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Livro do Professor Saymon Michel Sanches Volume 2 Livro de atividades Matemática ©Editora Positivo Ltda., 2017 Proibida a reprodução total ou parcial desta obra, por qualquer meio, sem autorização da Editora. Dados Internacionais para Catalogação na Publicação (CIP) (Maria Teresa A. Gonzati / CRB 9-1584 / Curitiba, PR, Brasil) Shutterstock/Dabarti CGI S211 Sanches, Saymon Michel. Matemática : livro de atividades : Saymon Michel Sanches. – Curitiba : Positivo, 2017. v. 2 : il. ISBN 978-85-467-1392-9 (Livro do aluno) ISBN 978-85-467-1391-2 (Livro do professor) 1. Ensino médio. 2. Matemática – Estudo e ensino. I. Título. CDD 373.33 04 Sequências I Progressão aritmética Denomina-se progressão aritmética (PA) qualquer sequência numérica na qual, a partir do 2º. termo, a diferença entre cada termo e o anterior é constante. Essa diferença é a razão (r) da sequência. Denominamos crescente a PA que tem razão positiva e decrescente a que tem razão negativa. Quando a razão da PA é nula, dizemos que é uma PA constante. Exemplos: • (45, 51, 57, 63, 69, 75, 81, 87, ..., 219) → PA crescente e finita de razão 6. • (0, 1, 2, 3, 4, 5, ...) → PA crescente e infinita de razão 1. • (2,3; 1,6; 0,9; 0,2; –0,5; –1,2; ...) → PA decrescente e infinita de razão –0,7. • (6,7; 6,7; 6,7; 6,7; 6,7; 6,7; ...) → PA constante e infinita de razão 0. Um termo qualquer de uma progressão aritmética é denominado termo geral. A fórmula do termo geral de uma PA é dada por: a a (n 1) rn 1= + − ⋅ Progressão aritmética e função afim A fórmula do termo geral de uma PA, quando expressa em função de n, é uma função afim com domínio *. a r n a r f n an b a f n r a a r b n n = ⋅ + − = + ⎫ ⎬ ⎭ → = = − = ( ) ( ) ( ) 1 1 Interpolação aritmética O procedimento de inserir alguns termos, denominados meios aritméticos, entre dois outros, de modo que a sequência formada seja uma PA, é chamado de interpolação aritmética. Soma dos termos de uma PA A soma dos n primeiros termos de uma PA é dada por: S (a a ) n 2n 1 n= + ⋅ . Progressão aritmética e juros simples As progressões aritméticas estão relacionadas com o cálculo de juros, no sistema de capitalização simples, no qual o juro incide apenas sobre o capital inicial. O cálculo de juros simples é feito com uso da fórmula j C i t= ⋅ ⋅ , em que C é o capital inicial, i é a taxa de juro e t é o tempo durante o qual será aplicada a taxa. O primeiro termo da PA corresponde ao capital inicial e a razão, aos juros de cada mês. Exemplo: Supondo um capital de R$ 5.000,00 referente a um empréstimo à taxa de 2% ao mês a juros simples, qual é o montante pago se a dívida for quitada ao final de 2 meses? E de 4 meses? j C i t j t j t M C j M t M t = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⇒ = = + = + ⋅ = + ⋅ 5000 0 02 100 5000 100 5000 100 22 , ⇒⇒ = + = = + ⋅ ⇒ = + = M M M 2 4 4 5000 200 5200 5000 100 4 5000 400 5400 2 Volume 2 Atividades Sequências 1. Considerando a sequência definida por a nn = +4 5, com n∈ *, determine: a) O 6º. termo dessa sequência. a 6 = 4 · 6 + 5 a6 = 24 + 5 = 29 b) O 12º. termo dessa sequência. a12 = 4 · 12 + 5 a12 = 48 + 5 = 53 c) A posição que ocupa o termo igual a 245. 245 = 4n + 5 4n = 245 – 5 n = 60 É o 60º. termo da sequência. 2. Escreva os 5 primeiros termos da sequência definida pela regra abaixo. a a a com nn n 1 1 16 1 4 = = ⋅ ∈ ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ + , * a a a a a a a a 1 1 1 2 2 1 3 3 1 4 4 16 16 1 4 4 4 4 1 4 1 1 1 1 4 1 4 1 4 = = ⋅ = ⇒ = = ⋅ = ⇒ = = ⋅ = ⇒ = + + + ++ = ⋅ = ⇒ =1 5 1 4 1 4 1 16 1 16 a 3. Determine a soma dos quatro primeiros termos da se- quência de números reais definida por T T T com nn n 1 1 2 2 3 = − = ⋅ +( ) ∈ ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ + , * T T T T T T 1 1 1 2 2 1 3 3 1 2 2 2 3 2 2 2 2 3 10 10 2 10 3 = − = ⋅ − + = ⇒ = = ⋅ + = ⇒ = = ⋅ + + + + ( ) ( ) ( )) = ⇒ = + + + = − + + + = 26 26 2 2 10 26 36 4 1 2 3 4 T T T T T 4. (UNIFESP – SP) A soma dos termos que são números primos da sequência cujo termo geral é dado por a nn = +3 2, para n natural, variando de 1 a 5, é a) 10. b) 16. c) 28. X d) 33. e) 36. a n a a a a a n = + = ⋅ + = = ⋅ + = = ⋅ + = = ⋅ + = = ⋅ + = 3 2 3 1 2 5 3 2 2 8 3 3 2 11 3 4 2 14 3 5 2 1 2 3 4 5 117 A soma desses termos que são primos é: a a a1 3 5 5 11 17 33+ + = + + = 5. (UNESP – SP) Considere as sequências ( )a n e ( )bn definidas por a n n + =1 2 e bn n + =1 3 , n ≥ 0. Então, o valor de a b11 6 é: a) 2 311 6⋅ X b) 125 c) 515 d) 615 e) 6 30 a n a a b n b b a b n n n n + + + + = = ⇒ = = = = ⇒ = = ⋅ 1 10 1 10 11 10 1 5 1 5 6 5 11 2 10 2 2 3 5 3 3 66 10 5 11 6 2 5 5 11 6 5 5 5 2 3 2 3 4 3 12 = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ = a b a b ( ) Matemática 3Matemática 33 6. (FGV – SP) Uma pulga com algum conhecimento ma- temático brinca, pulando sobre as doze marcas cor- respondentes aos números das horas de um relógio. Quando ela está sobre uma marca correspondente a um número não primo, ela pula para a primeira marca a seguir, no sentido horário. Quando ela está sobre a marca de um número primo, ela pula para a segunda marca a seguir, sempre no sentido horário. Se a pulga começa na marca do número 12, onde ela estará após o 2014º. pulo? Veja no quadro as marcas correspondentes aos primeiros pulos da pulga. pulo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 marca 1 2 4 5 7 9 10 11 1 2 4 5 7 9 10 11 1 Observe que, na sequência formada, os termos se repetem de 8 em 8. Assim: 2 014 8 6 251 2 014 251 8 6= ⋅ + Para chegar ao 2 014º. pulo, temos 251 ciclos completos de 8 pulos mais 6 pulos. Portanto, a pulga estará na marca cor- respondente ao pulo de número 6, ou seja, em 9. Progressão aritmética (PA) 7. Escreva uma PA: a) com 7 termos em que a1 = 6 e r = –2. (6, 4, 2, 0, –2, –4, –6) b) com 5 termos em que a1 = 3 e r = 8. (3, 11, 19, 27, 35) c) com 4 termos em que a1 = –3 e r = –4. (–3, –7, –11, –15) d) com 8 termos em que a1 = 2,5 e r = 0,75. (2,5; 3,25; 4; 4,75; 5,5; 6,25; 7; 7,75) e) com 6 termos em que a1 = 2 5 e r = 1 2 . 5 2 5 9 10 7 5 19 10 12 5 29 10 , , , , , ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 8. Com relação à PA (4, 12, 20, ...), determine: a) a razão. r = 12 – 4 = 8 b) o 8º. termo. an = a1 + (n – 1) · r a8 = 4 + (8 – 1) · 8 a8 = 4 + 56 = 60 c) o 17º. termo. a17 = 4 + (17 – 1) · 8 a17 = 4 + 128 = 132 9. Sendo a sequência 1 3 2 2, , , ... ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ uma PA, determine: a) a razão. r = 3 2 – 1 r = 3 2 2 = 1 2 b) o 40º. termo. a 40 = 1 + (40 – 1) · 1 2 a 40 = 1 + 39 2 = 41 2 c) O valor da expressão a a a8 13 21+ + . a 8 = 1 + (8 – 1) · 1 2 a 8 = 1 + 7 2 a 8 = 9 2 a13 = 1 + (13 – 1) · 1 2 a 13 = 1 + 12 · 1 2 a13 = 7 a 21 = 1 + (21 – 1) · 1 2 a 21 = 1 + 20 · 1 2 a 21 = 11 a a a8 13 21 = 9 2 + 7 + 11 = 9 2 + 18 = 9 36 2 = 45 2 4 Volume 2 10. Determine o número de termos de uma PA finita em que o primeiro termo é igual a 5, o último termo é 165 e a razão é 8. a n = a 1 + (n – 1) · r 165 = 5 + (n – 1) · 8 165 = 5 + 8n – 8 165 – 5 + 8 = 8n 168 = 8n ⇒ n = 21 11. O penúltimo e o último termos de uma PA de 17 termos são, respectivamente, 28 e 34. Determine os três pri- meiros termos dessa sequência. r = 34 – 28 ⇒ r = 6 an = a 1 + (n – 1) · r a 17 = a 1 + (17 – 1) · 6 34 = a1 + 96 a 1 = –62 a 2 = –56 a 3 = –50 12. Sabe-se que o sétimo termo e o décimo segundo termo de uma PA são, respectivamente, 22 e 37. Determine: a) a razão e o primeiro termo dessa PA. a12 = a 7 + 5 · r 37 = 22 + 5 · r 37 – 22 = 5r 15 = 5r ⇒ r = 3 a 7 = a 1 + (7 – 1) · 3 22 = a 1 + 18 ⇒ a1 = 4 b) o vigésimo termo dessa PA. a n = a 1 + (n – 1) · r a 20 = 4 + (20 – 1) · 3 a 20 = 4 + 19 · 3 = 61 13. Em uma loja de doces, as barras de chocolate entraram em promoção. O preço que o cliente vai pagar diminui à razão constante, de acordo com a quantidade de bar- ras de chocolate que comprar, limitado a oito barrasde chocolate por cliente. Observe o quadro a seguir: Barra(s) de chocolate 1 2 3 4 Valor unitário (R$) 5,00 4,70 4,40 4,10 Observe que, conforme o número de barras de chocolate compradas aumenta, o preço unitário diminui a uma razão constante, formando uma PA. Responda: a) Qual é a razão dessa sequência? r = 4,7 – 5 = –0,3 b) Se uma pessoa comprar 8 barras de chocolate, qual será o valor total pago? a n = a 1 + (n – 1) · r a 8 = 5 + (8 – 1) · (–0,3) a 8 = 5 + 7 · (–0,3) = 2,90 Como cada barra custará R$ 2,90, o valor total pago será de 8 ∙ 2,90 = R$ 23,20. c) Comparando com o valor não promocional, quanto economizará uma pessoa que comprar 6 barras de chocolate? a n = a 1 + (n – 1) · r a 6 = 5 + (6 – 1) · (–0,3) a 6 = 5 + 5 · (–0,3) = 3,50 Pelo valor não promocional, a pessoa vai pagar 6 · R$ 5,00 = R$ 30,00 e pelo valor promocional, a pessoa vai pagar 6 · R$ 3,50 = R$ 21,00. Portanto, a economia será de R$ 9,00. Matemática 5 14. Uma garota decidiu brincar com seus carimbos e, em pedaços de papel, criou uma sequência de figuras. (1) (2) (3) Determine quantos triângulos e quantos círculos have- rá na vigésima figura se a garota mantiver o padrão da sequência ilustrada. Sequência de triângulos Na vigésima figura, haverá 20 triângulos, pois em cada figura o número de triângulos coincide com a ordem. Sequência de círculos a n = a 1 + (n – 1) · r a 20 = 1 + (20 – 1) · 2 a 20 = 1 + 19 · 2 = 39 Na vigésima figura, haverá 20 triângulos e 39 círculos. 15. Determine o(s) valor(es) de x na sequência (x + 5, 3x, x 2 – 1), sabendo que os três termos, nessa ordem, formam uma PA. a a a a2 1 3 2− −= 3x – (x + 5) = x 2 – 1 – 3x 3x – x – 5 = x2 – 1 – 3x – x 2 + 5x – 4 = 0 x x a b c b a c 2 2 2 5 4 0 1 5 4 4 5 4 1 4 25 16 9 − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ = − = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = = − = = Δ 2 5 9 2 1 5 3 2 8 2 4 5 3 2 2 2 1 1 2 Para x = 4, temos a PA crescente (9, 12, 15). Para x = 1, temos a PA decrescente (6, 3, 0). 