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© Sh ut te rs to ck /b itt 24 Livro do Professor Saymon Michel Sanches Volume 4 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) S211 Sanches, Saymon Michel. Matemática : livro de atividades / Saymon Michel Sanches. – Curitiba : Positivo, 2017. v. 4 : il. ISBN 978-85-467-1949-5 (Livro do Professor) ISBN 978-85-467-1950-1 (Livro do Aluno) 1. Ensino médio. 2. Matemática – Estudo e ensino. I. Título. CDD 373.33 08 Função logarítmic a Logaritmo Dados os números reais positivos a e b, com a 1, denomina-se logaritmo de b na base a o número x tal que ax = b, ou seja: loga xb x a b= ⇔ = O número a é a base do logaritmo, b é o logaritmando e x é o logaritmo. Observações • Os logaritmos cuja base é 10 são denominados logaritmos de- cimais e podem ser escritos assim: log b ou log b 10 • Os logaritmos cuja base é o número de Euler, e 2,718..., são denominados logaritmos naturais. O logaritmo natural de b é representado por: loge b ou ℓn b • Consequências imediatas da definição, sendo a, b e c números positivos e a 1: • • log log a a a = = 1 1 0 • • log log log a n a a a n b c b c = = ⇔ = Propriedades operatórias dos logaritmos • log ( ) log log a a a b c b c⋅ = + • log log log a a a b c b c ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − • log log a a b b α α= ⋅ • log log a a b bβ β = ⋅ 1 , com β ≠ 0 Mudança de base Sendo a, b, c números positivos, a 1 e c 1, o logaritmo de b na base a é igual à razão entre o logaritmo de b na base c e o logaritmo de a na base c. log log log a c c b b a Função logarítmica Toda função f: + → ∗ , definida por f x xa( ) log , com a real, a 0 e a 1 é denominada função logarítmica. Gráfico da função logarítmica • Quando a base é um número maior que 1. y xx 1 10 y 1 y 2 x 2 a > 1 x x y y2 1 2 1> ⇒ > A função é crescente. Para valores de x entre 0 e 1, loga x é negativo. Para x = 1, loga x = 0. Para valores de x maiores que 1, loga x é positivo. O gráfico da função não intersecta o eixo das ordenadas. 2 Volume 4 • Quando a base é um número entre 0 e 1. y x x 1 10 y 1 y 2 x 2 0 < a < 1 x x y y2 1 2 1> ⇒ < A função é decrescente. Para valores de x entre 0 e 1, loga x é positivo. Para x 1 , loga x 0 . Para valores de x maiores que 1, loga x é negativo. O gráfico da função não intersecta o eixo das ordenadas. Função exponencial e função logarítmica As funções exponencial e logarítmica, em uma mesma base, são inversas uma da outra. Os gráficos de uma função e de sua inversa são simétricos em relação à bissetriz dos quadrantes ímpares, ou seja, em relação à reta de equação y = x. Observe a seguir os gráficos das funções inversas f x x( ) log2 e f x x− =1 2( ) . x876543 3 4 5 6 7 8 y 2 2 1 1 0–1 –1 –2 –2 –3 –3 –4 y = 2x y = x y = log 2x Equações logarítmicas Uma equação que apresenta a incógnita no logaritmando ou na base é denominada equação logarítmica. Exemplo: log ( )x x− + =1 4 8 2 Condições de existência: Base: x x x x I − > − ≠ ⎧ ⎨ ⎩ ⇒ > ≠ ⎧ ⎨ ⎩ 1 0 1 1 1 2 ( ) Logaritmando: 4 8 0 2x x II+ > ⇒ >− ( ) 1 1 2 (I) (II) (I) ∩ (II) 2 –2 Portanto, x deve ser maior que 1 e diferente de 2. log ( )x x− + =1 4 8 2 ( )x x x x x x x x ou x − = + − + = + − − = ⇒ = = − 1 4 8 2 1 4 8 6 7 0 7 1 2 2 2 Como –1 não satisfaz as condições de existência, então S { }7 . Inequações logarítmicas Inequações logarítmicas são aquelas que apresentam a incógnita no logaritmando ou na base. > > ⇔ > ↑ ↑ a 2 a 1 2 1 o sentido da desigualdade é mantido Para : log x log x x x a 1 < < > ⇔ < ↑ ↑ a 2 a 1 2 1 o sentido da desigualdade é invertido : log x l P og x x a x ra 0 a 1 Matemática 3 Atividades Logaritmo 1. Calcule o valor dos logaritmos a seguir. a) log3 81 log3 4 81 3 81 3 3 4 x x x x b) log 1 5 625 5 log1 5 4 625 1 5 625 5 5 4 4 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = − = = − − x x x x x c) log8 32 log ( ) 8 3 5 3 5 2 32 8 32 2 2 2 2 3 5 2 5 6 x x x x x x d) log 2 5 3 16 log 2 5 3 5 3 45 3 4 5 3 16 2 16 2 2 2 2 3 4 5 12 5 = ( ) = = = = = x x x x x x e) log ,0 01 log , , 10 2 0 01 10 0 01 10 10 2 = = = = − − x x x x f) log 2 3 32 243 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 3 log2 3 5 32 243 2 3 32 243 2 3 2 3 5 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = x x x x g) log5 7 1 125 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎝ ⎠ log5 7 37 3 7 1 125 5 1 5 5 5 3 7 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = = = − − x x x x h) log 4 25 4 125 8 25 log 4 25 4 3 4 2 3 4 125 8 4 25 5 2 2 5 2 5 2 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − x x x x == − = − 3 4 3 8 x 4 Volume 4 2. Determine o valor de k em cada equação. a) logk 8 3 logk k k k 8 3 8 8 2 3 3 b) logk 1 16 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎝ ⎠ logk k 1 16 2 1 16 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = Como k deve ser um número positivo, então k 1 4 . c) log5 2k = − log5 2 2 5 1 25 k k k = − = = − d) log ,k 0 25 1= − log , , k k k k k 0 25 1 0 25 1 25 100 1 1 4 4 1 = − = = = = − e) log5 5 5 k log5 5 1 5 5 5 5 5 5 1 5 5 k k k k f) log9 27 1 2 k 2 log ( ) ( ) 9 1 2 1 2 2 2 27 1 2 9 27 27 9 27 3 k k k k k = = ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ = ( ) = = 9 3. Calcule o valor de cada uma das expressões. a) log log1 2 22 1 2 + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 2 log log 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 2 2 2 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = ⇒ − = ⇒ = − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = = − − x x x y y x x y 11 1 2 2 1 2 1 2 1 1 2 ⇒ = − + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − + − = − y log log ( ) b) log log log log3 3 3 327 9 3 1 log log log log lo 3 3 3 2 3 3 27 3 27 3 3 3 9 3 9 3 3 2 3 1 1 0 = = = ⇒ = = = = ⇒ = = = x x y y x x y y gg log log log3 3 3 327 9 3 1 3 2 1 0 6+ + + = + + + = Matemática 5 c) log log , log log 4 10 2 9 16 0 001 1 64 3 + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ ⎝ ⎠ log log , , lo 4 2 10 3 16 4 16 4 4 2 0 001 10 0 001 10 10 3 = = = ⇒ = = = = ⇒ = −− x x y y x x y y gg2 6 1 64 2 1 64 2 2 6 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = = ⇒ = −− z z z z log ( ) log log , log 9 2 1 2 4 10 2 3 9 3 3 3 2 1 2 1 4 16 0 001 1 64 = = = ⇒ = ⇒ = + ⎛ ⎝⎜ w w w w w ⎞⎞ ⎠⎟ ⋅ = + − − ⋅ = − − = log ( ) 9 3 2 3 6 1 4 1 3 2 2 3 d) 4 7 24 7 21 2 2 3log log log6 + −+ ⋅ 4 6 7 7 7 7 2 14 2 2 3 9 4 4 7 7 2 2 6 1 2 1 2 2 3 3 2 2 log log log log log l = = ⋅ = ⋅ = = ( ) = = + ⋅ oog log log4 7 26 1 2 2 37 2 6 14 9 11+ − = + − =+ ⋅ 4. Determine para quais valores de x existe cada um dos seguintes logaritmos: a) log ( )4 2 10x 2 10 0 2 10 5 x x x + > > − > − b) log ( )x x1 2 1 2 0 1 0 1 1 1 2 1 2 x x x x x x − > − > − ≠ ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ > > ≠ ⎧ ⎨ ⎪ ⎪⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ 1 Portanto, x 1 e x 2. 5. (IFRS) O número log3 30 está entre a) 0 e 1 b) 1 e 2 X c) 3 e 4 d) 4 e 9 e) 9 e 11 log3 30 3 30 x x Como 3 27 3 e 3 81 4 , x está entre 3 e 4. 6. (UNITAU – SP) Sabendo-se que A = +log log , , 73 7 0 001 é correto afirmar que a) A 7 b) A 3 c) A 1 X d) A 0 e) A = −1 log log , , 7 3 3 3 3 7 7 7 7 7 3 1 3 0 001 10 0 001 10 10 = ( ) = = = ⇒ = = = = ⇒ =− x x x y y x x y y −− = + − = 3 3 3 0A ( ) 6 Volume 4 7. (UFRGS – RS) Atribuindo para log2 o valor 0,3, então o valor de 100 0 3, é a) 3. X b) 4. c) 8. d) 10. e) 33. log , , 2 0 3 10 20 3 Usamos a igualdade anterior para obter o valor de 1000 3, . 100 10 100 10 100 2 100 4 0 3 2 0 3 0 3 0 3 2 0 3 2 0 3 , , , , , , ( ) ( ) 8. (FGV – RJ) A intensidade de um som representada por I, é a potência do som recebida por unidade de área de uma superfície,e é medida na unidade W m/ 2 . A intensidade mais baixa que o ser humano ainda con- segue ouvir é I W m0 12 210= − / . Quando ouvimos um som de intensidade I, o nível sonoro, representado por , é o número dado por β = ⋅10 0 log I I cuja intensidade chama-se decibel (dB). Certo dia na Rua São João Clemente no Rio de Janeiro, ao meio dia, foi medida a intensidade sonora do tráfego de veículos de 10 4 2W m/ . Nesse momento, o nível sonoro era de: a) 100 dB X b) 80 dB c) 60 dB d) 40 dB e) 90 dB β β β β = ⋅ = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = ⋅ = − − − − − 10 10 10 10 10 10 10 0 4 12 4 12 log log log ( ) I I ⋅⋅ = ⋅ = log10 10 8 80 8 β β O nível sonoro era de 80 dB. 9. Considerando log , , log , log , ,2 0 30 3 0 48 7 0 85e determine: a) log48 log og( ) log log log log , , log , 48 2 3 48 2 3 48 4 0 3 0 48 48 12 0 4 4 = ⋅ = + = ⋅ + = + l ,, log , 48 48 168= b) log36 log log( ) log log log log log log log 36 2 3 36 2 3 36 2 2 2 3 36 2 2 2 2 = ⋅ = + = ⋅ + ⋅ = 22 0 3 2 0 48 36 156 ⋅ + ⋅ = , , log , c) log5 log log log log log log , log , 5 10 2 5 10 2 5 1 0 3 5 0 7 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − = − = d) log75 log log( ) log log log log log , 75 3 5 75 3 5 75 3 2 5 75 0 48 2 2 = ⋅ = + = + ⋅ = log log ++ ⋅ = 2 0 7 75 188 , log , e) log80 log l g( ) log log log log log log log , 80 2 5 80 2 5 80 4 2 5 80 4 0 4 4 = ⋅ = + = ⋅ + = ⋅ o 33 0 7 80 19 + = , log , Matemática 7 f) log 285 log log ( ) log log( ) log ( log log ) 28 2 7 28 2 7 28 1 5 2 2 7 5 25 5 2 1 5 5 = ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅ + llog ( , , ) log , 28 1 5 2 0 3 0 85 28 0 29 5 5 = ⋅ ⋅ + = g) log ,0 14 log , log log , log( ) log log , log 0 14 14 100 0 14 2 7 100 0 14 2 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ − = + llog log , , , log , , 7 2 0 14 0 30 0 85 2 0 14 0 85 − = + − = − h) log 108 7 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ log log log log log l 108 7 2 3 7 108 7 2 3 2 3 2 3 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = + − oog log log log log log , 7 108 7 2 2 3 3 7 108 7 2 0 3 3 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ + ⋅ − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ + ⋅00 48 0 85 108 7 119 , , log , − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = i) log ,2 4 log , log log , log( ) log log , log log 2 4 24 10 2 4 2 3 10 2 4 2 3 3 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ − = + 33 1 2 4 3 2 3 1 2 4 3 0 3 0 48 1 2 4 0 38 − = ⋅ + − = ⋅ + − = log , log log log , , , log , , j) log 49 144 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ log log log log log log( ) 49 144 49 144 49 144 7 2 32 4 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − ⋅ llog log log log log , 49 144 2 7 4 2 2 3 49 144 2 0 85 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ − ⋅ − ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ −44 0 3 2 0 48 49 144 0 46 ⋅ − ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − , , log , 10. Dados log ,a m 5 loga n 3 e log ,a p 2 calcule loga m p n ⋅⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ 3 4 . log log log log log l a a a a a m p n m p n m p n ⋅⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = + − ⋅⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = 3 4 3 4 3 4 oog log log log log a a a a a m p n m p n m p n + ⋅ − ⋅ ⋅⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = + ⋅ − ⋅ ⋅ 3 4 5 3 2 4 3 3 4 3 44 1 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = − 11. Sendo loga x2 e log ,a y3 = calcule log , a 36 15 3⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ em função de x e y. log , log log , log , log ( a a a a a 36 15 36 15 36 15 2 3 3 3 3 2 ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = ⋅ 22 1 3 3 3 2 36 15 1 3 2 2 2 3 ) log log , ( log log ) (l − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = ⋅ ⋅ + ⋅ − a a a a oog log ) log , ( ) ( ) log , a a a a x y y x 3 2 36 15 1 3 2 2 36 15 3 3 − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = ⋅ + − − ⎛ ⎝⎜ ⎞⎞ ⎠⎟ = + + − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − 2 2 3 36 15 5 3 3 x y x y x y alog , 8 Volume 4 12. Considerando que log , log log ,p p pa b e c27 9 3 determine o valor de logp a b c2 3⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ . log log log log log log p p p p p p a b c a b c a b c a 2 3 2 3 2 3 ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − − ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = −− ⋅ − ⋅ ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − ⋅ − ⋅ ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ 2 3 27 2 9 3 3 2 3 2 3 log log log log p p p p b c a b c a b c ⎠⎠ ⎟ = 0 13. (MACKENZIE – SP) O pH do sangue humano é calcula- do por pH X = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟log 1 , sendo X a molaridade dos íons H O3 . Se essa molaridade for dada por 4 0 10 8, ⋅ − e, adotando-se log ,2 0 30, o valor desse pH será: a) 7,20 b) 4,60 c) 6,80 d) 4,80 X e) 7,40 pH pH pH pH = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − − = − − − = − − − log log log log log ( ) 1 4 10 1 4 10 0 2 8 8 8 2 22 0 30 8 0 6 8 7 4 ⋅ + = − + = , , , pH pH 14. (ESPM – SP) Se log2 a e log3 b , o valor de x na expressão 9 5 x é igual a: X a) 1 2 a b b) 1 b a c) a b 2 d) a b 2 e) b a 1 2 Vamos apresentar duas possíveis soluções: I. 9 5 9 5 3 10 2 10 2 2 3 1 2 2 x x x x a b = = ⋅ = ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − ⋅ = − log log log log log log log II. log log ( ) ( ) 2 10 2 3 10 3 9 5 3 10 2 10 10 10 10 1 2 2 2 = ⇒ = = ⇒ = = = = =⋅ a b a b x x b x a b x 00 1 2 1− ⇒ = −a x a b 15. (INSPER – SP) Uma pessoa irá escolher dois números reais positivos A e B. Para a maioria das possíveis escolhas, o logaritmo decimal da soma dos dois números escolhidos não será igual à soma de seus logaritmos decimais. Porém, se forem escolhidos os valores A e B r4 , tal igualdade se verificará. Com essas informações, pode-se concluir que o número r pertence ao intervalo a) [ , ; , ]10 11 . b) ] , ; , ]11 12 . c) ] , ; , ]12 13 . X d) [ , ; , ]13 14 . e) [ , ; , ]14 15 . Queremos que a seguinte igualdade seja verificada: log( ) log logA B A B+ = + Como log( ) log logA B A B⋅ = + , temos: log( ) log( )A B A B A B A B + = ⋅ + = ⋅ Para A 4 e B r : 4 4 3 4 4 3 1333 + = ⋅ = = = r r r r , Portanto, r pertence ao intervalo [ , ; , ]13 14 . Matemática 9 16. (UFGD – MS) Sabendo que log2 x e log3 y , o va- lor de log120 é dado por: a) x y− +5 X b) 2 1x y c) x y+ −1 d) 3 2x y e) 4 5x y log log( ) log log( ) log log log log 120 12 10 120 2 3 10 120 2 3 1 2 2 = ⋅ = ⋅ ⋅ = + + 00 120 2 2 3 1 120 2 1 log log log log = ⋅ + + = + +x y 17. (UESPI) Se log log27 27 1 3 y x− = , então, a relação entre x e y é dada por: a) y x2 b) x y3 X c) y x3 d) x y 9 e) 3 1x y− = y log log log 27 27 27 1 3 3 1 3 1 3 27 27 3 3 y x y x y x y x y x y x − = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = = = ⇒ = 18. (UFMG) O pH de uma solução aquosa é definido pela expressão pH H= − +log[ ] , em que [ ]H indica a concentração, em mol/L, de íons de hidrogênio na solução e log, o logaritmo na base 10. Ao analisar uma determinada solução, um pesquisador verificou que, nela, a concentração de íons de hidrogê- nio era [ ] ,H + −= ⋅5 4 10 8 mol/L. Para calcular o pH dessa solução, ele usou os valores aproximados de 0,30 para log 2, e de 0,48, para log 3. Então, o valor que o pesquisador obteve para o pH des- sa solução foi X a) 7,26 b) 7,32 c) 7,58 d) 7,74 pH H pH pH pH = − = − ⋅ = − ⋅ ⋅ = − + + − − log[ ] log( , ) log( ) (log lo 5 4 10 2 3 10 2 8 3 9 gg log ) log log , , , 3 10 2 3 3 9 0 3 3 0 48 9 7 26 3 9+ = − − + = − − ⋅ + = − pH pH pH 19. (ITA – SP) A soma log log 1 2 1 2 2 1 4 32 8 / / n n n + = ∑ é igual a a) 8 9 . b) 14 15 . c) 15 16 . X d) 17 18 . e) 1. O símbolo denota um somatório. Por exemplo, ( )2 1 1 10 x x + = ∑ é o somatório de 2 1x com x variando de 1 até 10, ou seja, ( )2 1 5 7 21 120 1 10 x x + = + + + + = = ∑ 3 . log log log ( ) log ( 1 2 1 2 1 1 2 1 2 2 32 32 1 32 1 5 5 8 / / / / n n n n n n n = = = ⋅ = ⋅ − = − =+ ++ ⋅ = = + ⋅ − = − − 2 8 2 3 3 6 1 2) log ( ) ( ) / n n Assim: log log 1 2 1 2 2 1 4 1 4 2 1 4 32 8 5 3 6 5 3 6 5 3 1 / / n n n n n n n n n n + = = = ∑ ∑ ∑ = − − − = = + = ⋅ ⋅⋅ + = = ⋅ + + +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = ⋅ + + +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ = ∑ ( )nn 2 5 3 1 3 1 8 1 15 1 24 5 3 40 15 8 5 120 1 4 ⎟⎟ = ⋅ = 5 3 68 120 17 18 10 Volume 4 20. Sendo log ,2 0 30 e log , ,3 0 48= calcule: a) log4 24 log loglog log log( ) log log log log l 4 4 3 2 4 24 24 4 24 2 3 2 24 3 2 3 2 = = ⋅ = ⋅ + ⋅ oog log , , , , , , 2 24 3 0 3 0 48 2 0 3 138 0 6 2 34 = ⋅ + ⋅ = = b) log3 54 log log log log log( ) log log log log log 3 3 3 3 54 54 3 54 2 3 3 54 2 3 3 3 = = ⋅ = + ⋅ llog , , , , , ,3 54 0 3 3 0 48 0 48 174 0 48 3 625= + ⋅ = = c) log18 4 log log log log log log( ) log log log l 18 18 2 2 18 4 4 18 4 2 2 3 4 2 2 2 2 = = ⋅ = ⋅ + ⋅ oog log , , , , , , 3 4 2 0 3 0 3 2 0 48 0 6 126 0 4818 = ⋅ + ⋅ = d) log5 300 log log log log log( ) log log lo 5 5 2 5 300 300 5 300 3 10 10 2 300 = = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = gg log log log log , , , , , 3 2 10 10 2 300 0 48 2 1 1 0 3 2 48 0 7 3 545 + ⋅ − = + ⋅ − = e) log8 27 log log log log log log log , , , 8 3 3 8 8 27 3 2 27 3 3 3 2 27 0 48 0 3 16 = = ⋅ ⋅ = = f) log12 30 log log log log log( ) log( ) log log l 12 12 2 12 30 30 12 30 3 10 2 3 30 3 = = ⋅ ⋅ = + oog log log log , , , , , , 10 2 2 3 30 0 48 1 2 0 3 0 48 148 108 13712 ⋅ + = + ⋅ + = 21. Sendo p e q números positivos e diferentes de 1 e logq p 3 , calcule: a) logp q p log log log log p q q p q q p q 1 3 Observação: também podemos utilizar a igualdade log log p q q p 1 1 3 . b) log q p 2 5 q log log log log log log q q q q q q p p q p p q 2 2 5 5 2 5 5 2 5 3 2 1 15 2 = = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = Observação: também podemos utilizar as propriedades dos logaritmos. log log q q p p 2 5 5 1 2 5 2 3 15 2 = ⋅ ⋅ = ⋅ = . Matemática 11 c) log p q3 log log log log log log p q q p q q q q p q q p 3 3 3 3 1 2 3 1 1 2 3 3 2 3 2 = = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ = Observação: também podemos utilizar as propriedades dos logaritmos. log log log /p p p q q q3 3 1 2 3 2 6 1 3 2= = ⋅ ⋅ = ⋅ = . 22. Simplifique as expressões a seguir. a) log log log log2 36 5 135 13 6 4 log log log log log log log log log log l 2 36 5 13 2 5 13 6 4 5 2 13 6 6 5 ⋅ ⋅ ⋅ = = ⋅ ⋅ ⋅ oog log log log log log log log log log 2 13 5 2 13 2 6 6 5 2 2 13 1 2 = = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = b) 5 3 8 77 9 2log og log⋅ ⋅l ) log log log log log log log log log log log 3 8 7 2 3 7 9 2 7 3 3 2 2 7 7 3 ⋅ ⋅ = = ⋅ ⋅ = = ⋅ 22 3 3 2 2 7 2 3 ⋅ ⋅ ⋅ = log log log log 5 5 5 253 8 77 9 2 2 3 23 3log og log⋅ ⋅ = = =l 23. (UNIMONTES – MG) Se a, b e c são três números reais positivos, tais que loga b 2 e logab c 1, então loga c é a) 2 X b) 3 c) 4 d) 9 log log log log log log log log ab a a a a a a a c c ab c a b c c = = = + = + = 1 1 1 2 3 24. (UDESC) Sabendo que os números reais x, y e z são tais que log y x 5 e log y z 7 , então log x x y z 2 3 4 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ é igual a: a) –5 X b) –3 c) –2 d) 57 5 e) 41 5 5 log log log log log x x x x x x y z x y z x y z 2 3 4 2 3 4 2 3 4 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = + − ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = 22 3 4 2 3 1 4 2 3 4 + ⋅ − ⋅ ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = + ⋅ − ⋅ log log log log log log x x x y y y z x y z x z yy x x x y z log 2 3 4 2 3 1 5 4 7 5 2 25 5 3 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = + ⋅ − ⋅ = − = − 25. (UFSCAR – SP) Adotando-se log2 a e log3 b , o valor de log ,15 135 é igual a a) 3ab b a . b) 2 1 2 b a b a − + − . c) 3b a b a . d) 3b a b a + − . X e) 3 1b a b a − + − . b a log log log , log log( ) log log , , 15 15 3 3 135 135 15 135 3 5 3 2 3 = = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ++ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − = ⋅ + − − log log log log log log log log log , 10 2 3 2 135 3 3 10 2 3 15 22 135 3 1 15log b a , = + − − b a 26. (FUVEST – SP) Seja x 0 tal que a sequência a x1 2log , a x2 4 4log ( ) , a x3 8 8log ( ) forme, nessa ordem, uma progressão aritmética. Então, a a a1 2 3 é igual a 12 Volume 4 a) 13 2 X b) 15 2 c) 17 2 d) 19 2 e) 21 2 2 a a a a x x x x x 2 1 3 2 4 2 8 4 2 2 4 8 4 4 4 − = − − = − − log ( ) log log ( ) log ( ) log ( ) log loog log ( ) log log ( ) log log log log 2 2 2 2 2 2 2 2 8 8 4 4 2 4 2 x x x x = − ⋅ +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − xx x x x x x x x a = + + − = + = ⇒ = ⇒ = = log log log log log log lo 2 2 2 2 2 2 3 1 8 3 2 3 3 3 2 8 gg log ( ) log log ( ) log 2 2 4 4 3 8 8 1 2 3 8 3 4 8 32 5 2 8 8 64 2 = = ⋅ = = = ⋅ = = + + = a a a a a 33 5 2 2 15 2 + + = Função logarítmica 27. Classifique as funções a seguir em crescente ou de- crescente. a) f x x( ) log 1 44 Como 0 < a < 1, a função é decrescente. b) g x x( ) log3 3 Como a > 1, a função é crescente. c) h x x( ) log ( )5 2 2 2 Como a > 1, a função é crescente. d) t x x( ) log ( )= + 2 2 1 2 Como 0 < a < 1, a função é decrescente. 