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1 2 FUNÇÃO LOGARÍTMICA 1. Definição baxb xa log Onde logaritmo : dologaritman : base : x b a Exercício de Aula 01) Calcule os seguintes logaritmos: a) 8log2 b) 81log3 c) 5log 5 d) 32log 2 1 2. Condições de existência Para que o balog exista é necessário que: 0 1 e 0 b aa Exercício de Aula 02) Determine o domínio das seguintes funções: a) 3log2 xxf b) 10log 5 xxf c) 12log 3 xxf x 3. Conseqüências da definição • 01log a • 1log aa • nana log • ba ba log • cbcb aa loglog Exercício de Aula 03) Calcule o valor das seguintes expressões: a) 5log.10log 252 b) 3log1 22 4. Propriedades operatórias • cbcb aaa loglog.log • cb c b aaa logloglog • bnb a n a log.log • b n b aan log. 1 log • a b b a log 1 log Exercícios de Aula 04) Desenvolva o logaritmo simplificando as operações em 3 log c ba . 05) Considerando 31,02log e 48,03log . Calcule: a) 6log b) 72log 06) Considerando 30,02log e 48,03log , resolva as seguintes equações exponenciais: a) 26 1 x b) 53 x 5. Mudança de base Podemos efetuar uma mudança na base do logaritmo da seguinte forma: a b b c c a log log log Exercício de Aula 07) Calcule o valor das expressões: a) 81log.5log 253 b) 289log 17log 81 27 6. Equações logarítmicas São equações que envolvem logaritmos. Existem dois tipos básicos; aqueles que são resolvidas aplicando-se a definição e aquelas que são resolvidas igualando-se as bases e, consequentemente, os logaritmandos. Em ambos os casos, devemos verificar se as soluções encontradas satisfazem as condições de existência do logaritmo em questão. São aquelas que apresentam a incógnita no logaritmando ou na base do logaritmo. 3 Exercícios de Aula 08) Resolva as seguintes equações logarítmicas: a) 54log32log 33 xx b) xxx 22log103log 51251 8. Inequações logarítmicas Existem dois casos básicos de inequação logarítmica: 1º caso) A base a em questão é tal que 1a . Assim teremos que: 2121 2121 loglog loglog xxxx xxxx aa aa Isso se deve ao fato de que, se 1a a função é crescente, logo, aumentando o valor de x , também se aumenta o valor de xalog ; e diminuindo o valor de x , também se diminui o valor de xalog . “Se 1a , conservamos o sinal da desigualdade na inequação logarítmica.” 2º caso) A base a em questão é tal que 10 a . Assim teremos que: 2121 2121 loglog loglog xxxx xxxx aa aa Isso se deve ao fato de que, se 10 a a função é decrescente, logo, aumentando o valor de x , o valor de xalog diminuirá; e diminuindo o valor de x , o valor de xalog aumentará. “Se 10 a , invertemos o sinal da desigualdade na inequação logarítmica.” Exercício de Aula 09) Resolva as seguintes inequações logarítmicas: a) 6log12log 22 x b) 5log4log 31231 xx 9. Função logarítmica Existem dois tipos para o gráfico de xy alog : 1a Função crescente *RD f RIm f 10 a Função decrescente ATIVIDADES 01-Uma instituição financeira oferece um tipo de aplicação tal que, após t meses, o montante relativo ao capital aplicado é dado por M(t) = C 2 0,04 t , onde C > 0. O menor tempo possível para quadruplicar uma certa quantia aplicada nesse tipo de aplicação é a) 5 meses. b) 2 anos e 6 meses. c) 4 anos e 2 meses. d) 6 anos e 4 meses. e) 8 anos e 5 meses. 02-Uma substância que se desintegra ao longo do tempo tem sua quantidade existente, após “t” anos, dada por 1000 t 0 )4,1(M)t(M , onde M0 representa a quantidade inicial. A porcentagem da quantidade existente após 1000 anos em relação à quantidade inicial M0 é, aproximadamente, a) 14% b) 28% c) 40% d) 56% e) 71% 03-A posição de um objeto A num eixo numerado é descrita pela lei t5,02 8 7 8 1 onde t é o tempo em segundos. No mesmo eixo, move-se o objeto B, de acordo com a lei 2 –t . Os objetos A e B se encontrarão num certo instante tAB. O valor de tAB, em segundos, é um divisor de: a) 28. b) 26. c) 24. d) 22. e) 20. 