16. Considere a sequência 4 10 4 6 13 2 2x x x x− − + +( ), , . a) Determine os valores de x que tornam essa sequên- cia uma PA. a a a a2 1 3 2− = − x 2 – 4 – (4x – 10) = x 2 + 6x + 13 – (x 2 – 4) x 2 – 4 – 4x + 10 = x 2 + 6x + 13 – x 2 + 4 x x a b c b a c 2 2 2 10 11 0 1 10 11 4 10 4 1 11 10 − − = = = − = − = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ −( ) = ; ; Δ Δ Δ 00 44 144+ = x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = = − = − = − Δ 2 10 144 2 1 10 12 2 22 2 11 10 12 2 2 2 1 1 2 b) Escreva os termos e a razão da PA formada. Para x = 11 a PA é (34, 117, 200). Razão: r r = − = 117 34 83 Para x = –1 a PA é (–14, –3, 8). Razão: r r = − − = 8 3 11 ( ) 17. As medidas dos lados de um triângulo retângulo são expressas em ordem crescente por x – 4, 2x – 6 e 3x – 14. Determine: 6 Volume 2 a) O valor da medida da hipotenusa desse triângulo. Como os valores estão em ordem crescente, a medida 3x – 14 é a da hipotenusa desse triângulo. Então, utili- zando o Teorema de Pitágoras, temos: ( ) ( ) ( )3 14 4 2 62 22x x x− = − + − 9x 2 – 84x + 196 = x 2 – 8x + 16 + 4x 2 – 24x + 36 4x 2 – 52x +144 = 0 x x a b c b a c 2 2 2 13 36 0 1 13 36 4 13 4 1 36 169 14 − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ = − ; ; Δ Δ Δ 44 25= x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = = − = = Δ 2 13 25 2 1 13 5 2 18 2 9 13 5 2 8 2 4 1 2 Substituindo os valores encontrados: x x = = − 9 5 12 13 4 0 2 2 : : ( , , ) ( , , ) Nem sempre as soluções de uma equação serão váli- das. Nesse caso, a solução x = 4 não é válida, pois uma das medidas seria nula e outra negativa. Portanto, x = 9 e a medida da hipotenusa é 13. b) O perímetro do triângulo. Já calculamos as medidas dos lados do triângulo retân- gulo: 5, 12 e 13. Portanto, o perímetro desse triângulo é 5 + 12 + 13 = 30 unidades de comprimento. c) As medidas dos lados desse triângulo não formam uma PA. Considere um triângulo retângulo em que o maior cateto mede 12 e cujas medidas dos lados formam uma PA. Quais são essas medidas? Sendo r a razão da PA, podemos escrever a seguinte sequência: (12 – r, 12, 12 + r) Utilizando o Teorema de Pitágoras, temos: ( ) ( )12 12 12 144 24 144 24 144 48 144 3 2 2 2 2 2 + = − + + + = − + + = = r r r r r r r r As medidas dos lados são 9, 12 e 15. 18. Numa PA, o 4º. termo é –16 e o 10º. termo é 2. Determi- ne o primeiro termo e a razão dessa sequência. a 10 = a 4 + 6 · r 2 = –16 + 6 · r 18 = 6r ⇒ r = 3 a n = a 1 + (n – 1) · r a 10 = a 1 + (10 – 1) · 3 2 = a 1 + 9 · 3 2 = a 1 + 27 ⇒ a 1 = –25 19. Considerando uma PA em que o quinto termo é 1 e o oitavo termo é –8, é correto afirmar que: a) ( F ) a razão é –2. b) ( V ) o sétimo termo é –5. c) ( F ) o primeiro termo é 15. d) ( V ) o número de termos positivos dessa sequência é 5. e) ( V ) a soma do nono com o décimo primeiro termo é igual a –28. a) a 8 = a 5 + 3 · r –8 = 1 + 3 · r –9 = 3r ⇒ r = –3 b) a a r a a 7 8 7 7 8 3 5 = − = − − − = − ( ) c) a 8 = a 1 + (8 – 1) · (–3) –8 = a 1 + 7 · (–3) –8 = a 1 – 21 ⇒ a 1 = 13 d) (13, 10, 7, 4, 1, –2, –5, –8, –11, –14, –17, ...) e) a a9 11+ = –11 + (–17) = –11 – 17 = –28 20. Numa PA, a soma do 4º. termo com o 9º. termo é igual a 46 e a soma do 7º. termo com o 12º. termo é igual a 70. Determine: a) A razão e o primeiro termo dessa PA. a a4 9+ = 46 ⇒ a 1 + 3r + a 1 + 8r = 46 ⇒ ⇒ 2a 1 + 11r = 46 (I) a a7 12+ = 70 ⇒ a 1 + 6r + a 1 + 11r = 70 ⇒ ⇒ 2a 1 + 17r = 70 (II) O sistema formado por (I) e (II) é: 2 11 46 2 17 70 1 1 a r a r + = + = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ Resolvendo o sistema, temos: a r 1 1 4 = = Matemática 7 b) O 20°. termo dessa PA. a a n r a a n = + −( )⋅ = + −( )⋅ = + ⋅ = 1 20 20 1 1 20 1 4 1 19 4 77 21. Em uma PA, temos que a1 + a10 = 61 e a5 + a15 = 106. Determine: a) A razão dessa PA.a ão dessa a a1 10+ = 61 ⇒ a 1 + a 1 + 9r = 61 ⇒ 2a 1 + 9r = 61 (I) a a5 15+ = 106 ⇒ a 1 + 4r + a 1 + 14r = 106 ⇒ 2a 1 + + 18r = 106 (II) O sistema formado por (I) e (II) é: 2 9 61 2 18 106 1 1 a r a r + = + = ⎧ ⎨⎪ ⎩⎪ Resolvendo o sistema, temos: a r 1 8 5 = = b) O valor de a8. a n = a 1 + (n – 1) · r a 8 = 8 + (8 – 1) · 5 a 8 = 8 + 7 · 5 = 43 c) A posição que ocupa o termo de valor 118. a n = a 1 + (n – 1) · r 118 = 8 + (n – 1) · 5 118 = 8 + 5n – 5 115 = 5n ⇒ n = 23 O número 118 é o 23°. termo da PA. d) O número 269 é um dos termos dessa PA? a a n r n n n n n = + − ⋅ = + − ⋅ = − ⋅ − = = 1 1 269 8 1 5 261 1 5 1 52 2 53 2 ( ) ( ) ( ) , , Como n não é um número inteiro positivo, 269 não é um dos termos da PA. 22. Interpole 15 termos entre 3 e 83, de modo que a se- quência formada seja uma PA. n = 15 + 2 = 17 a n = a 1 + (n – 1) · r 83 = 3 + (17 – 1) · r 80 = 16r ⇒ r = 5 (3, 8, 13, 18, 23, 28, 33, 38, 43, 48, 53, 58, 63, 68, 73, 78, 83) 23. Foram inseridos oito termos entre 12 e 39, formando uma PA. Determine: a) A razão. n = 8 + 2 = 10 a n = a 1 + (n – 1) · r 39 = 12 + (10 – 1) · r 27 = 9r ⇒ r = 3 b) O valor de a5. a n = a 1 + (n – 1) · r a 5 = 12 + (5 – 1) · 3 a 5 = 12 + 4 · 3 = 24 24. Oito pessoas formaram uma fila por ordem de altura, sendo a primeira com 1,92 m e a última com 1,50 m. As alturas das pessoas em fila formam uma PA. Determine: a) A razão. a n = a 1 + (n – 1) · r e n = 8 1,92 = 1,5 + (8 – 1) · r 1,92 – 1,5 = 7r 0,42 = 7r ⇒ r = 0,06 m b) A altura de cada uma das oito pessoas que forma- ram a fila. (1,92; 1,86; 1,80; 1,74; 1,68; 1,62; 1,56; 1,50) 25. (UNESP-SP) Em 05 de junho de 2004, foi inaugurada uma pizzaria que só abre aos sábados. No dia da inau- guração, a pizzaria recebeu 40 fregueses. A partir daí, o número de fregueses que passaram a frequentar a pizzaria cresceu em progressão aritmética de razão 6, 8 Volume 2 até que atingiu a cota máxima de 136 pessoas,a qual tem se mantido. O número de sábados que se passa- ram, excluindo-se o sábado de inauguração, para que a cota máxima de fregueses fosse atingida pela primeira vez, foi: a) 15. X b) 16. c) 17. d) 18. e) 26. Como devemos excluir o sábado de inauguração, então a 1 = 46, r = 6 e a n = 136 an = a 1 + (n – 1) · r 136 = 46 + (n – 1) · 6 136 = 46 + 6n – 6 96 = 6n ⇒ n = 16. 26. Determine quantos múltiplos de 8 existem entre 1 235 e 1 835. Dividindo 1 235 por 8, obtemos 154 e sobram 3. Isso sig- nifica que: 1) 1 235 = 154 ∙ 8 + 3 não é múltiplo de 8; 2) O primeiro múltiplo de 8 maior do que 1 235 é 5 unida- des maior do que 1 235 (154 ∙ 8 + 3 + 5 = 1 240). Dividindo 1 835 por 8, obtemos 229 e restam 3. Isso sig- nifica que: 1) 1 835 = 229 ∙ 8 + 3 não é múltiplo de 8; 2) O último múltiplo de 8 menor do que 1835 é 3 unidades menor do que 1 835 (1 835 – 3 = 1 832). Portanto, a lista de múltiplos de 8 entre 1 235 e 1 835 é uma PA de razão 8 cujo 1º. termo é 1 240 e o último termo é 1 832. a n = a1 + (n – 1) · r 1 832 = 1 240 + (n – 1) · 8 1 832 = 1 240 + 8n – 8 ⇒ 600 = 8n ⇒ n = 75 Existem 75 múltiplos de 8 entre 1 235 e 1 835. 27. Determine quantos múltiplos de 3 existem entre 100 e 300 que são também múltiplos de 4. Os múltiplos de 3 que são também múltiplos de 4 são os múltiplos de 12. Dividindo 100 por 12, obtemos 8 e sobram 4. Isso significa que: 1) 100 = 8 ∙ 12 + 4 não é múltiplo de 8; 2) O primeiro múltiplo de 12 maior do que 100 é 8 unidades maior do que 100 (8 ∙ 12 + 4 + 8 = 108). Dividindo 300 por 12, obtemos 25 e resta 0. Isso significa que: 1) 300 é múltiplo de 12; 2) O último múltiplo de 12 menor do que 300 é 12 unidades menor do que 300 (300 – 12 = 288) A lista de múltiplos de 3 e 4 entre 100 e 300 é uma PA de razão 12 cujo 1º. termo é 108 e o último termo é 288. a n = a 1 + (n – 1) · r 288 = 108 + (n – 1) · 12 288 = 108 + 12n – 12 288 = 96 + 12n ⇒ 192 = 12n ⇒ n = 16 Existem 16 múltiplos de 3 e 4 entre 100 e 300. 28. Sabe-se que entre 1 001 e 5 000 existem n valores que são múltiplos de 2, mas não são múltiplos de 5. Determine o valor de n. Do total de múltiplos de 2, precisamos excluir os que são também múltiplos de 10, pois esses são múltiplos de 2 e de 5. Entre 1 001 e 5 000, o primeiro múltiplo de 2 é 1002 e o último é 4998. Entre 1 001 e 5 000, o primeiro múltiplo de 10 é 1010 e o último é 4 990. Múltiplos de 2: (1 002, 1 004, 1 006, ...,4 998) PA de razão 2. an = a 1 + (n – 1) · r 4 998 = 1 002 + (n – 1) · 2 4 998 = 1 002 + 2n – 2 ⇒ 3 998 = 2n ⇒ n = 1 999 Múltiplos de 10: (1 010, 1 020, 1 030, ... ,4 990) PA de razão 10. an = a1 + (n – 1) · r 4 990 = 1 010 + (n – 1) · 10 4 990 = 1 010 + 10n – 10 ⇒ 3 990 = 10n ⇒ n = 399 Total de múltiplos de 2 entre 1 001 e 5 000 que não são múltiplos de 5: 1 999 – 399 = 1 600. Matemática 9 29. José emprestou R$ 500,00 a João por 5 meses, no sistema de juros simples, a uma taxa de juros fixa e mensal. Se no final dos 5 meses José recebeu um total de R$ 600,00, então a taxa fixa mensal aplicada foi de: a) 0,2%. b) 0,4%. c) 2%. X d) 4%. e) 6%. O montante ao final de 5 meses corresponde ao 6º. termo de uma PA cujo primeiro termo é 500 e a razão é igual a C · i = 500 · i. a n = a 1 + (n – 1) · r 600 = 500 + (6 – 1) · 500i 600 = 500 + 2 500i ⇒ 100 = 2 500i ⇒ i = 0,04 = 4% 30. Sabe-se que o termo geral de uma PA é definido por a n = 4 – 5n. Determine: a) Os quatro primeiros termos. a 1 = 4 – 5 · 1 = –1 a 2 = 4 – 5 · 2 = –6 a 3 = 4 – 5 · 3 = –11 a 4 = 4 – 5 · 4 = –16 b) A razão. r = –5 c) A soma dos 25 primeiros termos. an = a 1 + (n – 1) · r a 25 = a1 + (25 – 1) · (–5) a 25 = –1 + 24· (–5) ⇒ a 25 = –121 S a a S S 25 1 25 25 25 25 2 1 121 25 2 122 25 2 1525 = + ⋅ = − − ⋅ = − ⋅ = − ( ) ( ) 31. Determine a soma dos 48 primeiros termos da PA (3, 5, 7, 9, ...). an = a 1 + (n – 1) · r a 48 = 3 + (48 – 1) · 2 a 48 = 3 + 47 · 2 ⇒ a 48 = 97 S a a S S 48 1 48 48 48 48 2 3 97 48 2 100 48 2 2400 = + ⋅ = + ⋅ = ⋅ = ( ) ( ) 32. Numa PA, o 4º. termo é 13 e o 8º. é 29. Determine: a) A razão. a 8 = a 4 + 4 · r 29 = 13 + 4r 16 = 4r ⇒ r = 4 b) A soma dos 20 primeiros termos. a n = a1 + (n – 1) · r a 8 = a 1 + (8 – 1) · 4 29 = a 1 + 28 ⇒ a1 = 1 a 20 = 1 + (20 – 1) · 4 a 20 = 1 + 19 · 4 a 20 = 1 + 76 = 77 S a a S S 20 1 20 20 20 20 2 1 77 20 2 78 20 2 780 = + ⋅ = + ⋅ = ⋅ = ( ) ( ) 10 Volume 2 33. Quantos termos da PA (16, 23, 30, ...) devem ser so- mados para que Sn = 475? a 1 = 16, r = 7, S n = 475 S a a n a n a n I n n n n = + ⋅ = + ⋅ = + ⋅ ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 475 16 2 950 16 a n = a 1 + (n – 1) · r a n = 16 + (n – 1) · 7 an = 16 + 7n – 7 a n = 9 + 7n (II) Substituindo (II) em (I): 950 = (16 + 9 + 7n) · n 950 = (25 + 7n) · n 7 25 950 0 7 25 950 4 25 4 7 950 62 2 2 2 n n a b c b a c + − = = = = − = − ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ −( ) = ; ; Δ Δ Δ 55 26600 27225+ = n b a n n n = − ± ⋅ = − ± ⋅ = − + = = = − − = − Δ 2 25 27225 2 7 25 165 14 140 14 10 25 165 14 1 2 1190 14 95 7 = − Como não faz sentido n = − 95 7 , tem-se n = 10, ou seja, será necessário somar 10 termos. 