, o resultado será o quociente entre dois números inteiros e consecutivos, pois 2a 1 é consecutivo a 2a. FALSA. Reescrevendo a equação descrita no enunciado, tem-se: 5b a 3x a 5bx 5b 3x 5bx 5b a x(3 5b) 5b a x 3 5b divisor 0, portanto: 3 3 5b 0 b 5 Portanto, existe um valor de b que não satisfaz a equação para x . VERDADEIRA. Reescrevendo a inequação descrita no enunciado, tem-se: 2 2 2 2 2 m(m x) 3(x 3) m mx 3x 9 mx 3x 9 m x(m 3) 9 m 9 m 9 m (m 3) (m 3) x x x x m 3 m 3 (m 3) (m 3) Mas, se m 3 é um número inteiro e ímpar, então m é ímpar e positivo, portanto a soma ( m) 3 é um número par positivo. Resposta da questão 17: [B] 2x 5x 3 1 3 4 Multiplicando os dois membros por 12, temos: 8x 15x 9 12 7x 3 7 x 3 Portanto, 3 S , . 7 Resposta da questão 18: a) Sendo a 0, temos 9 f(x)g(x) 0 a(x 3) x 0 2 9 3 x . 2 Portanto, segue que x { 2, 1, 0, 1, 2, 3, 4}, ou seja, a inequação possui 7 soluções inteiras. b) Tem-se que f(g(x)) ag(x) 3a a(9 2x) 3a 2ax 12a e g(f(x)) 9 2f(x) 9 2(ax 3a) 2ax 6a 9. Logo, vem f(g(x)) g(f(x)) 2ax 12a 2ax 6a 9 1 a . 2 Resposta da questão 19: [B] 2 5x 40 0 x 8 x 10x 21 0 x 3 ou x 7 Fazendo agora o estudo de sinal da função 2 2 5x 40 f(x) , x 10x 21 temos: Portanto, a soma pedida será dada por: 4 5 6 8 23. 8 Resposta da questão 20: [A] 2 2x 6x 8 x 6x 8 0 Estudando o sinal da função 2f(x) x 6x 8, temos: A soma S dos valores inteiros do intervalo considerado será dada por: 4 ( 3) ( 2) 9 Resposta da questão 21: [A] 0 3x2x 6xx8x2 2 22 Condição de existência: 2x 2x 3 0 x 3 ou x 1 Raízes: 22x 8 0 x 2 ou x 2 2x x 6 0 x 3 ou x 2 Estudo do sinal de 2 2 2 2x 8 x x 6 . x 2x 3 D {x | x 1;x 2 e x 3} Resposta da questão 22: a) 2 2x 7x 15 3(x 2) x 10x 21 0 x 3 ou x 7. Resposta: {x | x 3 ou x 7}. b) 2 2 2x 7x 15 x 7x 15 3 (x 2) x 10x 21 3 0 0 x 2 x 2 x 2 Fazendo o estudo de sinal da função produto, temos: Resposta: {x | 2 x 3 ou x 7}. Resposta da questão 23: [C] As raízes da equação 2x 10x 21 0 são 3 e 7. Analisando, agora, o sinal da inequação, temos: Portanto, os valores inteiros de x que verificam a inequação são 3, 4, 5, 6 e 7 (cinco números inteiros). Resposta da questão 24: [A] Tem-se que x 3 x 3 0 0 12x 1 2 x 2 1 x 3. 2 Logo, as soluções naturais da inequação são x 1 e x 2. Em consequência, o resultado pedido é igual a 1 2 3. Resposta da questão 25: [B] Tem-se que x 8 1 4 (2x 1) 1 0 x (x 3) 0 3 3 2 1 x 3. 2 Portanto, 1 S x | x 3 . 2 Resposta da questão 26: [E] Tem-se que 2 4(5x 6x 8)(2 2x) 0 x (x 1)(x 2) 0 5 4 x 1 ou x 2. 5 9 Resposta da questão 27: [C] Reescrevendo a inequação, obtemos 2 2 2 2 2 ( 4x 2x 1)(x 6x 8) 0 (4x 2x 1)(x 6x 8) 0 1 4 x (x 2)(x 4) 0 2 1 x ou 2 x 4. 2 Portanto, o conjunto solução da inequação, em , é S {x ; 2 x 4}. Resposta da questão 28: [D] Temos 2 2 2x 3 2x 33 2 (x 1) 9 x 2x 8 3 x 2 3 x 1 3 3 x 2 4 x 2 3 x 2. 2 Portanto, como as soluções inteiras do sistema são 1, 0,1 e 2, segue que o resultado pedido é 4. Resposta da questão 29: [E] Em primeiro lugar, 2 2 2 (5 x )(x 2) 0 x 2x 5 é uma inequação. Como 2 2x 2x 5 (x 1) 4 0 para todo x real, a inequação dada é equivalente a (x 5 )(x 5)(x 2)(x 2) 0 5 x 2 ou 2 x 5. Portanto, as únicas soluções inteiras são x 2 e x 2. Resposta da questão 30: [B] O domínio da função será a solução da seguinte inequação 2 2 9 x 0. x x 2 2 0 x 3 ou 39 x x de 2 0 x 2 ou x 1x x 2 Estudando o sinal de 2 2 9 x , x x 2 temos: Resolvendo a inequação, temos: S x / 3 x 2 ou 1 x 3 Resposta da questão 31: [E] 2 2 2 23x 3x 4 3x 3x 4 4 4 2 2x 2x -2x x x 7 7 5 7 7 5 5 10 5 S= 2 x R; x . 5 Resposta da questão 32: [C] 5x 7x 5 15x 14x 10 x 10 2 3 x 6 1 x 6 4 x 2 4 Temos então, nove números inteiros que verificam as condições acima: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10. Resposta da questão 33: [A] Temos que 7 (3x 7) (x 4) 0 3 x (x 4) 0 3 7 4 x 3 e 1 2 x 2x 1 20 0 5 x (x 5) 1 x 2 0 x 5 1 x 5. 2 Logo, os números reais x que satisfazem simultaneamente as inequações são tais que 1 7 x , 2 3 e, portanto, a soma pedida é igual a 0 1 2 3. 10 Resposta da questão 34: [C] Fazendo o estudo do sinal, temos: Logo, a solução da equação será dada por 7x3/RxS com os seguintes números inteiros: -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 e 6. Dez no total. Resposta da questão 35: a) 2 2f(x) g(x) x 14 x 6x 8 x 5x 6 0 Resolvendo a inequação, temos: S x / x 1 ou x 6 b) k g(x) f(x) 2 2 k x 6x 8 x 14 k x 5x 6 Concluímos que o k é o valor máximo da função g(x) – f(x) Logo, 49 49 k 4.a 4.( 1) 4 Δ . Resposta da questão 36: [B] Reescrevendo a inequação dada, obtemos 1 1 2 288 1 88 1 10,25 x 11 x 4121 15 1 0 2 x 2 15 x 15 0. 2x Estudando o sinal de 2 15 x 15 , 2x encontramos Portanto, o conjunto solução da inequação dada é: 2S x | 0 x . 15
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