28. Dada a função f x x( ) log 2 , assinale V para as afirma- ções verdadeiras e F para as falsas. a) ( ) f f( ) ( )100 2 10= ⋅ b) ( ) f( )1000 6 c) ( ) f( ) f( )− + =10 10 0 d) ( ) f f( ( )100000 2 e) ( ) O domínio de f é *. a) Verdadeira. f f ( ) log log ( ) log 100 100 2 100 2 2 4 2 10 2 10 2 2 1 4 2 2 = = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅ = Observação: para valores positivos de x, f x x x( ) log log .= = ⋅2 2 Assim, f f( ) log log ( )100 2 100 2 10 2 102= ⋅ = ⋅ = ⋅ . b) Verdadeira. f( ) log1000 1000 2 3 62= = ⋅ = c) Falsa. f f f ( ) f( ) log( ) log ( ) f( ) log log ( − + = − + − + = + − 10 10 10 10 10 10 100 100 2 2 110 10 2 2 4) f( )+ = + = d) Verdadeira. f f f f f f f f ( ( ) (log ) ( ( ) ( log ) ( ( 100000 100000 100000 2 100000 100 2= = ⋅ 0000 2 5 100000 10 100000 10 2 1 22 ) ( ) ( ( ) ( ) ( ( ) log = ⋅ = = = ⋅ = f f f f f f e) Verdadeira. x x2 0 0> ⇒ ≠ Portanto, o domínio é *. 29. Na figura a seguir, está representado o gráfico da função g: + → ∗ definida por g x x ba( ) log ( )= + . –1 –1 1 2 3 4 5 6 7–2 –2 0 1 2 y x V V F V V Matemática 13 a) Calcule os valores de a e b. O gráfico da função passa pelos pontos ( , )1 0 , ( , )1 1 e ( , )7 2 . Substituindo dois desses pontos na função, te- mos: g b a b b g b a a a a ( ) log ( ) ( ) log ( ) − = − + = = − + ⇒ = = + = = + ⇒ = 1 0 1 0 1 2 1 1 1 1 1 2 3 0 1 b) Determine g( ).0 g x x g g ( ) log ( ) ( ) log ( ) ( ) log = + = + = 3 3 3 2 0 0 2 0 2 c) Calcule g g g( ) ( ) ( ).− + +3 3 25 g x x g g g ( ) log ( ) ( ) log ( ) ( ) log ( ) ( ) log ( = + − = − + = + = + 3 3 3 3 2 3 3 2 3 3 2 25 25 22 27 3 3 3 25 3 2 3 2 3 3 3 3 3 ) log ( ) g( ) g( ) log ( ) log ( ) log = = − + + = = − + + + + = = g [[( ) ( )] log [ ] log 2 3 2 3 3 4 3 3 1 3 0 3 3 3 3 − ⋅ + + = = − + = = + = + = 30. (FATEC – SP) Seja a função f: + → ∗ definida por f x x x ( ) log log= − ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟10 10 3 410 A abscissa do ponto de intersecção do gráfico de f com a reta de equação y − =2 0 é a) 10 7− . b) 10 3− . X c) 10. d) 102. e) 10 4. y x x y y y = − ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ − = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ − = ⇒ = log log10 10 3 410 2 0 2 0 2 Substituindo y 2 na primeira equação, temos: log log log 10 10 3 4 10 4 3 2 4 2 10 2 10 2 10 10 x x x x x − ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = = xx x pois x2 210 10 0= ⇒ = >( ) Portanto, os gráficos se intersectam no ponto ( , ),10 2 cuja abscissa é 10. 31. (UECE) O maior número inteiro contido na imagem da função real de variável real definida por f x x( ) log ( )= −2 2100 é X a) 6. b) 4. c) 5. d) 7. Domínio da função: 100 0 10 10 2− > − < < x x A maior imagem é obtida para o menor valor de x 2 tal que − < <10 10x , ou seja, para x 0 . Assim: f f ( ) log ( ) ( ) log 0 100 0 0 100 2 2 2 = − = Como 2 100 26 7, f( )0 é um número entre 6 e 7. Portanto, o maior inteiro contido no conjunto-imagem da função f é 6. 32. (UNICAMP – SP) Uma barra cilíndrica é aquecida a uma temperatura de 740 ºC. Em seguida, é exposta a umacorrente de ar a 40 ºC. Sabe-se que a temperatura no centro do cilindro varia de acordo com a função T t T T TAR t AR( ) ( ) /= − × +−0 1210 14 Volume 4 sendo t o tempo em minutos, T0 a temperatura inicial e TAR a temperatura do ar. Com essa função, concluímos que o tempo requerido para que a temperatura no centro atinja 140 ºC é dado pela seguinte expressão, com o log na base 10: a) 12 7 1[log( ) ] minutos. b) 12 1 7[ log( )] minutos. X c) 12 7log( ) minutos. d) [ log( )]1 7 12/ T t T T T T T AR t AR AR t ( ) ( ) ( ) / / = − ⋅ + = = = − ⋅ + − − 0 12 0 12 10 740 40 140 740 40 10 440 100 700 10 10 1 7 10 7 12 12 12 12 1 = ⋅ = = − = − − − − − t t t t / / /log( ) log( ) log77 12 7t = ⋅ log 33. (MACKENZIE – SP) O conjunto dos números reais, para os quais a função f x x x x x( ) log= + + − ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟+5 2 2 5 4 1 está definida, é a) b) {x x ou x }∈ ≤ − ≥/ 5 1 c) {x x ou x }∈ ≤ − >/ 5 1 d) {x ou x }∈ − < ≤ − ≥/ 6 5 1x X e) {x ou x }∈ − < < − >/ 5 4 1x x x I x x II x x x + > ⇒ > − + ≠ ⇒ ≠ − + + − > 5 0 5 5 1 4 5 4 1 0 2 2 ( ) ( ) –4 –1 –1 1 +++++ ++++++++++++++– – – – – – – – x x ++++++++++++++++++++++ – – – – – –1–4 1 x + +– – x ou x III< − >4 1( ) De (I), (II) e (III), o domínio da função é {x ou x }∈ − < < − >| 5 4 1x Equações logarítmicas 34. Resolva as seguintes equações. a) log x− =2 4 2 Condições de existência: x x x x − > ⇒ > − ≠ ⇒ ≠ 2 0 2 2 1 3 log ( ) x x x ou x x ou x − = − = − = − = − = = 2 2 4 2 2 4 2 2 2 2 4 0 Como apenas x 4 satisfaz as condições de existência, o conjunto-solução da equação é S { }.4 b) log ( )3 2 8 2x + = Condição de existência: 2 8 0 4x x+ > ⇒ > − log ( )3 2 2 8 2 3 2 8 9 2 8 2 1 1 2 x x x x x + = = + = + = = O conjunto-solução da equação é S = ⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ 1 2 . c) log ( )x x+ + =2 23 4 2 Condições de existência: x x x x x + > ⇒ > − + ≠ ⇒ ≠ − + > 2 0 2 2 1 1 3 4 02 Note que a terceira condição é satisfeita para qualquer x real. log ( ) ( ) ( ) x x x x x x x x x x x + + = + = + + + = + − = ⋅ − = 2 2 2 2 2 2 2 3 4 2 2 3 4 4 4 3 4 2 4 0 2 2 0 xx ou x= =0 2 O conjunto-solução da equação é S { , }0 2 . Matemática 15 d) log( ) log( ) log( )4 1 2 4x x x− − − = − Condições de existência: 4 1 0 1 4 2 0 2 4 0 4 x x x x x x − > ⇒ > − > ⇒ > − > ⇒ > Portanto, x deve ser maior que 4. log( ) log( ) log( ) log log( ) 4 1 2 4 4 1 2 4 4 1 x x x x x x x x − − − = − − − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − − −22 4 4 1 6 8 10 9 0 1 9 2 2 = − − = − + − + = = = x x x x x x x ou x Como apenas x 9 satisfaz as condições de existência, o conjunto-solução da equação é S { }9 . e) log log log3 9 27 11 6 x x x+ + = 6 Condição de existência: x 0 log log log log log log log log log 3 9 27 3 3 3 3 3 3 11 6 9 27 11 6 x x x x x x + + = + + = xx x x x x x x x + + = + + = = log log log log log log log 3 3 3 3 3 3 3 2 3 11 6 6 3 2 11 11 11 == ⇒ =1 3x O conjunto-solução da equação é S { }3 . f) log log ,2 2 2 5x x+ = Condições de existência: x x > ≠ 0 1 log log , log log 2 2 2 2 2 5 1 5 2 x x x x+ = + = Mudança de variável: log2 x y y y y y y y ou y x x x x + = + = − + = = = = ⇒ = = ⇒ = 1 5 2 2 2 5 2 5 2 0 2 1 2 2 4 1 2 2 2 2 2 2 y log log O conjunto-solução da equação é S { , }4 2 . 35. (IFG – GO) O conjunto-solução da equação logarítmica log ( ) log ( ) log ( )3 1 3 32 5 1 1x x x+ + + = + é a) { , }2 2 b) { , }0 2 X c) { }2 d) { , }2 0 e) { }2 Condições de existência: 2 5 0 5 2 1 0 1 x x x x + > ⇒ > − + > ⇒ > − Portanto, x deve ser maior que –1. log ( ) log ( ) log ( ) log ( ) log ( ) log 3 1 3 3 3 3 3 2 5 1 1 2 5 1 1 3 x x x x x + + + = + + + + ⎛ ⎝⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = + + − + = + + + ⎛ log ( ) log ( ) log ( ) log ( ) log 3 3 3 3 3 1 2 5 1 1 2 5 1 x x x x x x⎝⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = + + + = + + = + + = ⇒ = = − log ( )3 2 2 1 2 5 1 1 2 5 2 1 4 2 2 x x x x x x x x x ou x Como apenas x = 2 satisfaz as condições de existência, o conjunto-solução da equação é S { }2 . 36. (UEFS – BA) A equação 2 9 72 2 3 27log log log x − = tem como solução a) x = −48 b) x = −27 c) x 27 d) x 36 X e) x 48 Condição de existência: x 0 2 9 7 9 7 9 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 3 7 7 3 log log log log log log log x x x − = − = ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = 22 9 9 2 3 2 48 0 8 2 2 8 4 = = ⋅ ⇒ = ⋅ = > x x x pois x( ) 37. (UEPG – PR) Considerando as funções f x x x x( ) log( ) log( )= − + − −2 25 6 4 e g x x( ) ( )= − +2 2 1, assinale o que for correto. 16 Volume 4 (01) g(x) é crescente. X (02) A solução da equação f x( ) 0 é 1 2 . (04) O domínio de f(x) é { | }x x∈ < <2 3 . (08) f g − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = 1 2 1. X (16) A solução da equação g x( ) 2 8 é 1 4 . 