34. (UECE) Se n é a soma dos 2013 primeiros números inteiros positivos, então o algarismo das unidades de n é igual a X a) 1. b) 3. c) 5. d) 7. n n n = + + + + = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = ⋅ 1 2 3 2 013 1 2 013 2 2 013 1 007 2 013 Como 7 3 21⋅ = , o algarismo das unidades de n é 1. 35. Calcule o 7º. termo de uma PA em que a soma dos 10 primeiros termos é –170 e r = –2. S a a n S a a a a a a I n n= + ⋅ = + ⋅ − = + ⋅ + = − ( ) ( ) ( ) ( ) 1 10 1 10 1 10 1 10 2 10 2 170 5 34 a n = a1 + (n – 1) · r a 10 = a 1 + (10 – 1) · (–2) a10 = a 1 + 9 · (–2) a 10 = a 1 – 18 (II) Substituindo (II) em (I): a1 + a 1 – 18 = –34 2a1 = –34 + 18 ⇒ a1 = –8 Assim: a n = a1 + (n – 1) · r a 7 = –8 + (7 – 1) · (–2) a 7 = –8 + 6 · (–2) = –20 36. (UFPB) Em janeiro de 2003, uma fábrica de material esportivo produziu 1000 pares de chuteiras. Sabendo- -se que a produção de chuteiras dessa fábrica, em cada mês de 2003, foi superior a do mês anterior em 200 pares, quantos pares de chuteiras essa fábrica produziu em 2003? a) 30.000 X b) 25.200 c) 25.000 d) 26.200 e) 20.000 a 1 = 1 000, r = 200, n = 12 an = a 1 + (n – 1) · r a 12 = 1 000 + (12 – 1) · 200 a12 = 1 000 + 2 200 ⇒ a 12 = 3 200 S a a n S S S n n= + ⋅ = + ⋅ = ⋅ ⇒ = ( ) ( ) 1 12 12 12 2 1000 3200 12 2 4200 12 2 25200 Matemática 11 37. (UFBA) Um agricultor plantou uma série de mamoeiros, distando 3 m um do outro e formando uma fila, em linha reta, com 72 m de comprimento. Alinhado com os mamoeiros, havia um depósito, situado a 20 m de distân- cia do primeiro. O agricultor, para fazer a colheita, par- tiu do depósito e, margeando sempre os mamoeiros, colheu os frutos do primeiro e levou-os ao depósito; em seguida, colheu os frutos do segundo, levando-os para o depósito; e, assim, sucessivamente, até colher e armazenar os frutos do último mamoeiro. Considere que o agricultor anda 50 metros por minuto, gasta 5 minutos para colher os frutos de cada mamoei- ro, e mais 5 para armazená-los no depósito. Nessas condições, pode-se concluir que o agricultor: X (01) plantou 25 pés de mamão. (02) plantou o 12º. mamoeiro a 56 metros do depósito. (04) quando fez a colheita dos frutos do 10º. mamoei- ro, havia passado 6 vezes pelo 5º. mamoeiro. X (08) ao completar a tarefa de colheita e armazena- mento dos frutos de todos os mamoeiros, tinha andado 2800 metros. X (16) para realizar toda a tarefa de colheita e armaze- namento, gastou 5 horas e 6 minutos. Somatório: 25 (01 + 08 + 16). Depósito 20 m 3 m 3 m 72 m Pelo enunciado, sabemos que a distância entre o depósito e o último mamoeiro é igual a 92 m. Sabemos também queo primeiro mamoeiro está a 20 m do depósito; o segundo, a 23 m; o terceiro, a 26 m, e as- sim sucessivamente, formando uma PA de razão 3. Analisando cada um dos itens: (01) Verdadeiro. a n = a 1 + (n – 1) · r 92 = 20 + (n – 1) · 3 92 = 20 + 3n – 3 92 = 17 + 3n 75 = 3n ⇒ n = 25 (02) Falso. a12 = a 1 + (n – 1) · r a 12 = 20 + (12 – 1) · 3 = 20 + 33 ⇒ a12 = 53 (04) Falso. O agricultor passou 1 vez pelo 5º. mamoeiro quando colheu seus frutos, 4 · 2 = 8 vezes quando colheu os frutos do 6º. ao 9º. mamoeiro e 1 vez ao colher os frutos do 10º. mamoeiro. Assim, passou um total de 10 vezes pelo 5º. mamoeiro. O gabarito oficial dessa questão refere-se ao número exato de 6 vezes. Portanto, o item é falso. (08) Verdadeiro. Basta fazermos a soma dos 25 primeiros termos da PA formada e multiplicar por 2, afinal o agricultor percorre cada uma das distâncias duas vezes (ida e volta). S a a n S S n n= + ⋅ = + ⋅ = ⋅ ⇒ = ( ) ( ) 1 25 25 2 20 92 25 2 112 25 2 1400 Portanto, ele percorreu 2800 m. (16) Verdadeiro. Tempo gasto na caminhada: 2 800 : 50 = = 56 minutos. Tempo gasto na colheita: 5 · 25 = 125 mi- nutos. Tempo gasto para guardar os mamões: 5 · 25 = 125 minutos. Tempo total gasto: 56 + 125 + 125 = 306 minutos ou 5 horas e 6 minutos. 38. (FMTM – MG) Em um jogo, por cada bola retirada de uma urna (sem reposição) um apostador deve pagar da seguinte forma: R$ 1,00 pela primeira bola retirada, R$ 1,20 pela segunda, R$ 1,40 pela terceira, R$ 1,60 pela quarta, e assim sucessivamente. Sabe-se que, de início, a urna contém bolas numeradas de 1 a 100, e que o jogo se encerra com o pagamento de um prêmio quando o apostador retirar a primeira bola contendo um número múltiplo de 7. Nas condições do jogo, o valor máximo, em R$, des- pendido pelo apostador até obter o prêmio é: a) 32,20. b) 187,20. c) 598,60. d) 815,10. X e) 835,20. Primeiramente, precisamos obter a quantidade de múlti- plos de 7 compreendidos entre 1 e 100: 7 é o primeiro múltiplo de 7; Dividindo 100 por 7, obtemos 14 e restam 2. Isso significa que: 100 = 14 ∙ 7 + 2 não é múltiplo de 7; O último múltiplo de 7 menor do que 100 é 100 – 2 = 98. Os múltiplos de 7 entre 1 e 100 formam uma PA de razão 7 cujo 1º. termo é 7 e o último termo é 98. a n = a1 + (n – 1) · r 98 = 7 + (n – 1) · 7 98 = 7 + 7n – 7 98 = 7n ⇒ n = 14 Existem 14 múltiplos de 7 entre 1 e 100. Portanto, até conseguir ganhar o prêmio, o jogador pode retirar até 100 – 13 = 87 (já que pela primeira bola que satisfaz a condição o jogador também pagará). a 1 = 1, r = 0,20 e n = 87: a 87 = 1 + (87 – 1) · 0,2 a 87 = 1 + 86 · 0,2 ⇒ a 87 = 18,2 S a a S87 1 87 87 87 2 1 18 2 43 5 835 2= +( )⋅ = +( )⋅ ⇒ =, , , O valor máximo despendido pelo apostador até obter o prê- mio é R$ 835,20. 12 Volume 2 39. (UNIFOR – CE) As distâncias que 6 trabalhadores per- correm diariamente para ir de suas casas à fábrica onde trabalham são numericamente iguais aos termos de uma progressão aritmética. Se a casa mais próxima da fábrica fica a 1 km dela e a mais distante, a 8,5 km, a soma das distâncias que os seis percorrem diariamente para ir de suas casas até a fábrica, em quilômetros, é igual a: a) 20 b) 22,5 c) 25 X d) 28,5 e) 30 a1 = 1; a n = 8,5 e n = 6 S a a n S S n n= + ⋅ = + ⋅ = ⋅ ⇒ = ( ) ( , ) , , 1 6 6 2 1 8 5 6 2 9 5 6 2 28 5 40. (UFRR) Os índios da aldeia Raposa Serra do Sol fizeram colares de contas coloridas para vender. Num período de 8 dias, fizeram 192 colares, sendo que em cada dia fizeram 4 colares a mais que no dia anterior. O número de colares fabricados no último dia foi: a) 24 b) 30 c) 36 X d) 38 e) 46 Sn = 192, r = 4 e n = 8 S a a n a a a a I n n= + ⋅ = + ⋅ + = ( ) ( ) ( ) 1 1 8 1 8 2 192 8 2 48 a n = a1 + (n – 1) · r a 8 = a1 + (8 – 1) · 4 a 8 = a1 + 28 (II) Substituindo (II) em (I): a1 + a 1 + 28 = 48 2a 1 = 48 – 28 ⇒ a1 = 10 Substituindo o valor de a1 em (II): a 8 = 10 + 28 ⇒ a 8 = 38 41. (UEM – PR) Em relação à sequência infinita de núme- ros inteiros, cujo n-ésimo termo é obtido pela fórmula a nn = +3 6, para todo inteiro positivo n, assinale o que for correto. X (01) Essa sequência é uma progressão aritmética de razão 3. X (02) Todos os termos dessa sequência são múltiplos de 3. X (04) a 4 18= . (08) Para todo inteiro positivo n, o termo a n divide o termo a n+3 . X (16) Para todo inteiro n > 2, vale a seguinte igualdade a a a a n n n n1 2 1 23 15 2 + + + + = +− . Somatório: 23 (01 + 02 + 04 + 16). (01) Correto. a a a 1 2 3 3 1 6 9 3 2 6 12 3 3 6 15 = ⋅ + = = ⋅ + = = ⋅ + = A sequência é uma PA de razão 3. (02) Correto. a n a n n n = + = ⋅ + 3 6 3 2( ) Como n é um número inteiro positivo, an é múltiplo de 3. (04) Correto. a n a a n = + = ⋅ + = 3 6 3 4 6 18 4 4 (08) Incorreto. a a n n n n n n n n n n + = ⋅ + + + = + + + = = + + + + = + + 3 3 3 6 3 6 3 9 6 3 6 3 6 3 6 9 3 6 1 3 2 ( ) Assim, o termo an divide o termo an+3 apenas se n = 1. (16) Correto. S a a a a S a a n S n n S n n n n n n n n = + + + + = +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ = + +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ = −1 2 1 1 2 9 3 6 2 3 22 15 2 + n Matemática 13 42. (MACKENZIE – SP) A caixa-d’água reserva de um edifício, que tem capacidade para 25 000 litros, contém, em um determinado dia, 9 600 litros. Contrata-se uma empresa para fornecer 400 litros de água nesse dia, 600 litros no dia seguinte, 800 litros no próximo e assim por diante, aumentando em 200 litros o fornecimento de cada dia. O número de dias necessários para que a caixa atinja a sua capacidade total é: X a) 11 b) 13 c) 14 d) 12 e) 10 Faltam, para encher a caixa-d’água, 25 000 – 9 600 = 15 400 litros. Então: a 1 = 400, r = 200, S n = 15 400. S a a n a n a n I n n n n = +( )⋅ = +( )⋅ = +( )⋅ 1 2 15400 400 2 30800 400 ( ) a n = a 1 + (n – 1) · r an = 400 + (n – 1) · 200 a n = 400 + 200n – 200 a n = 200 + 200n (II) Substituindo (II) em (I): 30 800 = (400 + 200 + 200n) · n 30 800 = 600n + 200n2 n n a b c b a c 2 2 2 3 154 0 1 3 154 4 3 4 1 154 9 616 + − = = = = − = − ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ −( ) = + = ; ; Δ Δ Δ 6625 n b a n n n = − ± ⋅ = − ± ⋅ = − + = = = − − = − = − Δ 2 3 625 2 1 3 25 2 22 2 11 3 25 2 28 2 14 1 2 Como n não