4 04-Um programa computacional, cada vez que é executado, reduz à metade o número de linhas verticais e de linhas horizontais que formam uma imagem digital. Uma imagem com 2048 linhas verticais e 1024 linhas horizontais sofreu uma redução para 256 linhas verticais e 128 linhas horizontais. Para que essa redução ocorresse, o programa foi executado k vezes. O valor de k é: a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 05-A função kt3200)t(c , com 1/12 k , dá o crescimento do número C, de bactérias, no instante t em horas.O tempo necessário, em horas, para que haja, nessa cultura, 1.800 bactérias, está no intervalo: a) [0, 4]. b) [4, 12]. c) [12, 36]. d) [36, 72]. e) [72, 108]. 06-No final da década de 1830, o fisiologista francês Jean Poiseuille descobriu que o volume V de sangue que corre em uma artéria por unidade de tempo, sob pressão constante, é igual à quarta potência do raio r da artéria multiplicado por uma constante, 4k(r) V . Para um aumento percentual de 10% no raio da artéria, o aumento percentual no volume de sangue é de a) 46,41% b) 10,50% c) 20,21% d) 140% e) 44% 07-Após beber um tanto de cachaça um motorista passa a ter 4 gramas de álcool por litro de sangue. Se isso ocorrer na hora zero, após t horas o motorista terá 4 . (0,5)t gramas de álcool por litro de sangue. Nessas condições, a quantidade de álcool em seu sangue será a) inferior a 0,5 g/L se t 3. b) superior a 0,5 g/L se t 5. c) igual a 0,25 g/L se t 8. d) inferior a 0,25 g/L se t 2. e) superior a 0,25 g/L se t 8. 08-Na figura, os gráficos I, II e III referem-se, respectivamente, às funçôes y = a x , y = b x e y = c x . Então, está correto afirmar que: I y II III 0 x a) 0 < a < b < c. b) 0 < b < c < a. c) a < 0 < b < c. d) 0 < a < c < b. e) a < 0 < c < b. 09-Suponha que, após t dias de observação, a população de uma cultura de bactérias é dada pela expressão P t Po t ( ) . , 2 0 05 , na qual Po é a população inicial da cultura (instante t = 0). Quantos dias serão necessários para que a população dessa cultura seja o quádruplo da inicial? a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 e) 60 10-Uma rampa para manobras de “skate” é representada pelo esquema: 1 ,0 m 1,0m 1,0m 1,0m 0 ,5 m 0 ,5 m x h(x) Se a parte curva pudesse ser associada a uma função, esta função seria: a) 3 2 1 h(x) x . b) 2 5 2 1 h(x) 1x . c) 2x 2 1 )x(h d) 2 2 1 h(x) 1x– . e) 1 2 1 h(x) 1x– . 5 11-Uma empresa acompanha a produção diária de um funcionário recém-admitido, utilizando uma função f(D). , cujo valor corresponde ao número mínimo de peças que a empresa espera que ele produza em cada dia (D) , a partir da data de sua admissão. Considere o gráfico auxiliar abaixo, que representa a função y = e x . x y -2 -1 0,13 0,37 2,72 y=e x Utilizando f(D) = 100 -100.e -0,2d e o gráfico acima, a empresa pode prever que o funcionário alcançará a produção de 87 peças num mesmo dia, quando d for igual a : a) 5 b) 10 c) 15 d) 20 12-Pelos programas de controle de tuberculose, sabe-se que o risco de infecção R depende do tempo t, em anos, do seguinte modo: R = Ro e -kt , em que Ro é o risco de infecção no início da contagem do tempo t e k é o coeficiente de declínio. O risco de infecção atualem Salvador foi estimado em 2%. Suponha que, com a implantação de um programa nesta cidade, fosse obtida uma redução no risco de 10% ao ano, isto é, k = 10%. Use a tabela abaixo para os cálculos necessários: e x 8,2 9,0 10,0 11,0 12,2 x 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 O tempo, em anos, para que o risco de infecção se torne igual a 0,2% , é de: a) 21 b) 22 c) 23 d) 24 13-Segundo dados de uma pesquisa, a população de certa região do país vem decrescendo em relação ao tempo “t”, contado em anos, aproximadamente, segundo a relação P(t) = P(0).2 -0,25t . Sendo P(o) uma constante que representa a população inicial dessa região e P(t) a população “t” anos após, determine quantos anos se passarão para que essa população fique reduzida à quarta parte da que era inicialmente. a) 6 b) 8 c) 10 d) 12 e) 15 14-O número de indivíduos de um certo grupo é dado por x10 1 10)x(f , sendo x o tempo medido em dias. Desse modo, entre o 2º e o 3º dia, o número de indivíduos do grupo a) aumentará em exatamente 10 unidades. b) aumentará em exatamente 90 unidades. c) diminuirá em exatamente 9 unidades. d) aumentará em exatamente 9 unidades. e) diminuirá em exatamente 90 unidades. 