8 4 Somatório: 18 (02 + 16). (01) Incorreto. g x g x g x x x x ( ) ( ) ( ) ( ) , = = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = ⋅ − +2 1 4 1 4 1 4 0 25 2 1 A função g é decrescente. (02) Correto. Condições de existência: x x x ou x x x 2 2 5 6 0 2 3 4 0 2 2 − + > ⇒ < > − > ⇒ − < < Portanto, x deve ser maior que –2 e menor que 2. log( ) log( ) log( ) log( ) x x x x x x x x x 2 2 2 2 2 2 5 6 4 0 5 6 4 5 6 4 − + − − = − + = − − + = − 22 5 2 0 2 1 2 2x x x ou x− + = ⇒ = = O conjunto-solução da equação é S = ⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ 1 2 . (04) Incorreto. Observe as condições de existência do item anterior. O domínio da função f é { | }x x∈ − < <2 2 . (08) Incorreto. g f g f −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = = −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − − + −1 2 2 2 1 2 1 2 1 2 0 2 1 2 1 1( ) (16) Correto. g x x x x x x ( ) ( ) = = = = − − = − ⇒ = − + − − − − − 2 8 2 2 8 2 2 2 2 2 2 2 5 2 1 4 2 1 2 2 1 2 3 2 2 1 2 3 38. Resolva os seguintes sistemas de equações. a) 2 64 42 2 x y x y − = + = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪log log ⎩ Condições de existência: x 0 y 0 x y x y 6 2 2 4 2 2 2 64 2 2 x y 6 log x log y 4 log (x y) 4 x y 2 16 x y 6 x y 16 x y 6 x y 6 x y 16 (y 6) y 16 y 6y 16 0 y 2 ou y 8 (não convém) x y 6 x 2 6 8 − − = = ⇒ − = + = ⋅ = ⇒ ⋅ = = − =⎧ ⎨ ⋅ =⎩ − = ⇒ = + ⋅ = + ⋅ = + − = = = − = + = + = O conjunto-solução do sistema é S {( , )}8 2 . b) log log log( ) log( ) log log 5 5 3 3 2 x y x y x y + = + − − = − ⎧ ⎨ ⎩ ⎩ Condições de existência: x 0 y 0 x y+ > 0 Essa condição é naturalmente satisfeita caso as duas primeiras sejam. x y− > 0 5 5 3 5 2 log x log y 3 log (x y) 3 x y 5 125 log(x y) log(x y) log3 log2 x y 3 log log x y 2 x y 3 x y 2 2x 2y 3x 3y x 5y x y 125 x 5y 5y y 125 y 25 y 5 ou y 5 (não convém) x 5 y x 5 5 25 + = ⋅ = ⇒ ⋅ = = + − − = − +⎛ ⎞ ⎛ ⎞=⎜ ⎟ ⎜ ⎟− ⎝ ⎠⎝ ⎠ + = − + = − ⇒ = ⋅ =⎧ ⎨ =⎩ ⋅ = = ⇒ = = − = = ⋅ = O conjunto-solução do sistema é S {( , )}25 5 . Matemática 17 39. (UFSCAR – SP) Um paciente de um hospital está recebendo soro por via intravenosa. O equipamento foi regulado para gotejar x gotas a cada 30 segundos. Sabendo-se que este número x é solução da equação log log ,4 2 3x = e que cada gota tem volume de 0,3 mL, pode-se afirmar que o volume de soro que este paciente recebe em uma hora é de: a) 800 mL. b) 750 mL. c) 724 mL. d) 500 mL. X e) 324 mL. Condição de existência: x 0 log log log log log log log log log log 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 4 3 2 3 2 3 x x x x x = = = = ⋅ = llog2 23 9x = Como cada gota tem volume de 0,3 mL, são gotejados 9 0 3 2 7⋅ =, ,mL mL de soro a cada 30 segundos, o que equivale a 5,4 mL de soro a cada minuto e 60 5 4 324⋅ =, mL mL em uma hora. 40. (UFCE) O número real x, positivo e diferente de 1, que satisfaz à equação log ( ) log logx x x x2 32 2⋅ = − é igual a: a) 23 b) 2 X c) 2 23 d) 4 e) 4 23 Observe que as condições de existência estão estabele- cidasno enunciado. log ( ) log log log ( ) log log log log l x x x x x x x x 2 3 2 3 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 ⋅ = − ⋅ = − + oog log log log log log 2 2 2 2 2 2 4 3 43 3 1 2 2 2 6 3 4 4 3 2 2 x x x x x x x x = − ⋅ + = − = = = = == 2 23 Inequações logarítmicas 41. Resolva as inequações a seguir. a) log ( ) log2 22 7 5x − > Condição de existência: 2 7 0 7 2 x x I− > ⇒ > ( ) A função y xlog2 é crescente. log ( ) log ( ) 2 22 7 5 2 7 5 2 12 6 x x x x II − > − > > ⇒ > De (I) e (II), temos que S x x= ∈ >{ | }6 . b) log log ( )1 2 1 2 4 1x x≤ − 2 2 Condições de existência: x I0 ( ) 4 1 0 1 4 x x II− > ⇒ > ( ) A função y xlog1 2 é decrescente. log log ( ) ( ) 1 2 1 2 4 1 4 1 3 1 1 3 x x x x x x III ≤ − ≥ − − ≥ − ⇒ ≤ De (I), (II) e (III), temos que S x x= ∈ < ≤⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ | 1 4 1 3 . c) log ( ) log 3 3 1 7x − < Condição de existência: x x I− > ⇒ >1 0 1( ) A função y xlog 3 é crescente. log ( ) log ( ) 3 3 1 7 1 7 8 x x x II − < − < ⇒ < De (I) e (II), temos que S x x= ∈ < <{ | }1 8 . 18 Volume 4 d) log ( )1 3 2 1 2x + ≥ − 3 Condição de existência: 2 1 0 1 2 x x I+ > ⇒ > − ( ) A função y xlog1 3 é decrescente. log ( ) log ( ) 1 3 1 3 2 2 1 1 3 2 1 9 2 8 4 x x x x II + ≥ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + ≤ ≤ ⇒ ≤ − De (I) e (II), temos que S x x= ∈ − < ≤⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ | 1 2 4 . e) 1 2 1 5 3⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ > +log ( )x ⎝ ⎠ Condição de existência: x x I+ > ⇒ > −3 0 3 ( ) A função y x = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 1 2 é decrescente e a função y xlog5 é crescente. 1 2 1 1 2 1 2 3 0 5 5 3 3 0 5 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ > ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ > ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + < + + log ( ) log ( ) log ( ) l x x x oog ( ) log ( ) 5 53 1 3 1 2 x x x II + < + < ⇒ < − De (I) e (II), temos que S x x= ∈ − < < −{ | }3 2 . 42. Determine o domínio das funções a seguir. a) f x x( ) log( )= +1 Para que f(x) seja real, devemos ter log( )x + ≥1 0 . Condição de existência de log( )x 1 : x x I+ > ⇒ > −1 0 1( ) log( ) log( ) log ( ) x x x x II + ≥ + ≥ + ≥ ⇒ ≥ 1 0 1 1 1 1 0 De (I) e (II), temos que o domínio da função é D x x= ∈ ≥{ | }0 . b) g x x( ) log ( )= −1 2 3 3 4 Como a raiz cúbica de qualquer número real também é real, basta estabelecer a condição de existência de log ( )1 2 3 4x . 3 4 0 3 4 4 3 x x x − > > ⇒ > O domínio da função é D x x= ∈ >⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ | 4 3 . c) h x x( ) log log= ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟1 3 1 3 4 Para que h(x) seja real, devemos ter log log1 3 1 3 0x ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ ≥ . Condição de existência de log1 3 x: x I0 ( ) Condição de existência de log log1 3 1 3 x ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ : log log log ( ) 1 3 1 3 1 3 0 1 1 x x x II > > < log log log log log log log 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 0 1 1 x x x ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ ≥ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ ≥ ≤ 11 3 1 3 1 3 1 3 x x III ≤ ≥ log ( ) De (I), (II) e (III), temos que o domínio da função é D x x= ∈ ≤ <⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ | 1 3 1 . Matemática 19 43. (UFU – MG) O conjunto-solução da inequação log ( ) log ( )2 23 2 1 1− − + ≥x x no conjunto dos núme- ros reais é X a) x x∈ − < ≤ ⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ : 1 2 1 5 b) x x ou x∈ < − ≥ ⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ : 1 2 1 5 c) x x ou x∈ < ≥ − ⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ : 3 1 2 d) x x∈ − ≤ < ⎧ ⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ : 1 2 3 Condições de existência: 3 0 3− > ⇒ <x x I( ) 2 1 0 1 2 x x II+ > ⇒ > − ( ) log ( ) log ( ) log log 2 2 2 2 3 2 1 1 3 2 1 2 3 2 1 2 − − + ≥ − + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ≥ − + ≥ x x x x x x Como 3 x e 2 1x devem ser positivos, temos: 3 2 1 2 3 4 2 5 1 1 5 − + ≥ ⇒ − ≥ + ⇒ ⇒ − ≥ − ⇒ ≤ x x x x x x III( ) De (I), (II) e (III), temos que S x x= ∈ − < ≤⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ | 1 2 1 5 . 44. (UECE) Se a função f: ( , )− →1 1 , é definida por f x x x ( ) log= + −10 1 1 , então os valores de x para os quais f x( ) 1 são todos os valores que estão no domínio de f e são a) menores que 9 11 . b) maiores que 9 11 . X c) menores que 9 11 . d) maiores que 9 11 . 11 f x x x x x x x ( ) log log log < + − < + − < + − < 1 1 1 1 1 1 10 1 1 10 10 10 10 Como x é maior que –1 e menor que 1, 1 x e 1 x são positivos. Assim: 1 1 10 1 10 10 11 9 9 11 + − < ⇒ + < − ⇒ ⇒ < ⇒ < x x x x x x 45. (UERJ) Ao digitar corretamente a expressão log ( )10 2 em uma calculadora, o retorno obtido no visor corres- ponde a uma mensagem de erro, uma vez que esse logaritmo não é um número real. Determine todos os valores reais de x para que o valor da expressão log (log (log ( ))), ,0 1 10 0 1 x seja um número real. Condição de existência de log ( ),0 1 x : x I0 ( ) Condições de existência de log (log ( )),10 0 1 x : log ( ) log ( ) log ( ) , , , 0 1 0 1 0 1 0 1 1 x x x II > > < Condições de existência de log (log (log ( ))), ,0 1 10 0 1 x : log (log ( )) log (log ( )) log log ( ) log , , , , 10 0 1 10 0 1 10 0 1 0 1 0 1 1 x x x > > > (( ) log , , ( ) ,x x III > < 0 10 1 0 1 De (I), (II) e (III), para que o valor da expressão log (log (log ( ))), ,0 1 10 0 1 x seja um número real, devemos ter 0 0 1x , . 20 Volume 4 09 Sequências II Progressão geométrica Denomina-se progressão geométrica (PG) qualquer sequência numérica na qual o quociente entre cada termo e o anterior é cons- tante. Esse quociente recebe o nome de razão (q). Termo geral de uma PG A fórmula do termo geral de uma PG é dada por: a a qn n= ⋅ − 1 1 Progressão geométrica e função exponencial A fórmula do termo geral de uma PG é uma função que tem comportamento semelhante à função exponencial e que associa cada número n * ao valor de an . a a q a a q q a a q q f n b a a f n a q b q a n n n n n n n n = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ = = = ⎧ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ − 1 1 1 1 1 ( ) ( ) ⎪⎪ Interpolação geométrica Inserir termos entre dois outros de modo que a sequência formada seja uma PG é um procedimento denominado interpolação geométrica. Chamamos os termos inseridos (interpolados) de meios geométricos. Soma dos n primeiros termos de uma PG A soma dos n primeiros termos de uma PG é dada por: S a a q q n n= − ⋅ − 1 1 ou S a q q n n = ⋅ − − 1 1 1 ( ) , sendo q 1 Limite da soma dos termos de uma PG Em uma PG de razão q, com − < <1 1q , o limite da soma dos n primeiros termos, quando n tende ao infinito, é dado por: lim n nS a q→∞ = − 1 1 Quando a razão da PG não está compreendida entre –1 e 1, o limite não existe, pois a soma não converge. Assim, não podemos utilizar a fórmula anterior. Caso seja utilizada, obteremos resultados que não fazem sentido. Progressão geométrica e juros compostos De modo geral, um capital C, a uma taxa de capitalização composta i, transforma-se após t períodos de tempo em um montante dado por: M C it t= ⋅ +( )1 Os montantes formam uma PG de razão 1 i . 