pode ser um número negativo por representar a quantidade de dias, serão necessários 11 dias. 43. (UNICAMP – SP) O perímetro de um triângulo retângulo é igual a 6,0 m e as medidas dos lados estão em progressão aritmética (PA). A área desse triângulo é igual a a) 3,0 m2. b) 2,0 m2. X c) 1,5 m2. d) 3,5 m2. Sejam x r− , x e x r+ as medidas, em metros, dos lados do triângulo retângulo, em que r > 0. Assim: x r x x r x x − + + + = = ⇒ = 6 3 6 2 Teorema de Pitágoras: ( ) ( )x r x r x x xr r x xr r x x xr x r + = − + + + = − + + = ⇒ = 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 Assim, 2 4 1 2 = ⇒ =r r Os lados do triângulo medem 2 1 2 3 2 − = , 2 e 2 1 2 5 2 + = . Área do triângulo: A m= ⋅ = = 2 3 2 2 3 2 15 2, 14 Volume 2 44. (UDESC) Um professor de matemática, após corrigir uma prova aplicada em uma turma de 30 alunos, per- cebeu as seguintes peculiaridades em relação às notas atribuídas: – cada aluno obteve uma nota diferente; – a maior nota alcançada foi 9,2; – ordenando as notas em uma escala crescente, a di- ferença entre quaisquer duas notas consecutivas foi 0,3. Com base nessas informações, pode-se afirmar que o número de alunos desta turma que não alcançou, nesta prova, nota igual ou superior a 6,0 é igual a: a) 9 b) 11 X c) 19 d) 21 e) 12 As notas formam uma progressão aritmética de ra- zão 0,3. a x a a a r x x 1 30 30 1 9 2 29 9 2 29 0 3 0 5 = = = + = + ⋅ = , , , , Calculamos o maior valor de n tal que an < 6 0, . a a n r a n a n a n n n n n = + − ⋅ = + − ⋅ = ⋅ + < ⋅ + < 1 1 0 5 1 0 3 0 3 0 2 6 0 03 0 2 6 ( ) , ( ) , , , , , , ,, , , , 0 0 3 5 8 19 333⋅ < ⇒ <n n Portanto, 19 alunos não alcançaram nota igual ou superior a 6,0. 45. (UEPG – PR) Considerando que as medidas dos ân- gulos internos de um hexágono convexo formam uma progressão aritmética de razão 20°, assinale o que for correto. X (01) O menor ângulo interno desse hexágono mede 70°. X (02) Um dos ângulos internos é reto. X (04) O menor ângulo externo desse hexágono mede 10°. X (08) O maior ângulo externo desse hexágono mede 110°. X (16) O maior ângulo interno desse hexágono mede 170°. Somatório: 31 (01 + 02 + 04 +08 + 16). A soma das medidas dos ângulos internos de um polí- gono convexo de n lados é dada por S n n( ) ( )= °⋅ −180 2 . Assim: S S ( ) ( ) ( ) 6 180 6 2 6 720 = °⋅ − = ° Como as medidas dos ângulos internos formam uma PA de razão 20°, temos: x x x x x x x + + ° + + ° + + ° + + ° + + + ° = ° + ° = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 20 40 60 80 100 720 6 300 7200 70 ° = °x Portanto, as medidas dos ângulos internos são 70°, 90° (ângulo reto), 110°, 130°, 150° e 170°. Os cor- respondentes ângulos externos medem 110°, 90°, 70°, 50°, 30° e 10°. 46. (FATEC – SP) Uma pessoa financiou a compra de uma casa pelo Sistema de Amortização Constante (SAC), em que as prestações são decrescentes. A primeira pres- tação é de R$ 600,00; a segunda é de R$ 597,00; a terceira é de R$ 594,00; a quarta é de R$ 591,00; e as demais obedecerão ao mesmo critério de cálculo. Nessas condições, o valor da 100ª. parcela será, em reais, a) 297,00. b) 300,00. X c) 303,00. d) 306,00. e) 309,00. Os valores das parcelas formam uma PA. r a a r a a a = − = − = + = + ⋅ − = − = 597 600 3 99 600 99 3 600 297 30 100 1 100 100 100 ( ) 33 O valor da 100ª. parcela será de R$ 303,00. Matemática 15 47. (UERN) Fábio escolheu 10 números dentre 1 a 100 e percebeu que 8 deles formavam uma progressão arit- mética de razão r. Além disso, verificou que o menor número escolhido é igual à razão r, e o maior é igual à soma do primeiro com o último termo da progressão. Sabe-se que a soma dos termos dessa PA é 316 e a diferença entre o primeiro e o último termo é igual a r2. Sendo P o primeiro termo da progressão, é correto afirmar que a) P ≤ 9. X b) 9 18< ≤P . c) 18 27< ≤P . d) 27 45< ≤P . Sendo a, b, c, d, e, f, g, h, i, j os 10 números escolhidos, em ordem crescente, temos: a r j a a S a a r = = + = − = ⎧ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ 1 8 8 8 1 2 316 Da última equação, temos: a a r r r r r r ou r 8 1 2 2 2 7 7 0 0 7 − = = − = ⇒ = = Como a PA é crescente, r = 7. S a a a a r a a 8 1 8 1 1 1 1 316 2 8 316 7 79 2 7 7 79 15 = +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ = + + = + ⋅ = ⇒ = Portanto, P = 15, ou seja, 9 18< ≤P . 48. (UFG – GO) Pretende-se levar água de uma represa até um reservatório no topo de um morro próximo. A potência do motor que fará o bombeamento da água é determinada com base na diferença entre as alturas do reservatório e da represa. Para determinar essa diferença, utilizou-se uma man- gueira de nível, ou seja, uma mangueira transparen- te, cheia de água e com as extremidades abertas, de maneira a manter o mesmo nível da água nas duas extremidades, permitindo medir a diferença de altura entre dois pontos do terreno. Esta medição fica restrita ao comprimento da mangueira, mas, repetindo o pro- cedimento sucessivas vezes e somando os desníveis de cada etapa, é possível obter a diferença de altura entre dois pontos quaisquer. No presente caso, realizaram-se 50 medições sucessi- vas, desde a represa até o reservatório, obtendo-se uma sequência de valores para as diferenças de altura entre cada ponto e o ponto seguinte, h h h h1 2 3 50, , , , , que formam uma progressão aritmética, sendo h m1 0 70= , , h m2 0 75= , , h m3 0 80= , , e assim sucessivamente. Com base no exposto, calcule a altura do reservatório em relação à represa. A altura do reservatório corresponde à soma dos 50 termos da progressão aritmética. r a a a r a a S = − = = = + = + ⋅ = 0 75 0 70 0 05 0 70 49 0 70 49 0 05 3 15 1 50 1 50 50 , , , , , , , 550 1 50 50 50 2 50 0 70 3 15 2 50 96 25 = +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ = +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ = a a S S , , , A altura do reservatório é de 96,25 metros. 49. (UFMG) Dentro dos bloquinhos que formam uma pi- râmide foram escritos os números naturais, conforme ilustrado na figura abaixo, de forma que: • na primeira linha da pirâmide aparece um número: 1; • na segunda linha da pirâmide aparecem dois nú- meros: 2 e 3; • na terceira linha da pirâmide aparecem três núme- ros: 4, 5 e 6; • na quarta linha da pirâmide aparecem quatro núme- ros: 7, 8, 9 e 10, e assim sucessivamente. 16 Volume 2 Considerando essas informações, 1. DETERMINE quantos bloquinhos são necessários para construir as 10 primeiras linhas da pirâmide. 2. DETERMINE o último número escrito na trigésima linha da pirâmide. 3. DETERMINE a soma de todos os números escritos na trigésima linha da pirâmide. 1. A quantidade de bloquinhos necessários para construir as 10 primeiras linhas da pirâmide é o resultado da soma dos 10 primeiros números inteiros positivos. S S S = + + + + = +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ = 1 2 3 10 1 10 2 10 55 2. A quantidade de bloquinhos utilizados nas 30 primeiras linhas é o resultado da soma dos 30 primeiros números inteiros positivos. S S S = + + + + = +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ = 1 2 3 30 1 30 2 30 465 O último número escrito em uma linha n qualquer coincide com a quantidade de bloquinhos utilizados para construir as n primeiras linhas. 3. Como o último número escrito na trigésima linha é 465, o primeiro número escrito nessa linha é 465 29 436− = . A soma de todos os 30 números escritos na trigésima linha é: S S = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = 436 465 2 30 13 515 50. (IFGO) Os pitagóricos, uma comunidade liderada por Pitágoras (sec. III a. C.), dedicaram-se a diversas áreas do conhecimento. Aqui, apresentamos a tentativa de construir uma aritmética geométrica, com os chama- dos números poligonais. Considere a sequência de nú- meros pentagonais dada abaixo: O 55º número pentagonal é: X a) 4510 b) 4515 c) 4520 d) 4525 e) 4530 Podemos escrever os números pentagonais da seguinte maneira: p p p p 1 2 3 4 1 5 1 4 12 1 4 7 22 1 4 7 10 = = = + = = + + = = + + + Observe que cada número pentagonal de ordem n é a soma dos n primeiros termos de uma progressão aritmé- tica cujo primeiro termo é 1 e cuja razão é 3. Assim, o 55.º número pentagonal é a soma dos 55 primeiros termos dessa PA. p a a a r a a p 55 55 55 1 55 55 55 1 4 7 54 1 54 3 163 1 163 2 = + + + + = + = + ⋅ = = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅⋅ = 55 4 51055p Matemática 17 05 Função quadrática Definição de função quadrática Toda função f: → é denominada função quadrática ou função polinomial do 2º. grau quando puder ser escrita na forma f(x) = ax + bx + c2 , com a, b, c ∈ e a 0≠ . Gráfico da função quadrática O gráfico de qualquer função quadrática é uma parábola. Para construí-lo, atribuímos alguns valores para a variável x e determina- mos os valores de y em correspondência. Uma parábola que representa o gráfico de uma função f : → , definida por f x ax bx c( )= + +2 , pode ter a concavidade voltada para cima ou para baixo. Se a > 0 , a concavidade é voltada para cima. Se a < 0, a concavidade é voltada para baixo. Exemplo: Gráfico da função f : → , definida por y f x x x= = − + +( ) 2 2 3. Essa parábola tem a concavidade voltada para baixo, pois a = –2 < 0. 0 x y (–1, 0) (2, 3)(0, 3) (3, 0) (4, –5)(–2, –5) (1, 4) Ponto de intersecção com o eixo y Para o ponto onde a parábola intersecta o eixo y, o valor de x é zero. Por- tanto, sendo a função f : → , definida por f x ax bx c( )= + +2 , temos: f x ax bx c x f a b c f c ( ) ( ) ( ) = + + = ⇒ = ⋅ + ⋅ + = 2 20 0 0 0 0 O ponto em que o gráfico de uma função quadráticain- tersecta o eixo y é sempre (0, c). A ordenada desse ponto é o coeficiente c da lei de formação f(x)= ax + bx +c2 da função. Zeros da função quadrática Em uma função quadrática f(x)= ax + bx +c, a 02 ≠ , de- nomina-se zero da função um número real x tal que f(x)= 0. Graficamente, os zeros de uma função quadrática são as abscissas dos pontos em que a parábola intersecta o eixo x. Para determinar os zeros de uma função quadrática, basta resolver a equação do segundo grau correspondente a essa função quando y = 0. ax + bx +c = 02 x = b b 4ac 2 a ou x = b 2a 2− − ⋅ − Δ± ± Uma equação do segundo grau pode ter duas raízes reais e distin- tas, duas raízes reais e iguais ou ainda não ter raízes reais, conforme o valor do discriminante Δ = −b ac2 4 seja positivo, nulo ou negati- vo, respectivamente. Para uma função quadrática f x ax bx c( )= + +2 , temos as seguintes possibilidades: • Se Δ > 0, a função tem dois zeros. • Se Δ = 0, a função tem um único zero. • Se Δ < 0, a função não tem zero. Vértice da parábola O ponto da parábola em que a função quadrática assume o valor mínimo ou máximo é denominado vértice. O vértice da parábola que representa a função quadrática definida por f x ax bx c( )= + +2 é o ponto V formado pela abscissa (xv) e pela ordenada (yv) dados por: x b 2a e y 4a V b 2a , 4a v v= − = −Δ → − −Δ⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ Quando a parábola tem a concavidade voltada para cima, as coorde- nadas do vértice indicam o ponto de mínimo. Quando a parábola tem a concavidade voltada para baixo, as coor- denadas do vértice indicam o ponto de máximo. 18 Volume 2 Forma canônica e forma fatorada de uma função quadrática Além de escrevermos uma função quadrática na forma geral f x ax bx c( )= + +2 , com a≠ 0, existem outras duas maneiras de escrever tal função: a forma canônica e a forma fatorada. Forma canônica Forma fatorada ( )⋅ − ↓ ↓ 2 V V ordenadaabscissa do vérticedo vértice f(x)= a x x + y f(x)= a (x x ) (x x )1 2⋅ − ⋅ − Por exemplo, para a função f : → , definida por f x x x( )= − +2 12 162 , temos: Forma canônica Forma fatorada f x x x f x x x ( ) ( ) ( ) = − + = ⋅ − + 2 12 16 2 6 8 2 2 Obtemos o quadrado perfeito: 2 2 2 2 2 2 f(x ) 2 (x 6x 8) 2 x 3 f(x ) 2 [(x 3) 9 8] f( x ) 2 [(x 3) 1] f( x ) 2 (x 3) 2 Forma canôni 3 c 3 a = ⋅ − + ⋅ ⋅ = ⋅ − − + = ⋅ − − = ⋅ − − + − f x x x( ) = − +2 12 162 Inicialmente, obtemos os zeros da função, caso existam. 2 12 16 0 6 8 0 2 4 2 2 x x x x x ou x − + = − + = ⇒ = = Portanto, temos: f x x x Forma fatorada ( ) ( ) ( )= ⋅ − ⋅ −2 2 4� ��� ��� Inequações Sendo f uma função, denomina-se inequação toda desigualdade que pode ser escrita em uma das seguintes formas: • f(x) 0> • f(x) 0< • f(x) 0≥ • f(x) 0≤ Resolver uma inequação significa determinar os valores da incógnita para os quais a desigualdade é verificada. Para resolvê-la, podemos estudar o sinal da função associada. Inequações simultâneas Para determinar o conjunto-solução de um sistema de inequações, encontramos inicialmente a solução de cada inequação e, em seguida, fazemos a intersecção dessas soluções. Inequações produto e quociente Uma inequação-produto pode ser escrita em uma das seguintes formas: • f(x) g(x)> 0⋅ • f(x) g(x)< 0⋅ • f(x) g(x) 0⋅ ≥ • f(x) g(x) 0⋅ ≤ Uma inequação-quociente pode ser escrita em uma das formas a seguir, com g(x) 0≠ : • f(x) g(x) > 0 • f(x) g(x) < 0 • f(x) g(x) 0≥ • f(x) g(x) 0≤ Para resolver uma inequação-produto ou uma inequação-quociente, é preciso estudar o sinal de cada uma das funções que a compõe e, em seguida, estudar o sinal do produto ou do quociente. 19Matemática Atividades Definição de função quadrática 1. Considere um retângulo de dimensões x e x + 5, com x > 0. Determine: a) A expressão que relaciona a área A do terreno com o valor de x. A x x A x x = ⋅ + = + ( )5 52 b) A área do retângulo quando x é igual a 4. A A = + ⋅ = + = 4 5 4 16 20 36 2 c) A área do retângulo quando x é igual a 4,5. A A = + ⋅ = + = 4 5 5 4 5 20 25 22 5 42 75 2, , , , , d) Determine o valor de x quando a área A for igual a 150 unidades de área. x x x x a b c b a c 2 2 2 2 5 150 5 150 0 1 5 150 4 5 4 1 150 + = + − = = = = − = − ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ −( ; ; Δ Δ )) = + =Δ 25 600 625 x b a x x x = − ± ⋅ = − ± ⋅ = − + = = − − = − Δ 2 5 625 2 1 5 25 2 10 5 25 2 15 1 2 Como x não pode ser um número negativo por represen- tar a medida de um dos lados do retângulo, o valor de x para que A seja igual a 150 é 10. 2. Dada a função quadrática f x x x( ) = −3 6 92 + + , calcule: a) f(4) f(4) = –3 · 42 + 6 · 4 + 9 f( )4 3 16 24 9= − ⋅ + + f(4) = –48 + 24 + 9 = –15 b) f(3) f(3) = –3 · 3 2 + 6 · 3 + 9 f(3) = –3 · 9 + 18 + 9 f(3) = –27 + 18 + 9 = 0 c) f(–2) f(–2) = –3 · ( )−2 2 + 6 · (– 2) + 9 f(–2) = –3 · 4 – 12 + 9 f(–2) = –12 – 12 + 9 = –15 d) f(–5) f(–5) = –3 · ( )−5 2 + 6 · (–5) + 9 f(–5) = –3 · 25 – 30 + 9 f(–5) = –75 – 30 + 9 = –96 e) f 2( ) f f f f f 2 3 2 6 2 9 2 3 2 6 2 9 2 6 6 2 9 2 3 6 2 2 2( ) = − ⋅( ) + ⋅ + ( ) = − ⋅ + + ( ) = − + + ( ) = + ( ) = 33 1 2 2⋅ +( ) 20 Volume 2 f) f 3 1−( ) ( ) f f f 3 1 3 3 1 6 3 1 9 3 1 3 3 2 3 1 6 3 6 9 3 1 2 −( ) = − ⋅ −( ) + ⋅ −( )+ −( ) = − ⋅ − +( )+ − + −( ) = −− ⋅ −( )+ + −( ) = − + + + −( ) = − + −( ) = ⋅ − + 3 4 2 3 6 3 3 3 1 12 6 3 6 3 3 3 1 9 12 3 3 1 3 3 f f f 44 3( ) g) x para que f(x) = 0 − + + = − − = = = − = − = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ −( 3 6 9 0 2 3 0 1 2 3 4 2 4 1 3 2 2 2 2 x x x x a b c b a c ; ; Δ Δ )) = + =Δ 4 12 16 x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = − Δ 2 2 16 2 1 2 4 2 3 2 4 2 1 1 2 h) x para que f(x) = –15 –3x 2 + 6x + 9 = –15 –3x 2 + 6x + 9 + 15 = 0 –3 x 2 + 6x + 24 = 0 x x a b c b a c 2 2 2 2 8 0 1 2 8 4 2 4 1 8 4 32 36 − − = = = − = − = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ −( ) = + = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = − Δ 2 2 36 2 1 2 6 2 4 2 6 2 2 1 2 3. Determine a função f definida por f(x) = ax2 + bx + c, sabendo que f(0) = 7, f(–2) = 27 e f(4) = 15. Sendo f(x) = ax 2 + bx + c, temos: f(0) = 7 ⇒ a · 02 + b · 0 + c = 7 ⇒ c = 7 f(–2) = 27 ⇒ a · (–2)2 + b · (–2) + c = 27 ⇒ ⇒ 4a – 2b + c = 27 f(4) = 15 ⇒ a · 42 + b · 4 + c = 15 ⇒ 16a + 4b + c = 15 4 2 27 16 4 15 7 4 2 7 27 16 4 7 15 4 a b c a b c c a b a b a − + = + + = = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ ⇒ − + = + + = ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ ⇒ −− = + = ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ − = + = ⎧ ⎨ ⎩ 2 20 16 4 8 2 10 4 2 b a b a b I a b II ( ) ( ) Somando (I) e (II): 6a = 12 ⇒ a = 2 2a – b = 10 ⇒ 2 · 2 – b = 10 ⇒ b = –6 Portanto, a função é f(x) = 2x2 – 6x + 7. 4. Sobre a função p definida por p(x) = ax2 + bx + c, sabe-se que p(0) = 6, p(2) = 34 e p(–1) = –3. Deter- mine: a) Os valores de a, b e c. Sendo p(x) = ax2 + bx + c, temos: p(0) = 6 ⇒ a · 02 + b · 0 + c = 6 ⇒ c = 6 p(2) = 34 ⇒ a · 22 + b · 2 + c = 34 ⇒ ⇒ 4a + 2b + c = 34 p(–1) = –3 ⇒ a · (–1)2 + b · (–1) + c = –3 ⇒ ⇒ a – b + c = –3 4 2 34 3 6 4 2 6 34 6 3 4 2 28 a b c a b c c a b a b a b + + = − + = − = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ ⇒ + + = − + = − ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ ⇒ + = aa b a b I a b II− = − ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ + = − = − ⎧ ⎨ ⎩9 2 14 9 ( ) ( ) Somando (I) e (II): 3a = 5 ⇒ a = 5 3 2a + b = 14 ⇒ 2 · 5 3 + b = 14 ⇒ 10 3 + b = 14 ⇒ ⇒ b = 32 3 Portanto, a função é p(x) = 5 3 x2 + 32 3 x + 6 Matemática 21 b) O valor de p (5). p p p p ( ) ( ) ( ) ( ) 5 5 3 5 32 3 5 6 5 5 3 25 160 3 6 5 125 3 160 3 6 5 12 2= ⋅ + ⋅ + = ⋅ + + = + + = 55 160 18 3 5 101 + + =p( ) c) O valor de p 1 2 ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ . p p p 1 2 5 3 1 2 32 3 1 2 6 1 2 5 3 1 4 16 3 6 1 2 2⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = ⋅⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + ⋅ + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = ⋅ + + ⎛ ⎝⎜ ⎞⎞ ⎠⎟ = + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = = 5 12 16 3 6 1 2 5 64 72 12 1 2 141 12 47 4 p p d) Para quais valores de x tem-se que p x( ) = 2 ? p x x x x x x x a b c ( ) ; ; = + + = + + = + + = = = = Δ2 5 3 32 3 6 2 5 3 32 3 4 0 5 32 12 0 5 32 12 2 2 2 == − ⋅ ⋅ Δ = − ⋅ ⋅ Δ = − = = − ± Δ ⋅ = − ± ⋅b a c x b a x x 2 2 4 32 4 5 12 1024 240 784 2 32 784 2 5 11 2 32 28 10 2 5 32 28 10 6 = − + = − = − − = −x 5. Uma função quadrática é dada por f x ax bx c( ) .= + +2 Sabendo que em uma função quadrática temos f(0) = 2, f(1) = –1 e f(2) = 0, determine o valor de a b c2 3 4– . f a b c c f a b a b f ( ) ( ) ( ) 0 2 2 0 0 2 1 1 1 1 1 2 3 2 0 2 2 = ⇒ = ⋅ + ⋅ + ⇒ = = − ⇒ − = ⋅ + ⋅ + ⇒ + = − = ⇒ 00 2 2 2 4 2 22= ⋅ + ⋅ + ⇒ + = −a b a b a b I a b II + = − + = − ⎧ ⎨ ⎩ 3 4 2 2 ( ) ( ) Resolvendo o sistema, temos: a b = = − 2 5 Assim: a b c2 23 4 2 3 5 4 2 4 15 8 27− + = − ⋅ −( )+ ⋅ = + + = 6. Um garoto lançou uma pedra para cima com o seu es- tilingue e ela percorreu uma trajetória vertical. A altura h, em metros, em função do tempo t, em segundos, é dada pela expressão h(t) = 8t – t2. Determine: a) a altura em que a pedra se encontra no instante t = 4 s; h(4) = 8 · 4 – 42 h(4) = 32 – 16 ⇒ h(4) = 16 m b) os instantes nos quais a pedra está à altura de 12 m; 8t – t2 = 12 – t2 + 8t – 12 = 0 t t a b c b a c 2 2 2 8 12 0 1 8 12 4 8 4 1 12 64 48 16 − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ = − = ; ; Δ Δ Δ t b a t t t = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = Δ 2 8 16 2 1 8 4 2 6 8 4 2 2 1 2 A pedra está a 12 m de altura nos instantes t = 2 s e t = 6 s. 22 Volume 2 c) os instantes nos quais a altura é 0 m; 8t – t2 = 0 t · (8 – t) = 0 ⇒ t = 0 s ou t = 8 s d) quanto tempo a pedra levou para subir e quanto tempo gastou para descer. Como o tempo de trajeto da pedra é de 8 segundos e o tempo de subida é igual ao de descida, a pedra leva 4 segundos para subir e 4 segundos para descer. 