21Matemática Atividades Progressão geométrica 1. Escreva os cinco primeiros termos de cada progressão geométrica. a) a1 5 e q 4 a a a q a a q a a q a a q 1 2 1 3 2 4 3 5 4 5 5 4 20 20 4 80 80 4 320 3 = = ⋅ = ⋅ = = ⋅ = ⋅ = = ⋅ = ⋅ = = ⋅ = 220 4 1280⋅ = Os cinco primeiros termos são: 5, 20, 80, 320, 1 280. b) a 2 2 e q 2 2. Considere uma PG em que o primeiro termo é 2 e o segundo termo é 6. Assinale V se a afirmação for verdadeira e F se for falsa. a) ( F ) A razão é 4. b) ( V ) A PG é crescente. c) ( V ) O quarto termo é 54. d) ( V ) O termo geral é dado por a n n= ⋅ 2 3 3 . e) ( V ) A razão entre o décimo quinto e o décimo termos é 243. a) Falsa. q 6 2 3 b) Verdadeira. Cada termo é maior que o anterior. c) Verdadeira. a a q a a 4 1 3 4 3 4 2 3 54 = ⋅ = ⋅ = d) Verdadeira. a a q a a a n n n n n n n n = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ − − 1 1 1 1 2 3 2 3 3 2 3 3 e) Verdadeira. a a q15 10 5 53 243 3. Considerando a PG 2 3 1 3 2 , , , ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ , determine: a) a razão; q 1 2 3 3 2 b) a fórmula do termo geral; a a q a aa n n n n n n n = ⋅ = ⋅⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ − − − − 1 1 1 1 1 2 3 3 2 3 2 3 2 3 2⎝⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ −n 2 c) o sétimo termo. Podemos utilizar a fórmula do termo geral obtida no item anterior. a a a n n = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − − 3 2 3 2 3 2 243 32 2 7 7 2 7 5 a a q a a a a q a a q a a q 2 1 1 1 3 2 4 3 5 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 2 = ⋅ = ⋅ = = = ⋅ = = ⋅ = ⋅ = = ⋅ = Os cinco primeiros termos são: 2 , 2, 2 2 , 4, 4 2. 22 Volume 4 4. Uma PG tem seu termo geral dado por a n n= −23 . a) Determine a razão. q a a q = = = = = − − 2 1 3 2 3 1 1 2 2 2 2 2 2 4 1 2 b) Calcule a a1 5 . a a a a a a a n n= = = = = = = ⋅ = ⋅ ⋅ = − − − − 2 2 2 4 2 2 1 4 4 1 4 1 3 1 3 1 2 5 3 5 2 1 5 1 5 c) Indique a posição do termo 1 1024 . a n n n n n = = = − = − = − − − 1 1024 2 1 2 2 2 3 10 13 3 10 3 10 Portanto, 1 1024 é o décimo terceiro termo. 5. Numa PG de razão 5, o quarto termo é 375. Qual é o primeiro termo? a a q a a a 4 1 3 1 3 1 1 375 5 375 125 3 = ⋅ = ⋅ = = 6. Qual é a razão de uma PG na qual a1 3 e a12 6 144? a a q q q q q 12 1 11 11 11 11 11 6 144 3 2 048 2 2 = ⋅ = ⋅ = = = 7. Numa PG, o quarto termo é 1 3 e o oitavo termo é 27. a) Calcule a razão. a a q q q q q ou q 8 4 4 4 4 4 4 27 1 3 81 3 3 3 = ⋅ = ⋅ = = = = − b) Calcule o primeiro termo. Se q = 3: a a q a a 4 1 3 1 3 1 1 3 3 1 81 = ⋅ = ⋅ = Se q = –3: a a q a a 4 1 3 1 3 1 1 3 3 1 81 = ⋅ = ⋅ − = − ( ) c) Escreva os 10 primeiros termos. Existem duas progressões geométricas, uma com razão 3 (crescente) e outra com razão –3 (oscilante). q q = = − − − − − 3 1 81 1 27 1 9 1 3 1 3 9 27 81 243 3 1 81 1 27 1 9 1 3 1 3 , , , , , , , , , , , , , , , 99 27 81 243, , ,− Matemática 23 8. Em uma progressão geométrica, a 6 64 e a 9 216. a) Calcule o primeiro termo e a razão. a a q q q q 9 6 3 3 3 216 64 216 64 27 8 3 2 = ⋅ = ⋅ = = = a a q a a a 6 1 5 1 5 1 1 64 3 2 64 32 243 2 048 243 = ⋅ = ⋅⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ = b) Quantos termos dessa PG são números inteiros? Observe que a1 11 5 2 3 . Como a razão é 3 2 , para obter o primeiro número inteiro, multiplicamos a1 por 3 2 3 2 5 5 5 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = . Assim, o primeiro número inteiro é a a q6 1 5 62 64= ⋅ = = . Os termos seguintes também são inteiros até que não seja mais possível dividir por 2. O último número inteiro é obtido multiplicando a6 por 3 2 3 2 6 6 6 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = . Assim, a a q12 6 6 6 6 6 2 3 2 729= ⋅ = ⋅ = . Portan- to, 7 termos da PG são números inteiros: 64, 96, 144, 216, 324, 486, 729. 9. (UFRGS – RS) Para fazer a aposta mínima na Mega- -sena uma pessoa deve escolher 6 números diferentes em um cartão de apostas que contém os números de 1 a 60. Uma pessoa escolheu os números de sua aposta, formando uma progressão geométrica de razão inteira. Com esse critério, é correto afirmar que X a) essa pessoa apostou no número 1. b) a razão da PG é maior do que 3. c) essa pessoa apostou no número 60. d) a razão da PG é 3. e) essa pessoa apostou somente em números ímpares. 10. (FGV – SP) Se o sétimo termo de uma progressão geométrica de termos positivos é 20, e o décimo ter- ceiro termo é 11, então o décimo termo dessa progres- são é igual a: a) 2 39 b) 2 41 c) 2 43 X d) 2 55 e) 3 39 a a q q q 13 7 6 6 6 11 20 11 20 = ⋅ = ⋅ = Como os termos da PG são positivos, q 11 20 6 . Assim: a a q a a a a 10 7 3 10 6 3 10 10 1 20 11 20 20 11 20 20 11 20 20 20 = ⋅ = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = ⋅ = ⋅ 00 211 2 5 2 55= ⋅ ⋅ = 11. (UECE) Sendo os números 7 , 73 , 76 termos consecutivos de uma progressão geométrica, o termo seguinte desta progressão é X a) 1. b) 77 . c) 79 . d) 712 . Razão da PG: q q = = = = − − 7 7 7 7 7 7 3 1 3 1 2 1 3 1 2 1 6 Assim: a a q a a a 4 3 4 6 1 6 4 1 6 1 6 4 0 7 7 7 7 7 1 = ⋅ = ⋅ = ⋅ = = − − A única PG pos- sível é 1, 2, 4, 8, 16, 32. Assim, a pessoa apostou no número 1, não apostou no número 60, a razão da PG é 2 e apenas um dos seis números apostados é ímpar. 24 Volume 4 12. (UFT – TO) Sabendo-se que ( )2 7x , ( )x 1 e ( )x 7 são três termos consecutivos de uma progressão geo- métrica, então o valor positivo de x é: a) 1 b) 3 X c) 5 d) 10 e) 14 q x x x x x x x x x x x x = + − = + + ⇒ ⇒ + = − ⋅ + ⇒ ⇒ + + = + − − 1 2 7 7 1 1 2 7 7 2 1 2 14 7 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 449 5 50 0 5 102 ⇒ ⇒ + − = ⇒ = = −x x x ou x O valor positivo de x é 5. 13. (ESPM – SP) Para que a sequência ( , , )9 5 3 se transforme numa progressão geométrica, devemos somar a cada um dos seus termos um certo número. Esse número é: a) par b) quadrado perfeito X c) primo d) maior que 15 e) não inteiro ( , , )− + − + + − + − + = + − + − + = − − + + − 9 5 3 5 9 3 5 25 10 27 9 3 25 2 2 x x x PG x x x x x x x x x 110 27 6 4 52 13 x x x x = − − − = − = Portanto, x é um número primo. 14. Três números formam uma PG, na qual a soma é –93 e o produto é 5 832. Determine esses números e a razão da PG. Vamos chamar os números de x q , x e xq. Assim: x q x xq x x x ⋅ ⋅ = = = = ⋅ = ⋅ = 5 832 5 832 5 832 2 3 2 3 18 3 3 3 63 2 x q x xq q q q q q q q ou q + + = − + + = − + + = + + = = − 93 18 18 18 93 18 111 18 0 6 37 6 0 1 6 2 2 == −6 Existem duas progressões geométricas, uma com razão 1 6 e outra com razão –6. q q = − − ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ ⎟⎟ = − −( ) = − 1 6 18 1 6 18 18 1 6 108 18 3 6 1 : : , , , , 88 6 18 18 6 3 18 108 − ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − −, , ( ) ( , , ) 15. Num programa de treinamento de 12 semanas, os atletas devem correr, a cada semana, 20% a mais que na anterior. Se, na primeira semana, os atletas corre- rem 2 000 m por dia, qual será a distância percorrida em cada dia da 9ª. semana? Como a distância percorrida em cada semana é 20% superior àquela percorrida na semana anterior, a sequência formada é uma PG de razão 1,2 e primeiro termo 2 000. a a q a a a 9 1 8 9 8 9 9 2 000 12 2 000 4 3 8 600 = ⋅ = ⋅ ⋅ , , Em cada dia da 9ª. semana, os atletas deverão correr aproxi- madamente 8 600 metros. 16. Sabendo que os números k 5 , k 2 e 3 2 k formam, nessa ordem, uma progressão geométrica, determine: a) o valor de k; q k k k k k k k k k k k k k = − − = − ⇒ ⇒ − = ⋅ − ⇒ ⇒ − + = − ⇒ ⇒ − 2 5 3 2 2 2 3 2 5 2 8 8 3 15 7 2 2 2 2 ( ) ( ) −− = ⇒ = = −8 0 8 1k ou k b) os três números; k k = − = − = ⋅ = = − − − = − − − = − ⋅ − = − 8 8 5 3 8 2 6 3 8 2 12 1 1 5 6 1 2 3 3 1 2 3 2 ( ) Matemática 25 c) a soma e o produto dos três números. ( , , ) , , 3 6 12 3 6 12 21 3 6 12 216 6 3 3 2 soma produto som = + + = = ⋅ ⋅ = − − −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ aa produto = − − − = − = − ⋅ − ⋅ −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = − 6 3 3 2 21 2 6 3 3 2 27( ) ( ) 17. Em uma PG decrescente, sabe-se que a a a a 4 6 4 6 320 192 + = − − = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ . a) Determine a razão e o primeiro termo. a a a a 4 6 4 6 320 192 + = − − = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ Somando as equações, temos: 2 128 64 4 4 a a = − = − Assim: a a a a a a q q q q o 4 6 6 6 6 4 2 2 2 320 64 320 256 256 64 4 2 + = − − + = − = − = ⋅ − = − ⋅ = ⇒ = ( ) uu q = −2 Como a PG é decrescente, então q 2 . a a q a a 4 1 3 1 3 1 64 2 8 = ⋅ − = ⋅ = − b) Determine a 5 . a a q a a 5 4 5 5 64 2 128 = ⋅ = − ⋅ = − ( ) 18. (UERN) O nono termo de uma progressão geométrica A, de razão q, é 1.792 e seu quarto termo é 56. Dessa forma, o quarto termo de outra progressão geométrica, B, com razão q 1 e cujo primeiro termo é igual ao primeiro termo da progressão A, é X a) 189. b) 243. c) 729. d)946. Progressão geométrica A a a q q q q 9 4 5 5 5 1792 56 32 2 = ⋅ = ⋅ = = a a q a a 4 1 3 1 3 1 56 2 56 8 7 = ⋅ = ⋅ = = Progressão geométrica B b b q b b 4 1 3 4 3 4 1 7 3 189 = ⋅ + = ⋅ = ( ) 19. (PUCSP) Suponha que em um portal da internet, o número de participantes de um bate-papo virtual (chat) varie a cada hora, segundo os termos de uma progressão geométrica. Considerando o período das 22 horas às 5 horas da manhã, então, se às 24 ho- ras havia 3 645 pessoas nas salas de bate-papo e às 2 horas da manhã havia 405, é correto afirmar que, às 5 horas da manhã, a quantidade de internautas nas salas de bate-papo era um número a) quadrado perfeito. b) divisível por 7. X c) múltiplo de 15. d) par. e) primo. Considere que a1 3 645. Assim, a3 405. a a q q q q q pois q 3 1 2 2 2 2 405 3 645 405 3 645 1 9 1 3 0 = ⋅ = ⋅ = = ⇒ = >( ) A quantidade de internautas às 5 horas da manhã cor- responde ao sexto termo. a a q a a 6 3 3 6 3 6 405 1 3 405 1 27 15 = ⋅ = ⋅⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ = 26 Volume 4 20. (UFG – GO) A figura a seguir é uma representação do Sistema Solar. Em 1766, o astrônomo alemão J. D. Tietz observou que as distâncias heliocêntricas dos planetas até então co- nhecidos e do cinturão de asteroides obedeciam, com boa aproximação, a um padrão conhecido hoje como lei de Titius-Bode. Segundo esse padrão, a partir do planeta Vênus e in- cluindo o cinturão de asteroides, subtraindo-se 0,4 das distâncias heliocêntricas, em unidades astronômicas (UA), obtém-se uma progressão geométrica com termo inicial 0,3 e razão 2. A distância da Terra ao Sol, por exemplo, é de, aproximadamente, 1 UA e, neste caso, 1 0 4 0 3 2− = ×, , . Determine, segundo a lei de Titius-Bode, a distância heliocêntrica, em UA, do planeta Júpiter. A distância heliocêntrica, em UA, do planeta Júpiter corres- ponde ao quinto termo da PG adicionado de 0,4 UA. a q a a q a a 1 5 1 4 5 4 5 0 3 2 0 3 2 4 8 = = = ⋅ = ⋅ = , , , Portanto, a distância heliocêntrica de Júpiter é 4 8 0 4 5 2, , , .UA UA UA+ = 21. (UFRGS – RS) Considere o padrão de construção repre- sentado pelos desenhos abaixo. Na etapa 1, há um único quadrado com lado 1. Na etapa 2, esse quadrado foi dividido em nove quadrados congruentes, sendo quatro deles retirados, como indica a figura. Na etapa 3 e nas seguintes, o mesmo processo é repetido em cada um dos quadrados da etapa anterior. Nessas condições, a área restante, na etapa 5, é a) 125 729 . b) 125 2187 . c) 625 729 . d) 625 2187 . X e) 625 6 561 . A área de cada quadrado de uma etapa é 1 9 da área de cada quadrado da etapa anterior. Sendo an a área restante na etapa n, temos: a a a 1 2 2 3 1 1 5 1 9 5 9 25 1 81 25 81 = = = ⋅ = = ⋅ = A sequência formada é uma PG de razão 5 9 . a a q a a 5 1 4 5 4 5 1 5 9 625 6 561 = ⋅ = ⋅⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = 22. Entre 16 e 81, são inseridos três números positivos, formando uma progressão geométrica. Escreva a PG formada. a a a a q q q q pois q 1 5 5 1 4 4 4 16 81 81 16 81 16 3 2 0 = = = ⋅ = ⋅ = ⇒ = >( ) A PG é (16, 24, 36, 54, 81). 