7. Determine o valor de t para que na função g(x) = x2 + (t – 5)x + 8 – t se tenha g(4) = –3. g(x) = x2 + (t – 5)x + 8 – t g(4) = –3 42 + (t – 5) · 4 + 8 – t = –3 16 + 4t – 20 + 8 – t = –3 3t = –7 ⇒ t = − 7 3 8. (UNIFOR – CE) Os ambientalistas estimam que em uma cidade a concentração média diária de monóxido de car- bono no ar será c p p( ) ,= +0 5 1 partes por milhão quan- do a cidade tiver uma população de p mil habitantes. Um estudo demográfico indica que a população da cidade dentro de t anos será p t t( ) ,= +10 0 1 2 mil habitantes. Daqui a quanto tempo a concentração de monóxido de carbono atingirá o valor de 6,8 partes por milhão? a) 1 ano b) 2 anos c) 3 anos X d) 4 anos e) 5 anos c p p p p p p t t ( ) , , , , , , ( ) , , , = + = + = = = + = + 0 5 1 6 8 0 5 1 0 5 5 8 116 10 0 1 116 10 0 2 11 0 1 16 16 4 2 2 2 t t t t , ,= = = 9. (UNEB – BA) Uma espécie animal, cuja família inicial era de 200 indivíduos, foi testada num laboratório sob a ação de certa droga e constatou-se que a lei de sobre- vivência de tal família obedecia à relação n t q pt( ) = + 2 , na qual n(t) é igual ao número de indivíduos vivos no tempo t, dado em horas desde o início do experimento, p e q parâmetros que dependiam da droga ministrada. Nessas condições, sabendo-se que a família foi com- pletamente dizimada em 10 horas, pode-se afirmar que o número de indivíduos dessa família que morre- ram na 6ª hora do experimento foi igual a X 01) 22 02) 34 03) 46 04) 50 05) 72 n t q pt n q n p p ( ) ( ) ( ) = + = ⇒ = = + ⋅ = ⇒ = − 2 2 0 200 200 10 0 200 10 0 2 Assim: n t t( ) = −200 2 2 O número de indivíduos que morreram na sexta hora é dada por n n( ) ( )5 6− . n n n n n n ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 5 200 2 5 150 6 200 2 6 128 5 6 150 128 5 2 2 = − ⋅ = = − ⋅ = − = − − 66 22) = 10. (UNISA – SP) O número total de pessoas infectadas por um novo tipo de vírus no intervalo de tempo de zero a 10 semanas é dado pela função f t t t( ) = − + +2 40 152 , na qual t = 0 é a semana em que foram registrados os primeiros 15 casos e t = 10 a semana em que estavam infectadas o maior número de pessoas. Na semana de t = 10, um medicamento para combater o vírus come- çou a ser ministrado e o número de pessoas infecta- das começou a diminuir em 25 casos por semana, até a erradicação completa do vírus. A aplicação do medica- mento também evitou que novos casos de contaminação surgissem após a décima semana. A semana em que o número total de pessoas infectadas volta a ser 15 foi a a) 19. b) 21. c) 20. X d) 18. e) 22. ) d) 8 f t t t f f f ( ) ( ) ( ) ( = − + + = − ⋅ + ⋅ + = − ⋅ + + 2 40 15 10 2 10 40 10 15 10 2 100 400 15 2 2 110 215) = Na semana 10, estavam infectadas 215 pessoas. A partir de então o número de casos começou a diminuir em 25 por semana. 215 25 15 25 200 8 − ⋅ = = = t t t Assim, na semana 18 (10 + 8), o número total de pessoas infectadas voltou a ser 15. Matemática 23 Gráfico da função quadrática 11. Determine o valor de k para que a parábola que repre- senta o gráfico de f(x) = 2x2 – (k + 3)x – 8 passe pelo ponto (2, 4). f(x) = 2x2 – (k + 3)x – 8 f(2) = 4 2 · 22 – (k + 3) · 2 – 8 = 4 2 · 4 – 2k – 6 – 8 = 4 –2k = 10 ⇒ k = –5 12. Com relação à função f: → definida por f(x) = x2 – 9x + 20, escreva V ou F para cada item a seguir. a) ( V ) A concavidade da parábola que representa gra- ficamente a função é voltada para cima. b) ( F ) O ponto (2, 42) pertence ao gráfico da função. c) ( V ) Os zeros da função são 5 e 4. d) ( F ) Os valores de x tais que f(x) = 6 são –7 e –2. a) A concavidade é voltada para cima, pois a > 0. b) f(2) = 22 – 9 · 2 + 20 = 4 – 18 + 20 = 6 c) x x a b c b a c 2 2 2 9 20 0 1 9 20 4 9 4 1 20 81 80 1 − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ = − = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = Δ 2 9 1 2 1 9 1 2 5 9 1 2 4 1 2 d) x x x x a b c b a c 2 2 2 2 9 20 6 9 14 0 1 9 14 4 9 4 1 14 − + = − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ ; ; Δ Δ Δ == − =81 56 25 x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = = − = = Δ 2 9 25 2 1 9 5 2 14 2 7 9 5 2 4 2 2 1 2 13. Escreva V ou F considerando a função f: → defi- nida por f(x) = (m + 8)x2 – 4x – 5. a) ( V ) se m < –8, a parábola que representa grafica- mente a função tem concavidade voltada para baixo. b) ( V ) se m = –8, f(x) não é quadrática. c) ( V ) quando m = –3, o valor de f(2) é 7. d) ( F ) quando m = 1, o valor de f(1) é 18. e) ( F ) quando m = –7, os zeros da função são –5 e 1. a) a < 0 ⇒ m + 8 < 0 ⇒ m < –8 b) Quando m = –8, o valor de a é zero e a função é afim. c) Se m = –3, f(x) = 5x2 – 4x – 5 f(2) = 5 · 22 – 4 · 2 – 5 = 5 · 4 – 8 – 5 = 20 – 8 – 5 = 7 d) Se m = 1, f(x) = 9x2 – 4x – 5 f(1) = 9 · 12 – 4 · 1 – 5 = 9 – 4 – 5 = 0 e) Se m = –7, f(x) = x2 – 4x – 5 x x a b c b a c 2 2 2 4 5 0 1 4 5 4 4 4 1 5 16 20 36 − − = = = − = − = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ −( ) = + = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = − Δ 2 4 36 2 1 4 6 2 5 4 6 2 1 1 2 24 Volume 2 14. Escreva a lei de formação de cada uma das funções quadráticas, cujas representações gráficas são dadas a seguir: a) yf –5 –4 –3 –2 –1 –1 –2 0 6 5 4 3 1 1 2 3 x 2 Sendo f(x) = ax2 + bx + c, temos: f(0) = 3 ⇒ a · 02 + b · 0 + c = 3 ⇒ c = 3 f(–3) = 0 ⇒ a · (–3)2 + b · (–3) + c = 0 ⇒ 9a – 3b + c = 0 f(–1) = 0 ⇒ a · (–1)2 + b · (–1) + c = 0 ⇒ a – b + c = 0 9 3 0 0 3 9 3 3 0 3 0 9 3 3 a b c a b c c a b a b a b a b − + = − + = = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ ⇒ − + = − + = ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ − = − − = −33 3 1 3 ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ ⇒ − = − − + = ⎧ ⎨ ⎩ a b I a b II ( ) ( ) Resolvendo o sistema, temos: a b = = 1 4 Portanto, a função é f(x) = x2 + 4x + 3. b) y –1 –2 –3 –4 4 3 B A 1 10 2 3 4 5 x 2 –4 –3 –2 –1 Sendo f(x) = ax2 + bx + c, temos: f(0) = 2 ⇒ a · 02 + b · 0 + c = 2 ⇒ c = 2 f(–2) = 2 ⇒ a · (–2)2 + b · (– 2) + c = 2 ⇒ 4a – 2b + c = 2 f(1) = –1 ⇒ a · 12 + b · 1 + c = –1 ⇒ a + b + c = –1 4 2 2 1 2 4 2 2 2 2 1 4 2 0 a b c a b c c a b a b a ba b − + = + + = − = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ ⇒ − + = + + = − ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ ⇒ − = + == − ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ − = + = − ⎧ ⎨ ⎩3 2 0 3 a b I a b II ( ) ( ) Resolvendo o sistema, temos: a b = − = − 1 2 Portanto, a função é f(x) = –x2 – 2x + 2. Matemática 25 15. Para as funções quadráticas apresentadas a seguir, determine os zeros, o conjunto-imagem e o vértice da parábola correspondente. a) f(x) = x2 – 2x – 3 Zeros: x x a b c b a c 2 2 2 2 3 0 1 2 3 4 2 4 1 3 4 12 16 − − = = = − = − = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ −( ) = + = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = − Δ 2 2 16 2 1 2 4 2 3 2 4 2 1 1 2 Vértice da parábola: x v b a y v a = − ⋅ = ⋅ = = − ⋅ = − ⋅ = − 2 2 2 1 1 4 16 4 1 4 Δ Conjunto-imagem: Im = {y ∈ | y ≥ –4} b) g(x) = –4x2 + 8x Zeros: − + = ⋅ − + = = − + = = 4 8 0 4 8 0 0 4 8 0 2 2x x x x x ou x x ( ) Vértice da parábola: Δ = − ⋅ ⋅ Δ = − ⋅ − ⋅ = = − ⋅ = − ⋅ −( ) = = − ⋅ = − b a c x b a y a v v 2 2 4 8 4 4 0 64 2 8 2 4 1 4 64 4 ( ) Δ ⋅⋅ −( ) =4 4 Conjunto-imagem: Im = {y ∈ | y ≤ 4} c) h(x) = 2x2 – 2x + 1 Zeros: 2 2 1 0 2 2 1 4 2 4 2 1 4 8 4 2 2 2 x x a b c b a c − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ = − = − ; ; Δ Δ Δ A função h não tem zero. Vértice da parábola: x b a y a v v= − ⋅ = ⋅ = = − ⋅ = ⋅ = 2 2 2 2 1 2 4 4 4 2 1 2 Δ Conjunto-imagem: Im |= ∈ ≥⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ y y 1 2 d) y = x2 – 2x + 1 Zeros: x x a b c b a c 2 2 2 2 1 0 1 2 1 4 2 4 1 1 4 4 0 − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ = − = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = Δ 2 2 0 2 1 2 0 2 1 2 0 2 1 1 2 Vértice da parábola: x b a y a v v= − ⋅ = ⋅ = = − ⋅ = ⋅ = 2 2 2 1 1 4 0 4 1 0 Δ Conjunto-imagem: Im = {y ∈ | y ≥ 0} 26 Volume 2 e) y = –x2 – 9 Zeros: − − = = − ∉ x x x 2 2 9 0 9 Vértice da parábola: Δ = − ⋅ ⋅ Δ = − ⋅ − ⋅ − = − = − ⋅ = ⋅ −( ) = = − ⋅ = b a c x b a y a v v 2 2 4 0 4 1 9 36 2 0 2 1 0 4 3 ( ) ( ) Δ 66 4 1 9 ⋅ −( ) = − Conjunto-imagem: Im = {y ∈ | y ≤ –9} 16. Considerando a função f: → definida por f(x) = –3x2 – 18x + 2, determine: a) o valor de x para que f(x) seja máximo. x b a v = − ⋅ = ⋅ −( ) = −2 18 2 3 3 b) O valor máximo de f(x). Δ Δ Δ = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ −( )⋅ = + = b a c2 2 4 18 4 3 2 324 24 348 y a v = − ⋅ = − ⋅ −( ) = Δ 4 348 4 3 29 A ordenada do vértice da parábola também pode ser obti- da apenas substituindo o valor de xv na função. f(–3) = –3 · (–3)2 – 18 · (–3) + 2 = –27 + 54 + 2 = 29 17. Determine o valor de m para que x = 5 torne máximo o valor da função f: → definida por f(x) = (m – 3)x2 + mx + (7 – m). x b a m m m m m m m v = − ⋅ ⇒ = − ⋅ −( ) ⇒ = − − ⇒ ⇒ − = − ⇒ = 2 5 2 3 5 2 6 10 30 30 11 18. Obtenha os valores de p e q para os quais a função g: → definida por g(x) = x2 + (2p – 6)x + (7q + 3) tem o ponto (3, 8) como seu ponto de mínimo. x b a p p pv = − ⋅ ⇒ = − −( ) ⋅ ⇒ − + = ⇒ = 2 3 2 6 2 1 2 6 6 0 Δ Δ Δ Δ = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ +( ) = −( ) − − = − − = b a c p q q q 2 2 2 4 2 6 4 1 7 3 0 6 28 12 36 28 12 244 28− q y a q q q q v = − ⋅ ⇒ = − −( ) ⋅ ⇒ − + = ⇒ ⇒ = ⇒ = Δ 4 8 24 28 4 1 24 28 32 28 56 2 É possível encontrar o valor de q substituindo yv, xv e p na função. g(x) = x2 + (2p – 6)x + (7q + 3) 8 = 32 + (2 ∙ 0 – 6)3 + 7q + 3 ⇒ 8 = 9 – 18 +7q + 3 ⇒ ⇒ q = 2 19. Sabendo que a função f x x x k( ) = − −3 2 72 + apre- senta 18 como valor mínimo, determine o valor de k. y a b a c k k k v = − ⋅ = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ −( ) = = − + = − + Δ Δ 4 4 2 4 3 7 4 12 84 12 88 2 2 Substituindo os valores na expressão: 18 12 88 4 3 18 12 88 12 216 12 88 304 12 76 3 = − − +( ) ⋅ = − = − = ⇒ = k k k k k Matemática 27 20. Suponha que a trajetória de um míssil é descrita pela função f x x x( ) = − +2 90 , em que x representa o tempo em segundos (0 ≤ x ≤ 90) e f(x) representa a altura, em metros, atingida pelo projétil