23. Entre 1 024 e 1, são interpolados quatro meios geomé- tricos. Escreva a PG formada. a a a a q q q q 1 6 6 1 5 5 5 1024 1 1 1024 1 1024 1 4 = = = ⋅ = ⋅ = ⇒ = A PG é 1024 256 64 16 4 1, , , , ,( ). Matemática 27 24. (UDESC) Considere a função f x x( ) = −22 5 . Sejam ( , , , )a a a1 2 3 uma progressão aritmética de razão 3 e f a( )1 1 8 . Analise as proposições. I. a 53 157 II. A soma dos 11 primeiros termos da progressão arit- mética é 145. III. f a( )5 212 IV. ( ( ), ( ), ( ), )f a f a f a1 2 3 é uma progressão geomé- trica de razão 64. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. X b) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. II. Falsa. a a r a S a a S 11 1 11 11 1 11 11 10 1 10 3 31 2 11 1 31 2 = + = + ⋅ = = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅⋅ =11 176 III. Verdadeira. a a r a f a f f a 5 1 5 5 5 2 13 5 21 4 1 4 3 13 13 2 2 = + = + ⋅ = = = =⋅ − ( ) ( ) ( ) IV. Verdadeira. f a f f a f f a f ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 1 5 3 2 2 4 5 3 3 2 7 5 1 2 2 4 2 2 7 2 = = = = = = = = ⋅ − − ⋅ − ⋅ − == 29 A sequência ( , , , )2 2 23 3 9 é uma PG de razão 2 64 6 . I. Verdadeira. f a a a a a r a a ( )1 2 5 3 1 1 53 1 53 1 8 2 2 2 5 3 1 52 1 52 3 157 1 = = − = − ⇒ = = + = + ⋅ = − − 25. (UFU – MG) Assuma que a função exponencial de variável real T f t r e k t= = ⋅ ⋅( ) , em que r e k são constantes reais não nulas, representa a variação da temperatura T ao longo do tempo t (em horas) com 0 t 4. Sabendo que os valores f(1), f(2), f(3) e f(4) formam, nessa ordem, uma progressão geométrica de razão 1 4 e soma igual a 255 128 , então o valor de r é um número múltiplo de a) 9. b) 5. X c) 3. d) 7. f r e f r e f r e f r e k k k k ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 3 4 2 3 4 = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ • f(1), f(2), f(3) e f(4) formam uma PG de razão 1 4 . r e r e e k k k⋅ ⋅ = ⇒ = 2 1 4 1 4 • f f f f( ) ( ) ( ) ( )1 2 3 4 255 128 + + + = r e r e r e r e r e e e e k k k k k k k k ⋅ + ⋅ + ⋅ + ⋅ = ⋅ + + +⎡⎣ ⎤ ⎦ = 2 3 4 2 3 4 255 128 25 ( ) ( ) ( ) 55 128 1 4 1 16 1 64 1 256 255 128 85 256 255 128 6 r r r ⋅ + + +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ = ⇒ = Portanto, r é um múltiplo de 3. 26. (UEM – PR) Considerando as funções reais f e g defi- nidas, respectivamente, por f x x( ) 4 e g x x( ) log2 , assinale o que for correto. (01) Se a a a1 2 3, , , for uma progressão aritmética de razão 2, então f a f a f a( ), ( ), ( ),1 2 3 é uma progressão geométrica de razão 8. X (02) Se a a a1 2 3, , , for uma progressão geométrica de razão 8, então g a g a g a( ), ( ), ( ),1 2 3 é uma progressão aritmética de razão 3. X (04) A sequência g f g f g f( ( )), ( ( )), ( ( )),1 2 3 é uma pro- gressão aritmética de razão 2. 28 Volume 4 08) A sequência f g f g f g( ( )), ( ( )), ( ( )),1 2 3 é uma progressão geométrica de razão 4. X 16) g g g g 1 2 1 2 1 2 1 2 55 1 2 3 10 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − . 02) Correto. Considere uma progressão geométrica de razão 8: ( , , , )a a a1 1 18 64 g a a g a a a g a a ( ) log ( ) log ( ) log ( ) log ( ) log 1 2 1 2 2 1 2 1 3 2 1 8 3 64 = = ⋅ = + = ⋅ = 22 1 6a + A sequência g a g a g a( ), ( ), ( ),1 2 3 é uma PA de razão 3. 04) Correto. g f x x x g f g f g f x( ( )) log log ( ( )) ( ( )) ( ( )) = = ⋅ = = ⋅ = = ⋅ = 2 24 4 2 1 2 1 2 2 2 2 4 3 == ⋅ =2 3 6 A sequência g f g f g f( ( )), ( ( )), ( ( )),1 2 3 é uma PA de ra- zão 2. 08) Incorreto. f g x f g x f g x x f g x x x ( ( )) ( ( )) ( ) ( ( )) ( ) ( ( )) log log log 4 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 4 3 3 9 2 2 2 f g f g ( ( )) ( ( )) A sequência f g f g f g( ( )), ( ( )), ( ( )),1 2 3 é formada pelos quadrados dos números inteiros positivos. 16) Correto. log log2 2 1 2 3 1 2 2 1 2 1 2 1 2 n n n g g g ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + − …++ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = − − − − − = g soma dos termos de uma PA 1 2 1 2 3 10 10 10 …� ���� ���� −− −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = − 1 10 2 10 55 Somatório: 22 (02 + 04 + 16). 01) Incorreto. Considere uma progressão aritmética de razão 2: ( , , , )a a a1 1 12 4 f a f a f a a a a a a ( ) ( ) ( ) 1 2 2 2 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 1 1 1 1 = = = ⋅ = = ⋅ + + A sequência f a f a f a( ), ( ), ( ),1 2 3 é uma PG de razão 4 162 . 27. Com relação à PG ( , , , )2 4 8 , calcule: a) a soma dos 9 primeiros termos; q S a q q SS n n = = = ⋅ − − = ⋅ − − = ⋅ − − = 4 2 2 1 1 2 1 2 1 2 2 1 512 1 1022 1 9 9 9 ( ) ( ) ( ) b) o número de termos para que a soma seja 16 382. S n n n n n n = ⋅ − − = − = − = = = 16 382 2 1 2 1 2 16 382 1 2 8 191 2 8 192 2 2 13 13 ( ) Matemática 29 28. Calcule a soma dos 9 primeiros termos de uma PG em que a1 256 e a 7 2 916. a a q q q q q ou q 7 1 6 6 6 6 2 916 256 2 916 256 729 64 3 2 3 2 = ⋅ = ⋅ = = = = − Existem duas progressões geométricas, uma com razão 3 2 e outra com razão 3 2 . q S S = = ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎡ ⎣ ⎢ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ ⎥ − = ⋅ −⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ − 3 2 256 1 3 2 1 3 2 256 1 19 683 512 9 9 9 11 2 256 2 19 683 512 512 19 171 9 9 S S = ⋅ ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = q S S = − = ⋅ − −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎡ ⎣ ⎢ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ ⎥ − −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ + 3 2 256 1 3 2 1 3 2 256 1 19 683 5 9 9 9 112 5 2 256 2 5 512 19 683 512 4 039 9 9 ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ = ⋅ ⋅ +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = S S 29. (UFAM) Uma empresa contratou um empregado para trabalhar de segunda a sexta durante duas semanas. O dono da empresa pagou R$ 1,00 pelo primeiro dia de trabalho e nos dias seguintes o dobro do que ele recebeu no dia anterior. Quanto o empregado recebeu pelos 10 dias que trabalhou? a) R$ 511,00 b) R$ 660,00 c) R$ 830,00 d) R$ 941,00 X e) R$ 1.023,00 a a a a a q a S 1 2 3 10 1 9 10 9 10 10 1 2 4 1 2 512 1 1 2 1 2 1 023 = = = = ⋅ = ⋅ = = ⋅ − − = ( ) 30. (UEFS – BA) No dia 1º. de outubro, uma adolescente enviou pelo WhatsApp uma mensagem para n pesso- as. No dia 2, cada uma das n pessoas que recebeu a mensagem a reenviou para outras duas novas pessoas, e assim sucessivamente. Considerando-se que, do dia 1º. até o final do dia 7 de outubro, 1 270 pessoas haviam recebido essa mensa- gem, pode-se afirmar que o valor de n é a) 14 b) 13 c) 12 d) 11 X e) 10 Dia 1.º de outubro: n pessoas Dia 2 de outubro: 2n pessoas Dia 3 de outubro: 4n pessoas A sequência formada é uma PG de razão 2. a a q a n n 7 1 6 7 62 64 = ⋅ = ⋅ = S n n 7 7 1270 1 2 1 2 1270 1270 127 10 = ⋅ − − = = = ( ) 30 Volume 4 31. (UEL – PR) A figura a seguir representa um modelo pla- no do desenvolvimento vertical da raiz de uma planta do mangue. A partir do caule, surgem duas ramifica- ções da raiz e em cada uma delas surgem mais duas ramificações e, assim, sucessivamente. O comprimen- to vertical de uma ramificação, dado pela distância vertical reta do início ao fim da mesma, é sempre a metade do comprimento da ramificação anterior. Figura 14: Modelo de raiz de planta de mangue. Sabendo que o comprimento vertical da primeira ramificação é de h m1 1= , qual o comprimento vertical total da raiz, em metros, até h10 ? a) 1 2 1 1 210 −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ b) 1 2 1 1 29 −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ X c) 2 1 1 210 −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ d) 2 1 1 1010 −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ e) 2 1 1 29 −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎝ ⎠ O comprimento vertical total da raiz, em metros, até h10 corresponde à soma dos 10 primeiros termos de uma PG cuja razão é 1 2 e o primeiro termo é 1. S S 10 10 10 10 1 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 2 = ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ − = −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ = ⋅⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟1 1 210 32. (UFPel – RS) Sendo f(n) definida por f( )0 1 e f n f n ( ) ( ) + = 1 3 , quando n∈ + , o valor da soma f f f f( ) ( ) ( ) ( )0 1 2 1000 é a) 3 1 2 1001 . b) 31000. X c) 3 1 2 1001 . d) 31001. e) 2 3 11001⋅ −( ) f) I.R. 2 Nas provas de vestibular dessa instituição, os candidatos tinham seis alternativas de resposta para cada questão. A última delas era sempre I.R., que significa ignoro a res- posta. A opção por essa alternativa não modificava a nota do candidato. f n f n f n f n f f f f f ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( + = ⇒ + = ⋅ = = ⋅ = ⋅ = = ⋅ 1 3 1 3 0 1 1 3 0 3 1 3 2 3 11 3 3 9) = ⋅ = A sequência ( ( ), ( ), f( ), )f f0 1 2 é uma PG de razão 3 e f f f f( ) ( ) ( ) ( )0 1 2 1000 é a soma dos 1 001 ter- mos dessa PG. S S 1 001 1 001 1 001 1 001 1 1 3 1 3 3 1 2 = ⋅ − − = − ( ) 33. (INSPER – SP) Para percorrer 1 km, o jovem Zeno adota a estratégia de dividir seu movimento em vá- rias etapas, percorrendo, em cada etapa, metade da distância que ainda falta até o ponto de chegada. A tabela mostra a distância percorrida por ele em cada etapa. Ao final da etapa n, a distância total percorrida por Zeno será igual a X a) 2 1 2 n n b) 2 1 2 n n c) n n2 d) 2 1 2 n n e) 2 1 2 n n Matemática 31 A distância total percorrida por Zeno corresponde à soma dos n primeiros termos de uma progressão geométrica cuja razão é 1 2 e o primeiro termo é 1 2 . S S n n n n n n = ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ − = ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 34. Calcule o limite da soma dos termos de cada uma das progressões geométricas a seguir: a) 4 4 5 4 25 , , , ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎝ ⎠ q = = + + + = − = = 4 5 4 1 5 4 4 5 4 25 4 1 1 5 4 4 5 5 b) ( , , , )40 20 10) q = = + + + = − = = 20 40 1 2 40 20 10 40 1 1 2 40 1 2 80 c) − − − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟60 20 20 3 , , , ⎝ ⎠ q = − − = − − − − = − − = − = − 20 60 1 3 60 20 20 3 60 1 1 3 60 2 3 90 d) ( , , , , )7 1 7 71 2) q = + + + + = − = = − − 1 7 7 1 7 7 7 1 1 7 7 6 7 49 6 1 2 e) 3 2 4 3 8 9 , , , ,− −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎝ ⎠ q = − − + − + = − −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = 2 3 3 2 4 3 8 9 3 1 2 3 3 5 3 9 5 32 Volume 4 35. Resolva a equação y y y + + + = 4 5 16 25 10 . 5 25 q y y y y y = = − = = ⇒ = ⋅ = 4 5 4 5 1 4 5 10 1 5 10 10 1 5 2 36. (ESPM – RS) A soma dos infinitos termos da progres- são geométrica ( , , , )3 2 4x x , com x 0 , é igual a a) 18 X b) 27 c) 36 d) 12 e) 45 q x x x x x x x = = ⇒ ⇒ = ⇒ = = + + + = − = 2 3 4 2 2 3 4 2 3 3 2 4 9 6 4 9 6 4 9 1 2 3 9 ( , , , ) ( , , , ) 11 3 9 3 27= ⋅ = 37. (UEPG – PR) Em uma progressão geométrica ilimitada, o primeiro termo vale 2 e cada termo é o triplo da soma de todos que o seguem. Sobre essa P.G., assinale o que for correto. X (01) A razão vale 1 4 . X (02) A soma dos seus termos é 8 3 . (04) A soma dos três primeiros termos é maior que 3. X (08) O 10º. termo vale 2 17 . (16) O 5º. termo vale 1 64 . Somatório: 11 (01 + 02 + 08). (01) Correto. O primeiro termo é o triplo da soma dos de- mais termos. Assim, a soma dos termos da PG é 2 2 3 8 3 + = . a q q q q 1 1 8 3 2 1 8 3 8 8 6 1 4 − = − = ⇒ − = ⇒ = (02) Correto. Ver item anterior. (04) Incorreto. a a a a a a a a a 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 1 2 1 8 16 4 1 8 21 8 3 + + = + + + + = + + + + = < (08) Correto. a a q a a 10 1 9 10 9 2 9 10 18 18 1 2 1 4 2 1 2 2 1 2 2 2 2 = ⋅ = ⋅⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ = ⋅ =− − 77 (16) Incorreto. a a q a a 5 1 4 5 4 2 4 5 8 7 2 1 4 2 1 2 2 1 2 1 2 1 128 = ⋅ = ⋅⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ = = 38. (FGV – SP) a) Um sábio da antiguidade propôs o seguinte proble- ma aos seus discípulos: “Uma rã parte da borda de uma lagoa circular de 7,5 metros de raio e se movimenta saltando em linha reta até o centro. Em cada salto, avança a Matemática 33 metade do que avançou no salto anterior. No primei- ro salto avança 4 metros”. Em quantos saltos chega ao centro? A sequência de saltos é uma progressão geométrica: ( , , , ).4 2 1 Nesse caso, não é difícil obter o valor de n sem usar a fórmula da soma dos termos de uma PG. Observe que é fácil perceber que, somando os quatro primeiros termos, obtemos 7,5. 4 2 1 0 5 7 5+ + + =, , A rã chega ao centro em 4 saltos. Utilizando a fórmula, temos: Sn n n = ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ − = ⇒ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⇒ ⇒⎛ ⎝ 7 5 4 1 1 2 1 1 2 7 5 1 1 2 15 16 1 2 , , ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⇒= n n 1 16 1 2 4 4 b) O mesmo sábio faz a seguinte afirmação em relação à situação do item a: “Se o primeiro salto da rã for de 3 metros, ela não chegará ao centro.” Justifique a afirmação. A sequência de saltos é uma progressão geométrica: 3 3 2 3 4 , , , ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Observe que a soma dos termos da PG converge para 6. 3 3 2 3 4 3 1 1 2 3 1 2 6+ + + = − = = Como a soma é menor que 7,5, a rã não chegará ao centro. Utilizando a fórmula, temos: Sn n n = ⋅ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ − = ⇒ −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⇒ ⇒⎛ ⎝ ⎜ ⎞ 7 5 3 1 1 2 1 1 2 7 5 1 1 2 5 4 1 2 , , ⎠⎠ ⎟ = − n 1 4 Como essa equação não tem solução, a rã não chega ao centro. 39. (UFJF – MG) Considere a igualdade: 1 3 5 179 2 2 2 8 100 2 3 + + + + + + + = a a a . O valor de a que satisfaz a igualdade pertence ao intervalo: X a) [ , ]2 3 b) [ , ]0 5 c) [ , ]2 5 d) [ , ]5 3 e) −⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ 1 2 2, ⎣ ⎦ O numerador é a soma dos termos de uma PA, e o denominador, o limite da soma dos termos de uma PG. PA r a a n r n n n = − = = + − ⋅ = + − ⋅ ⇒ = 3 1 2 1 179 1 1 2 90 1 ( ) ( ) PG q a a a2 2 2 2 1 179 2 90 2 1 2 8100 2 1 2 1 2 1 2 2 2 1 21 +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ − = ⇒ − = ⇒ ⇒ = − ⇒ ⋅ = ⇒ ⇒ =+ a a a a a a a a 22 10 ⇒ = −a 40. (ESPM – RJ) Na progressão geométrica infinita x x x , , , 2 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ , a soma de todos os termos de ordem ímpar menos a soma de todos os termos de ordem par é igual a 32 3 . O valor de x é: a) 8 b) 32 X c) 16 d) 4 e) 64) ) ) ) a a a a a a x x x x x x 1 3 5 2 4 6 32 3 4 16 2 8 32 32 + + + − + + + = + + + − + + +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ( ) 33 1 1 4 2 1 1 4 32 3 4 3 2 4 3 32 3 16 x x x x x − − − = ⋅ − ⋅ = ⇒ = 34 Volume 4 Problemas que envolvem PA e PG 41. (ACAFE – SC) A sequência numérica 0, 1, 2, 3, 4, 9, 6, 27, 8 (...) possui 40 termos. A soma destes 40 termos é igual a: a) 2 179 240 250 X b) 1 743 392 580 c) 2 397 164 275 d) 1 917 731 420 Podemos dividir a sequência em uma PA e uma PG, cada uma com 20 termos. PA r a r a S : ( , , , , ) a 0 2 4 6 2 19 0 19 2 38 0 38 2 20 20 1 20 20 = = + = + ⋅ = = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ == = = ⋅ − − = 380 1 3 9 27 3 1 1 3 1 3 1743 392 20020 20 PG S : ( , , , , ) q ( ) A soma dos 40 termos da sequência é 1743 392 200 380 1743 392 580+ = . 42. (UFRGS – RS) Três números formam uma progressão geométrica de razão 3. Subtraindo 8 unidades do ter- ceiro número, obteremos uma progressão aritmética cuja soma dos termos é: a) 16. X b) 18. c) 22. d) 24. e) 26. Os três termos da PG podem ser escritos da seguinte for- ma: (x, 3x, 9x). Ao subtrairmos 8 unidades do último termo da PG, obte- mos a PA cujos três termos são: (x, 3x, 9x – 8). Assim: a a a a x x x x x x x x 2 1 3 2 3 9 8 3 2 6 8 4 8 2 − = − − = − − = − = = A PA formada é (2, 6, 10), cuja soma dos termos é 18. 43. (UFSC) Sabendo que a sequência ( , , )1 3 2 2 1− − +x x x é uma P.A. e que a sequência ( , , )4 2 1 1y y y− + é uma P.G., determine a soma dos números associados à(s) proposição(ões) verdadeira(s). X (01) O valor de x é 2. X (02) O valor de y é 1 8 . X (04) A soma dos termos da P.A. é zero. X (08) 3 2 é a razão da P.G. X (16) A P.A. é crescente. Somatório: 31 (01 + 02 + 04 + 08 + 16). (01) Verdadeira. ( , , ) PA x ( ) ( ) 1 3 2 2 1 2 1 3 2 1 2 4 3 3 3 6 2 − − + − − − = + − − − = + = ⇒ = x x x x x x x x x x (02) Verdadeira. 2 1 4 1 2 1 4 4 1 4 4 8 1 1 8 2 2 y y y y y y y y y y − = + − − + = + = ⇒ = (04) Verdadeira. x ( , , ) PA= → −2 5 0 5 A soma dos termos da PA é zero. (08) Verdadeira. y , ,= → −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − = − ⋅ = − 1 8 1 2 3 4 9 8 3 4 1 2 3 4 2 3 2 PG q (16) Verdadeira. A razão da PA é um número positivo. Matemática 35 44. (MACKENZIE – SP) Se os números 3, A e B, nessa or- dem, estão em progressão aritmética e os números 3, A 6 e B, nessa ordem, estão em progressão geomé- trica, então o valor de A é a) 12 X b) 15 c) 18 d) 21 e) 24 ( , , ) ( , , ) 3 3 2 3 3 6 6 3 6 12 36 3 1 2 2 A B PA A B A B A A B PG A B A A A B A − = − = − − − = − − + = − 22 36 6 9 18 45 0 15 3 3 2 3 3 3 15 2 15 3 2 A A A A A ou A A B A B + = − − + = ⇒ = = = ⇒ = ⋅ − = = ⇒ = ⋅ − == 27 Portanto, o valor de A pode ser 3 ou 15. Apenas o segundo está entre as alternativas. Para A 3, temos a PA constante ( , , )3 3 3 e a PG osci- lante ( , , )3 3 3 . Para A 15, temos a PA ( , , )3 15 27 e a PG ( , , )3 9 27 . 