em cada instante da trajetória. Determine: a) A altura do míssil no instante 3s. f m( )3 3 90 3 9 270 2612= − + ⋅ = − + = b) O tempo que o míssil ficou no ar. f(x) = 0 (ponto em que a altura do míssil é igual a zero). − + = ⋅ − +( ) = = − + = ⇒ = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ x x x x x s ou x x s 2 90 0 90 0 0 90 0 90 O míssil ficou no ar durante 90 s. c) A altura máxima atingida pelo míssil e o instante em que isso ocorreu. Altura máxima: Δ Δ Δ = − ⋅ ⋅ = − ⋅ −( )⋅ = b a c2 2 4 90 4 1 0 8100 y a mv = − ⋅ = − ⋅ −( ) = − − = Δ 4 8100 4 1 8100 4 2025 Momento em que aconteceu a altura máxima: x b a sv = − ⋅ = − ⋅ − = 2 90 2 1 45 ( ) 21. Dada a função f x x x( ) = + −2 2 8, analise as afirma- ções a seguir: I. Os zeros de f(x) são –4 e 2. V II. As coordenadas do vértice do gráfico de f(x) são V (–1, 9). F III. O valor de f(5) é 27. V Está(ão) correta(s) somente: a) I e II. X b) I e III. c) I. d) II e III. e) III. I. Correta. x x a b c b a c 2 2 2 2 8 0 1 2 8 4 2 4 1 8 4 32 36 + − = = = = − = − ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ −( ) = + = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = − ± ⋅ = − + = = − − = − Δ 2 2 36 2 1 2 6 2 2 2 6 2 4 1 2 II. Incorreta. x b a y a v v= − ⋅ = − ⋅ = − = − ⋅ = − ⋅ = − 2 2 2 1 1 4 36 4 1 9 Δ III. Correta. f( )5 5 2 5 8 25 10 8 272= + ⋅ − = + − = 22. Uma fábrica de autopeças tem sua produção P diária de peças expressa pela função P t t t( ) = +2 8 , em que t indica a quantidade de horas passadas após o início do dia de trabalho. Sabendo que a fábrica inicia o ex- pediente às 8 horas, determine a quantidade de peças produzidas entre 9 e 11 horas. Às 9 horas já havia passado 1 hora do início do expediente, portanto calculamos P(1): P( )1 1 8 1 92= + ⋅ = Às 11 horas já havia passado 3 horas do início do expediente, portanto calculamos P(3): P( )3 3 8 3 332= + =⋅ Assim, o número de peças produzidas entre 9 e 11 horas será dado por P(3) – P(1): 33 – 9 = 24 peças produzidas. 28 Volume 2 23. (UFLA – MG) Considere a situação: um canhão de irri- gação está localizado no ponto (0, 0) de um sistema de eixos cartesianos. O canhão lança água formando uma chuva que, em sua superfície mais alta, segue uma tra- jetória parabólica dada pela função f x x x( ) ,= − +2 10 em que a unidade considerada é o metro. O canhão também realiza um movimento de rotação em torno do eixo y. A área irrigada é de y x a) 100π2 m2 b) 50π m2 c) 10 2 m2 d) 100 2 m2 X e) 100π m2 –x2 + 10x = 0 x · (–x + 10) = 0 x = 0 ou x = 10 Considerando que o canhão gira em torno do eixo ver- tical, a área regada corresponde a um círculo de raio 10 metros. Acírculo = π · r 2 = π · 102 = 100π m2 24. (VUNESP – SP) O gráfico representa uma função f que descreve, aproximadamente, o movimento (em função do tempo t em segundos) por um certo período, de um golfinho que salta e retorna à água, tendo o eixo das abscissas coincidente com a superfície da água. a) Sabendo que a parte negativa do gráfico de f é constituída por segmentos de retas, determine a expressão matemática de f nos instantes anteriores à saída do golfinho da água. Em que instante o gol- finho saiu da água? Sendo f(t) = at + b, temos: f(0) = –4 ⇒ a · 0 + b = –4 ⇒ b = –4 (I) f(1) = –2 ⇒ a · 1 + b = –2 ⇒ a + b = –2 (II) Substituindo (I) em (II): a – 4 = –2 ⇒ a = 2 Portanto, a função é f(t) = 2t – 4. O instante em que o golfinho sai da água é dado quando f(t) = 0. 2t – 4 = 0 ⇒ 2t = 4 ⇒ t = 2 segundos b) A parte positiva do gráfico de f é formada por parte de uma parábola, dada por f t t t( ) = − + −3 4 6 92 . Determine quantos segundos o golfinho ficou fora da água e a altura máxima, em metros, atingida no salto. Tempo que o golfinho ficou fora da água: − + − = = − = = − = − ⋅ ⋅ = − ⋅ −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⋅ − 3 4 6 9 0 3 4 6 9 4 6 4 3 4 9 2 2 2 t t a b c b a c ; ; ( ) Δ Δ Δ == − =36 27 9 x b a x x x = − ± ⋅ = − ± ⋅ −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − + − = − − = = − − −= Δ 2 6 9 2 3 4 6 3 15 3 15 2 6 3 15 1 2 , , , −− − =9 15 6 , O golfinho permaneceu fora da água durante: 6 – 2 = 4 segundos. Calcula-se yv para determinar a altura máxima atingida pelo golfinho: y a v = − ⋅ = − ⋅ −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − − =Δ 4 9 4 3 4 9 3 3 A altura máxima atingida pelo golfinho foi 3 m. Matemática 29 25. (UFPR) Um grupo de estudantes decidiu viajar de ônibus para participar de um encontro nacional. Ao fazerem uma pesquisa de preços, os estudantes receberam de uma empresa a seguinte proposta, na qual o preço de cada passagem depende do total de passageiros: cada passageiro pagará R$ 90,00 mais o valor de R$ 5,00 por lugar que eventualmente ficar vago no ônibus. Sa- bendo que o ônibus tem 52 lugares, é correto afirmar: (01) Se viajarem 30 passageiros, cada um deles pa- gará R$ 110,00. X (02) Se o total de passageiros for x, o preço (em reais) de cada passagem será calculado pela expressão 90 + 5(52 – x). X (04) Se viajarem 40 pessoas, a empresa deverá rece- ber um total de R$ 6.000,00, referente ao paga- mento das passagens. (08) Se viajarem x pessoas, o valor total (em reais) que a empresa deverá receber, referente ao paga- mento das passagens, é calculado pela expres- são 300x – 5x2. X (16) O valor total máximo que a empresa poderá re- ceber pelo pagamento das passagens ocorrerá quando o total de passageiros for igual a 35. Somatório: 22 (02 + 04 + 16). (01) Incorreto. Se viajarem 30 passageiros, 22 lugares ficarão vagos. Portanto, cada um dos passageiros pagará 90 + 5 · 22 = 200 reais. (02) Correto. 52 52 lugares x ocupados x vagos− ⎧ ⎨ ⎩ O preço (em reais) de cada passagem é dado por 90 + 5 · (52 – x). (04) Correto. Se viajarem 40 pessoas, cada uma delas pagará 90 + 5 · (52 – 40) = 150 reais. Portanto, a empresa deverá receber um total de 40 · 150 = 6 000 reais. (08) Incorreto. Se viajarem x pessoas, o valor (em reais) que a empresa deverá receber é dado por x · [(90 + 5 · (52 – x)] = x · (350 – 5x) = 350x – 5x2. (16) Correto. O valor máximo que a empresa poderá receber corresponde à ordenada do vértice da parábola que representa a função y = 350x – 5x2. Esse valor máximo ocorre quando o número de passageiros for igual a x b a = − 2 (abscissa do vértice). Portanto: x b a = − = − ⋅ − = 2 350 2 5 35 ( ) 26. (FURG – RS) Um jogador de futebol se encontra a uma distância de 20 m da trave do gol adversário, quando chuta uma bola que vai bater exatamente sobre essa trave, a uma altura de 2 m. Se a equação da trajetória da bola em relação ao sistema de coordenadas indi- cado na figura é y = ax2 + (1 – 2a)x, a altura máxima atingida pela bola é: a) 6,00 m b) 6,01 m X c) 6,05 m d) 6,10 m e) 6,50 m 2 = a · 202 + (1 – 2a) · 20 2 = 400a + 20 – 40a 360a = –18 a a= − ⇒ = −18 360 1 20 Substituindo o valor de a na função: y = ax² + (1 – 2a)x y x x y x x y x = − + − ⋅ −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − + +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − 1 20 1 2 1 20 1 20 1 1 10 1 20 2 2 22 11 10 + x Calculando a altura máxima: a b a c = − = − ⋅ ⋅ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ 1 20 11 10 4 11 10 2 ; ; b = c = 0 Δ Δ ⎠⎠ ⎟ − ⋅ − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = 2 4 1 20 0 121 100 y a mv = − ⋅ = − ⋅ −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − − = ⋅ =Δ 4 121 100 4 1 20 121 100 4 20 121 100 20 4 6 05, 30 Volume 2 27. Faça o estudo dos sinais das funções a seguir: a) f(x) = x2 + 5x – 6 Zeros: a b c b a c = = = − = − ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ −( ) = + = 1 5 6 4 5 4 1 6 25 24 49 2 2 ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = − ± ⋅ = − + = = − − = − Δ 2 5 49 2 1 5 7 2 1 5 7 2 6 1 2 Como a parábola tem concavidade voltada para cima: f(x) > 0 para x < –6 ou x >1 f(x) = 0 para x = –6 ou x = 1 f(x) < 0 para –6 < x < 1 b) g(x) = –2x2 + 3x + 5 Zeros: a b c b a c = − = = = − ⋅ ⋅ = − ⋅ −( )⋅ = + = 2 3 5 4 3 4 2 5 9 40 49 2 2 ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = − ± ⋅ −( ) = − + − = − = − − − = Δ 2 3 49 2 2 3 7 4 1 3 7 4 5 2 1 2 Como a parábola tem concavidade voltada para baixo: g(x) > 0 para –1 < x < 5 2 g(x) = 0 para x = –1 ou x = 5 2 g(x) < 0 para x < –1 ou x > 5 2 c) h(x) = 4x2 – 8x + 4 Zeros: 4 8 4 0 4 8 4 4 8 4 4 4 64 64 0 2 2 2 x x a b c b a c − + = = = − = = − ⋅ ⋅ = −( ) − ⋅ ⋅ = − = ; ; Δ Δ Δ x b a x x x = − ± ⋅ = ± ⋅ = + = = − = Δ 2 8 0 2 4 8 0 8 1 8 0 8 1 1 2 Como a parábola tem concavidade voltada para cima: h(x) > 0 para x ≠ 1 h(x) = 0 para x = 1 d) p(x) = x2 + 4 Zeros: x x 2 2 4 0 4 + = = − Não existe x real que satisfaça a igualdade, ou seja, a função não tem zero. Como a parábola tem concavidade voltada para cima: p x( ) > 0 para todo x real e) q(x) = –2x2 + 6x – 7 Zeros: − + − = = − = = − = − ⋅ ⋅ = ( ) − ⋅ −( ) ⋅ −( ) = − 2 6 7 0 2 6 7 4 6 4 2 7 6 56 2 2 2 x x a b c b a c ; ; Δ Δ Δ == −50 A função não tem zero. Como a parábola tem concavidade voltada para baixo: q(x) < 0 para todo x real 28. (FUVEST – SP) A trajetória de um projétil, lançado da beira de um penhasco sobre um terreno plano e hori- zontal, é parte de uma parábola com eixo de simetria vertical, como ilustrado na figura. Matemática 31 O ponto P sobre o terreno, pé da perpendicular traçada a partir do ponto ocupado pelo projétil, percorre 30 m desde o instante do lançamento até o instante em que o projétil atinge o solo. A altura máxima do projétil, de 200 m acima do terreno, é atingida no instante em que a distância percorrida por P, a partir do instante do lan- çamento, é de 10 m. Quantos metros acima do terreno estava o projétil quando foi lançado? a) 60 b) 90 c) 120 X d) 150 e) 180 Fixando um sistema de coordenadas como mostra a figura, temos o gráfico de uma função quadrática. Zeros da função: x e 30 x x + = ⇒ = −30 2 10 10 Assim: y a x x forma fatorada= ⋅ + ⋅ −( ) ( ) ( )10 30 Como o ponto (10, 200) pertence ao gráfico, temos: 200 10 10 10 30 0 5 0 5 10 30 0 0 5 = ⋅ + ⋅ − ⇒ = − = − ⋅ + ⋅ − = ⇒ = − a y x x y ( ) ( ) a , , ( ) ( ) x , ⋅⋅ + ⋅ − =( ) ( )0 10 0 30 150 Portanto, o projétil estava 150 metros acima do terreno quando foi lançado. 