45. (UEM – PR) Seja r um número inteiro positivo fixado. Considere a sequência numérica definida por a r a a an n 1 1 1 = = + ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ + e assinale o que for correto. (01) A soma dos 50 primeiros termos da sequência ( , , , , , )a a a a a1 2 3 4 5 é 2.500r. X (02) A sequência ( , , , , , )a a a a a1 2 4 8 16 é uma pro- gressão geométrica. X (04) A sequência ( , , , , , )a a a a a1 3 5 7 9 é uma pro- gressão aritmética. (08) O vigésimo termo da sequência ( , , , , , )a a a a a1 2 4 8 16 é 2 20r . X (16) A soma dos 30 primeiros termos da sequência ( , , , , , )a a a a a2 4 6 8 10 é 930r. Somatório: 22 (02 + 04 + 16). (01) Incorreto. a r a a a r a a a r a a a r 1 2 1 1 3 2 1 4 3 1 2 3 4 = = + = = + = = + = A sequência ( , , , , , )a a a a a1 2 3 4 5 é uma PA de razão r e primeiro termo r. a r S a a S r r r 50 50 1 50 50 50 2 50 50 2 50 1275 = = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = (02) Correto. a r a r a r a r a r 1 2 4 8 16 2 4 8 16 A sequência ( , , , , , )a a a a a1 2 4 8 16 é uma PG de razão 2. (04) Correto. a r a r a r a r a r 1 3 5 7 9 3 5 7 9 A sequência ( , , , , , )a a a a a1 3 5 7 9 é uma PA de razão 2r. (08) Incorreto. Sendo b20 o vigésimo termo da sequência, temos: b b q b r 20 1 19 20 192 = ⋅ = ⋅ (16) Correto. ( , , , , , )2 4 6 8 10r r r r r A sequência é uma PA de razão 2r. Sendo c30 o trigésimo termo da sequência, temos: c r r c r S r r S r 30 30 30 30 2 29 2 60 2 60 2 30 930 = + ⋅ = = +⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⋅ = 36 Volume 4 10 Função modular Módulo de um número real Dado um número real x, o módulo ou valor absoluto de x é repre- sentado por x e definido como: x x se x x se x = ≥ − < ⎧ ⎨ ⎩ , , 0 0 Função modular Para todo número x real, o módulo de x existe e é único. Assim, pode- mos definir uma função que associa cada número real ao seu módulo. Denomina-se função modular a função f: definida por f x x( ) , ou seja: f x x se x x se x ( ) , , = ≥ − < ⎧ ⎨ ⎩ 0 0 Gráficos de funções envolvendo módulos Exemplo: construção do gráfico da função g: definida por g x x x( )= − +2 6 5 . • Inicialmente, construímos o gráfico de f x x x( )= − +2 6 5 . x6543 3 4 5 6 y 2 2 1 1 0–1–2 –2 –1 –3 –4 x6543 3 4 5 6 y 2 2 1 1 0–1–2 –2 –1 –3 –4 Os zeros da função são 1 e 5. x b a y a V V = − = − − ⋅ = = −Δ = − − − ⋅ ⋅ ⋅ = − = − 2 6 2 1 3 4 6 4 1 5 4 1 16 4 4 2 ( ) [( ) ] O vértice da parábola é V(3, –4). x y= ⇒ = − ⋅ + =0 0 6 0 5 52 A parábola intersecta o eixo y no ponto (0, 5). • Observe que, para 1 5x , a função f é negativa. Assim, o gráfico de g x x x( )= − +2 6 5 é obtido a partir do gráfico de f x x x( )= − +2 6 5 , refletindo a parte negativa em relação ao eixo x. y x x x x = ⇒ − + = = = ⎧ ⎨ ⎩ 0 6 5 0 1 5 2 1 2 Para x 1 ou x 5 , a função f é positiva ou nula. Nesses intervalos, os gráficos de f e g coincidem. Para 1 5x , os gráficos de f e g são simétricos em relação ao eixo das abscissas. Equações modulares Toda equação que apresenta a incógnita em um módulo é uma equação modular. Inequações modulares Sendo a > 0 : • • • • x a a x a x a x a ou x a x a a x a x a x a ou x a < ⇔ − < < > ⇔ < − > ≤ ⇔ − ≤ ≤ ≥ ⇔ ≤ − ≥ 37Matemática Atividades Módulo de um número real 1. Assinale V se a afirmação for verdadeira e F se for falsa. a) (F ) 7 10 3− = − b) ( V ) − + =3 2 1 c) ( V ) 2 22 d) ( V ) 2 7 5 2− = −( ) e) ( V ) 7 3 4 7 3 4+ − − − = − − − + − f) ( F ) 3 2 3 2− = + a) Falsa. 7 10 3 3− = − = b) Verdadeira. − + = − =3 2 1 1 c) Verdadeira. 2 4 2 2 2 2 d) Verdadeira. 2 7 5 5 5 25 52 − = − = − = =( ) e) Verdadeira. 7 3 4 7 3 4 6 6 7 3 4 7 3 4 6 6 + − − − = + − = = − − − + − = − − + = − = f) Falsa. 3 2 2 3 3 2− = − ≠ + 2. Calcule o valor das expressões a seguir. a) 1 3 4 5 2− + − + − + − 1 3 4 5 2 2 4 5 2 2 1 2 4 1 5 − + − + − + − = = − + − + + = = + + = = + = b) 1 2 3 2 3 1 1 5 2− + − + − − 1 2 3 2 3 1 1 5 2 5 2 1 3 9 5 5 2 1 3 9 5 75 10 54 30 31 30 − + − + − − = = − + − − = = + − = = + − = c) 2 3 1 3 1 2 1⋅ − − ⋅ − − 2 3 1 3 1 2 1 2 3 1 3 2 1 1 2 3 2 3 2 3 1 2 3 3 2 ⋅ − − ⋅ − − = = ⋅ − − ⋅ − − = = − − + − = − ( ) ( ) d) π π π− − − + −4 3 2 5 π π π π π π π π π − − − + − = = − − − + − = = − − + + − = = 4 3 2 5 4 3 2 5 4 3 2 5 2 ( ) 3. Escreva as expressões a seguir sem utilizar o módulo: a) x 3 Sinais da função y x= + 3 . – + –3 x Portanto: x x se x x se x + = + ≥ − − − < − ⎧ ⎨ ⎩ 3 3 3 3 3 , , 38 Volume 4 b) x x+ − +2 8 Sinais das funções y x e y x= − +2 8 . – – – – – –+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 0 x x4 x x x x x x x x x x < = − − + = − + + − + = − − + = − + 0 2 8 2 8 2 8 2 8 3 8 0 4 2 8 2 8 2 8 2 8 8 ≤ < = − + = − + + − + = − + = − + x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ≥ = − + = − + − + = + − = − 4 2 8 2 8 2 8 2 8 3 8 Portanto: x x x x x se x x se x + − + = − + < − + ≤ < − ≥ ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ 2 8 3 8 0 8 0 4 3 8 4 , se , , c) x 2 25 Sinais da função y x= −2 25 . + + – x5– 5 Portanto: x x se x ou x x se x 2 2 2 25 25 5 5 25 5 5 − = − ≤ − ≥ − + − < < ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ , , Função modular 4. Com relação à função f x x( ) = − −2 2 : a) determine o valor de f f f ( ) ( ) ( ) 5 1 8 + − ; ( ) f f f f ( ) ( ) ( ) ( ) 5 2 5 2 2 3 1 1 2 1 2 2 3 1 8 2 8 2 2 6 4 5 = − − = − = − − = − − − = − − = − = − − = − = − ++ − = − + − − = − − = f f ( ) ( ) ( )1 8 1 1 4 2 4 1 2 b) escreva a função f sem utilizar módulo; x f x x x x x f x x x x ≥ = − − = − + = − < = − − + = + − = 2 2 2 2 2 4 2 2 2 2 2 ( ) ( ) f(x) ( ) ( ) f(x) Portanto: f x x se x x se x ( ) , , = − ≥ < ⎧ ⎨ ⎩ 4 2 2 c) complete a tabela; x f(x) 0 0 1 1 2 2 3 1 4 0 d) construa o gráfico da função f; y 2 0 1 2 3 4 x 1 Matemática 39 e) indique o maior valor assumido por f(x). Observando o gráfico, podemos afirmar que o valor má- ximo de f(x) é 2. 5. Com relação à função h x x( ) = − +4 2, com x [ , ]0 8 : a) escreva a função h sem utilizar módulo; x h x x x x h x x x ≥ = − + = − < = − + + = − + 4 4 2 2 4 4 2 6 ( ) h(x) ( ) h(x) Portanto: h x x se x x se x ( ) , , = − ≥ − + < ⎧ ⎨ ⎩ 2 4 6 4 b) complete a tabela; x f(x) 0 6 2 4 4 2 6 4 8 6 c) construa o gráfico da função h; y 2 4 6 0 2 4 6 8 x d) calcule a área da região delimitada pelo gráfico da função h, pelos eixos coordenados e pela reta de equação x 8. A área da região pode ser obtida subtraindo a área de um triângulo da área de um retângulo. A base do triângulo mede 8 e a altura mede 4. As dimensões do retângulo são 8 e 6. Área Área Área = ⋅ − ⋅ = − = 8 6 8 4 2 48 16 32 Portanto, a área da região é 32 unidades de área. y x = 8 2 4 6 0 2 4 6 8 x 6. (UFRGS – RS) A interseção dos gráficos das funções f e g, definidas por f x x( ) e g x x( ) = −1 , os quais são desenhados no mesmo sistema de coordenadas cartesianas, determina um polígono. A área desse polígono é: a) 0,125. b) 0,25. X c) 0,5. d) 1. e) 2. Observe os gráficos das funções f e g. O polígono é um quadrado cujas diagonais medem 1. Sendo L a medida dos lados do quadrado, temos: L L L 2 1 2 1 2 1 0 5 2 2 2 (L ) , y x f g 1 2 01 2 – 40 Volume 4 7. (UERN) Dentre os gráficos abaixo, assinale o que repre- senta corretamente a função modular f x x( ) = − −2 1. a) X b) c) d) Podemos calcular alguns valores de f(x). f x x f f f ( ) ( ) ( ) ( ) = − − − = − − − = − − = − = − − − = − − = − = − − 2 1 3 3 2 1 5 1 4 2 2 2 1 4 1 3 1 1 2 −− = − − = = − − = − − = = − − = − − = = − − = − 1 3 1 2 0 0 2 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 0 2 2 2 1 0 1 f f f ( ) ( ) ( ) == − = − − = − = 1 3 3 2 1 1 1 0f( ) O único gráfico que corresponde aos pontos obtidos é o da alternativa b. 8. (ACAFE – SC) O volume de água de uma piscina varia com o tempo, de acordo com a função definida por V t t t( ) = − − − −30 2 2 2 8 , com t∈ +. Sabendo que o volume é medido em m3, após t horas, contadas a partir das 7 horas da manhã ( ),t = 0 analise as seguintes proposições: I. O volume de água na piscina permanece constante entre 8 horas e 11 horas da manhã. II. O volume constante é de 24 m3 de água. III. O volume da piscina também pode ser representado pela função V t(t) = −40 4 , se t 0 . IV. Às 12 horas a piscina se encontra com 20 m3 de água. Das proposições acima, tem-se exatamente: a) 1 correta. b) 2 corretas. X c) 3 corretas. d) 4 corretas. Considere as funções y t= −2 2 e y t= −2 8. 2 2 0 1 2 8 0 4 1 2 2 0 2 8 0 30 2 2 2 8 − = ⇒ = − = ⇒ = ≤ ⇒ − ≥ − < = − − − − + t t t t t t e t V t t t( ) ( ) ( )) ( ) ( ) ( ) = + < < ⇒ − < − < = − − + − − + = ≥ ⇒ 4 20 1 4 2 2 0 2 8 0 30 2 2 2 8 24 4 2 t t t e t V t t t t −− < − ≥ = − − + − − = − + 2 0 2 8 0 30 2 2 2 8 4 40 t e t V t t t t( ) ( ) ( ) Portanto: V t t se t se t t se t ( ) , , , = + ≤ < < − + ≥ ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ 4 20 1 24 1 4 4 40 4 I. Correta. Como t 1 corresponde às 8 horas e t 4 corresponde às 11 horas, o volume de água na piscina permanece constante entre 8 horas e 11 horas da ma- nhã. II. Correta. V t( ) 24 para 1 4t . III. Incorreta. V t t( ) = −40 4 apenas para t 4 . IV. Correta. Como t 5 corresponde às 12 horas, temos: V( )5 40 4 5 20= − ⋅ = Matemática 41 Equações modulares 9. Resolva as equações modulares. a) x 5 x x ou x = = = − 5 5 5 S = −{ , }5 5 b) 2 1 3x − = 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 4 2 2 2 1 x x ou x x x ou x x − = − = − = − = ⇒ = = − ⇒ = − S = −{ , }1 2 c) 8 3 2 5x x− = − 8 3 2 5 8 3 2 5 8 3 2 5 6 2 10 8 1 3 4 5 x x x x ou x x x ou x x ou x − = − − = − − = − − = − = = − = ( ) S = −⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ 1 3 4 5 , d) 4 11 3 0 2 x x+ − = = + − = = = − = ⇒ = = − = − 2 x y 4y 11y 3 0 1 y ou y 3 4 1 1 1 x x ou x 4 4 4 x 3 (não convém) Assim: S = −⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ 1 4 1 4 , e) 1 2 1− = −x x Condição de existência: 1 0 1− ≥ ⇒ ≤x x 1 2 1 1 2 1 1 2 1 0 2 3 − = − − = − − = − − = = x x x x ou x x x ou x ( ) Como 0 1 e 2 3 1, temos: S = ⎧⎨ ⎩ ⎫ ⎬ ⎭ 0 2 3 , f) x x= − 5 Condição de existência: x x− ≥ ⇒ ≥5 0 5 x x x x ou x x falso = − = − = − − = − = 5 5 5 0 5 5 2 ( ) ( ) ou x Como 5 2 5 , a equação não tem solução. S =∅ 10. Sejam f e g funções definidas por f x x( ) = + 3 e g x x( ) = −3 9 . Determine os valores de x para os quais f x g x( ) ( ) . f x g x x x ( ) ( )= + = −3 3 9 Condição de existência: 3 9 0 3x x− ≥ ⇒ ≥ x x x x ou x x x ou x x ou x + = − + = − + = − − − = − = = = 3 3 9 3 3 9 3 3 9 2 12 4 6 6 3 2 ( ) Como 6 3 e 3 2 3 , temos: S { }6 11. (UFMS) Sejam p e q raízes da equação 6 15 18x + = . Encontre o valor de p q . 6 15 18 6 15 18 6 15 18 6 3 6 33 1 2 11 2 1 2 x x ou x x ou x x ou x p q + = + = + = − = = − = = − + = − 111 2 10 2 5 5p q+ = − = − = 42 Volume 4 12. (UDESC) A soma das raízes distintas da equação x x x2 5 6 3− + = − é: a) 10 b) 7 c) 0 d) 3 X e) 4 Condição de existência: x x x ou x2 5 6 0 2 3− + ≥ ⇒ ≤ ≥ x x x x x x ou x x x x x x raiz du − = − + − = − + − = − − + − + = ⇒ = 3 5 6 3 5 6 3 5 6 6 9 0 3 2 2 2 2 ( ) ( ppla ou x x x ou x ) 2 4 3 0 1 3− +
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