200 y 0 10 30 x 29. (UEPA) A utilização de computadores como ferramen- tas auxiliares na produção de conhecimento escolar tem sido uma realidade em muitas escolas brasileiras. O GeoGebra é um software educacional utilizado no ensino de Matemática (geometria dinâmica). Na ilus- tração abaixo se tem a representação dos gráficos de duas funções reais a valores reais, definidas por g x x x( ) = − +2 2 e f x x( ) = + 5 . Fonte: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula. html?aula-53900 Nestas condições, a soma das ordenadas dos pontos de interseção dos gráficos que representam as duas funções polinomiais acima ilustradas é: Para determinar os pontos de intersecção dos gráficos de duas funções, podemos resolver o sistema formado pelas suas equações. y x x y x x x x x x x ou x x y x = − + = + ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ − + = + − − = = = − = ⇒ = + = 2 2 2 2 5 2 5 2 3 0 3 1 3 3 5 8 == − ⇒ = − + =1 1 5 4y Portanto, a soma das ordenadas dos pontos de intersecção é 4 8 12+ = . 30. (PUC-Rio – RJ) O retângulo ABCD tem dois vértices na parábola de equação y x x= − + 2 6 11 6 3 e dois vértices no eixo x, como na figura abaixo. 32 Volume 2 Sabendo que D = ( , )3 0 , faça o que se pede. a) Determine as coordenadas do ponto A. O ponto A tem abscissa 3 e pertence à parábola. y x x x y y A = − + = ⇒ = − ⋅ + = − + = − = − 2 2 6 11 6 3 3 3 6 11 3 6 3 3 2 11 2 3 1 3 1( , ) b) Determine as coordenadas do ponto C. Inicialmente determinamos as coordenadas do ponto B. − = − + − + = = = 1 6 11 6 3 11 24 0 3 8 2 2 x x x x x ou x Assim, as coordenadas do ponto B são ( , )8 1− . Portanto, C = ( , )8 0 . c) Calcule a área do retângulo ABCD. As dimensões do retângulo são 8 3 5− = e 1. Área do retângulo: AA = ⋅ = 5 1 5 31. (UEG – GO) Considere um retângulo com dimensões x e y e perímetro de 200 metros. a) Expresse a área desse retângulo em função da me- dida x. 2 2 200 100 100 x y x y y x + = + = = − Sendo A a área do retângulo, temos: A x y A x x A x x = ⋅ = ⋅ − = − ( )100 100 2 b) Esboce o gráfico da função área em função da me- dida x. O gráfico é uma parábola com a concavidade voltada para baixo. Zeros da função: 100 0 100 0 0 100 2x x x x x ou x − = − ⋅ − = = = ( ) Vértice da parábola: x b a y A V V = − = − ⋅ − = = = ⋅ − = 2 100 2 1 50 50 100 50 50 25002 ( ) ( ) Agora podemos esboçar o gráfico da função: 2500 A 0 50 100 x 32. (UEM – PR) O lucro de uma empresa em um perío- do de 15 meses foi modelado matematicamente por meio da seguinte função f x ax bx c( ) = + +2 , em que a variável x indica o mês e f(x) o lucro, em milhões de reais, obtido no mês x. Sabe-se que no início desse período, digamos mês zero, a empresa tinha um lucro de 2 milhões de reais; no primeiro mês, o lucro foi de 3 milhões de reais; e, no décimo quinto mês, o lucro foi de 7 milhões de reais. Com base nessas informações, assinale o que for correto. Matemática 33 X (01) O lucro obtido no décimo quarto mês foi igual ao lucro obtido no oitavo mês. (02) O lucro máximo foi obtido no décimo mês. X (04) O lucro máximo obtido foi superior a 7,5 milhões de reais. (08) O lucro da empresa nesse período de 15 meses oscilou de 2 a 7 milhões de reais. X (16) O gráfico da função que modela o lucro é uma parábola com concavidade para baixo. Somatório: 21 (01 + 04 + 16). f x ax bx c f c f a b f a b a ( ) ( ) ( ) ( ) = + + = ⇒ = = ⇒ + + = = ⇒ + + = 2 0 2 2 1 3 2 3 15 7 225 15 2 7 ++ = + = ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ = − = = − ⋅ + ⋅ + b a b a e b f x x x 1 45 3 1 1 21 22 21 1 21 22 21 22( ) (01) Correto. f x x x f f ( ) ( ) ( ) = − ⋅ + ⋅ + = − ⋅ + ⋅ + = = − 1 21 22 21 2 14 1 21 14 22 21 14 2 22 3 8 1 21 2 2 ⋅⋅ + ⋅ + =8 22 21 8 2 22 3 2 (02) Incorreto. x b a V = − = − ⋅ −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = 2 22 21 2 1 21 11 O lucro máximo foi obtido no décimo primeiro mês. (04) Correto. y f y y V V V = = − ⋅ + ⋅ + = ( ) , 11 1 21 11 22 21 11 2 163 21 7 76 2 (08) Incorreto. O lucro da empresa oscilou de 2 a aproximadamen- te 7,76 milhões de reais. (16) Correto. Como a = − <1 21 0, a parábola tem a concavidade voltada para baixo. 33. (UEL – PR) O óxido de potássio, K2O, é um nutriente usado para melhorar a produção em lavouras de cana- -de-açúcar. Em determinada região, foram testadas três dosagens diferentes do nutriente e, neste caso, a relação entre a produção de cana e a dosagem do nu- triente se deu conforme mostra a tabela a seguir. Dose do nutriente (kg/hectare) Produção de cana-de-açúcar (toneladas/hectare) 0 42 70 56 140 61 Considerando que a produção de cana-de-açúcar por hectare em função da dose de nutriente pode ser descrita por uma função do tipo y x ax bx c( ) = + +2 , determine a quantidade de nutriente por hectare que maximiza a produção de cana-de-açúcar por hectare. Apresente os cálculos realizados na resolução da questão. y x ax bx c y c y a b y ( ) ( ) ( ) ( ) = + + = ⇒ = = ⇒ + + = = 2 0 42 42 70 56 4 900 70 42 56 140 61⇒⇒ + + = + = + = ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ = − = 19 600 140 42 61 350 5 1 19600 140 19 9 9800 3 a b a b a b a e b 77 140 9 9800 37 140 422y x x x( ) = − ⋅ + ⋅ + A quantidade de nutriente por hectare que maximiza a pro- dução é a abscissa do vértice da parábola que representa a função. y x x x x b a x V V ( ) = − ⋅ + ⋅ + = − = − ⋅ − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = 9 9800 37 140 42 2 37 140 2 9 9800 37 2 1140 4900 9 143 888⋅ = , Portanto, a quantidade aproximada de 144 kg/hectare ma- ximiza a produção. 34. (UEFS – BA) O gráfico de f x x bx c( ) = − + +2 , em que b e c são constantes positivas, intercepta o eixo das abscissas em dois pontos separados por uma distância 9, e o das ordenadas em um ponto a uma distância 14 da origem. 34 Volume 2 O valor máximo que essa função pode atingir é X a) 81 4 b) 43 2 c) 23 d) 97 4 e) 51 2 De acordo com o enunciado, temos: c = 14; α e α + 9 são os zeros da função; Assim: x x c a ou x x b a 1 2 2 1 2 9 14 1 9 14 0 2 7 2 2 7 ⋅ = ⋅ + = − + + = = − = − + = − = − ⇒ − + α α α α α α α ( ) == − − ⇒ = = − ⇒ − + = − − ⇒ = − b b b b 1 5 7 7 2 1 5α Como b é um número positivo, b = 5. f x x x y a y V V ( ) [ ( ) ] ( ) = − + + = −Δ = − − ⋅ − ⋅ ⋅ − = 2 2 5 14 4 5 4 1 14 4 1 81 4 35. (PUC-CAMPINAS – SP) A figura indica um bombeiro lançando um jato de água para apagar o fogo em um ponto de uma torre retilínea e perpendicular ao chão. A trajetória do jato de água é parabólica, e dada pela função y x x= − + +2 2 3, com x e y em metros. Sabendo que o ponto de fogo atingido pelo jato de água está a 2 metros do chão, então, p q− , em metros, é igual a a) 2 2+ . b) 1 2+ . c) 4 2 2− . d) 3 2− . X e) 2 2− . y x x x y y = − + + = ⇒ = − + ⋅ + = 2 2 2 3 0 0 2 0 3 3 Assim, p = 3. y x x x x x ou x = ⇒ = − + + − − = = + = − 2 2 2 3 2 1 0 1 2 1 2 2 2 Assim, q = +1 2. p q− = − + = −3 1 2 2 2( ) . (INSPER – SP) Utilize as informações a seguir para as questões 36, 37 e 38. Uma empresa criou uma nova linha de sorvetes feitos com ingredientes orgânicos e desenvolveu um mode- lo de distribuição do produto baseado em quiosques instalados em shopping centers. Cada quiosque tem capacidade para vender até 3.000 sorvetes por dia e opera de acordo com o seguinte modelo de negócio: • x representa a quantidade de sorvetes que o quios- que vende em um dia; • a função c, que relaciona o custo total de operação do quiosque com a quantidade x de sorvetes vendi- dos no dia, é dada por c x x x( ) ,= + +1900 0 0025 2; • a função r, que relaciona o total recebido pelo quios- que com a quantidade x de sorvetes vendidos no dia, é dada por r x x( ) = 11 . A proposta da empresa é que os quiosques sejam montados e operados por pessoas que desejam ter o seu próprio negócio, e que irão ter seus ganhos e gas- tos de acordo com o modelo acima. 36. De acordo com a modelagem apresentada, uma pessoa que comprar 3 sorvetes em um quiosque desses irá pagar a) R$ 29,00. X b) R$ 33,00. c) R$ 37,00. d) R$ 41,00. e) R$ 45,00. $ 3 ,00 r x x r r ( ) ( ) ( ) = = ⋅ = 11 3 11 3 3 33 A pessoa vai pagar R$ 33,00. Matemática 35 37. Interessado em montar um quiosque desses, João gos- taria de saber quantos sorvetes ele deverá vender em um dia para obter o lucro máximo, de acordo com o modelo apresentado pela empresa. Sabendo que o lu- cro se define como a diferença entre o total recebido e o custo total da empresa em um dia, a quantidade que responde à dúvida de João é a) 1.000 sorvetes vendidos no dia. b) 1.500 sorvetes vendidos no dia. X c) 2.000 sorvetes vendidos no dia. d) 2.500 sorvetes vendidos no dia. e) 3.000 sorvetes vendidos no dia. A função L, que relaciona o lucro obtido com a quantida- de x de sorvetes vendidos no dia, é dada por: L x r x c x L x x x x L x x x ( ) ( ) ( ) ( ) ( , ) ( ) , = − = − + + = − + 11 1900 0 0025 0 0025 10 2 2 −−1900 A quantidade de sorvetes que ele deverá vender em um dia para obter o lucro máximo é a abscissa do vértice da parábola que representa a função L. x b a x V V = − = − ⋅ − = 2 10 2 0 0025 2 000 ( , ) 38. Fabiana entrou em contato com a empresa e pediu mais detalhes sobre o investimento inicial que ela terá que fazer para montar o quiosque. A empresa enviou para ela um documento com a seguinte afirmação: Cara Fabiana, O investimento inicial para montar um quiosque é de R$ 140.000,00. Mas, com o modelo de negócio que montamos, você vai recuperá-lo em menos de quatro meses. Baseados nas estatísticas dos quiosques que já estão em operação, sabemos que •
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