15-O valor de certo tipo de automóvel decresce com o passar do tempo de acordo com a função 3 t2 2.AtV , sendo t o tempo medido em anos, V o valor do carro no instante t e A o preço inicial do veículo. O tempo necessário para que esse automóvel passe a custar 8 1 de seu valor inicial, em anos, é: a) 3,0 b) 3,5 c) 4,0 d) 4,5 16-A trajetória de um salto de um golfinho nas proximidades de uma praia, do instante em que ele saiu da água (t = 0) até o instante em que mergulhou (t = T), foi descrita por um observador através do seguinte modelo matemático h(t) = 4t – t.2 0,2.t , com t em segundos, h(t) em metros e 0 t T . O tempo, em segundos, em que o golfinho esteve fora da água durante este salto foi a) 1. b) 2. c) 4. d) 8. e) 10. 17-O esboço ao lado representa a fachada de uma capela projetada por um arquiteto, na qual, as duas curvas principais são gráficos de funções exponenciais. Considerando, ainda, os dados rabiscados no esboço, pode- se concluir que a altura “h“ da capela deve valer, aproximadamente: a) 8m. b) 11m. c) 19m. d) 21m. e) 27m. 6 18-O número N de bactérias de uma cultura é dado, em função do tempo t, em horas, por N(t) = 10 5 2 4t . Supondo log2 = 0,3 , o tempo necessário para que o número inicial de bactérias fique multiplicado por 100 é: a) 2 horas e 2 minutos b) 2 horas e 12 minutos c) 1 hora e 40 minutos d) 1 hora e 15 minutos e) 2 horas e 20 minutos 19-Um computador desvaloriza-se exponencialmente em função do tempo, de modo que seu valor y, daqui a x anos, será xkAy , em que A e k são constantes positivas. Se hoje o computador vale R$5 000,00 e valerá a metade desse valor daqui a 2 anos, seu valor daqui a 6 anos será: a) R$ 625,00 b) R$ 550,00 c) R$ 575,00 d) R$ 600,00 e) R$ 650,00 20-Um médico, ao tratar uma infecção grave de um paciente, necessita administrar doses de um antibiótico. A eliminação da droga pelo organismo ocorre segundo uma função exponencial. Sabe-se que, após 12 horas, a concentração do medicamento no organismo do paciente é de 20% da dose administrada, entretanto é necessário manter uma concentração mínima de 40% da dose administrada inicialmente. Considerando a tabela de logaritmos fornecida abaixo, o máximo intervalo de horas, após o qual deve ser administrada uma nova dose do antibiótico, de modo a manter a concentração da droga em um nível sempre superior ou igual a 40% da dose administrada, é de aproximadamente a) 5 horas e 38 minutos. b) 6 horas. c) 6 horas e 12 minutos. d) 6 horas e 51 minutos. e) 7 horas e 25 minutos. 21-Um médico, após estudar o crescimento médio das crianças de uma determinada cidade, com idades que variavam de 1 a 12 anos, obteve a fórmula h = log (100,7 . i ), onde h é a altura (em metros) e i é a idade (em anos). pela fórmula, uma criança de 10 anos desta cidade terá de altura: a) 170 cm b) 123 cm c) 125 cm d) 128 cm e) 130 cm 22-Na década de 30 do século passado, Charles F. Richter desenvolveu uma escala de magnitude de terremotos - conhecida hoje em dia por escala Richter -, para quantificar a energia, em Joules, liberada pelo movimento tectônico. Se a energia liberada nesse movimento é representada por E e a magnitude medida em grau Richter é representada por M, a equação que relaciona as duas grandezas é dada pela seguinte equação logarítmica: log 10 E = 1,44 + 1,5 M Comparando o terremoto de maior magnitude ocorrido no Chile em 1960, que atingiu 9.0 na escala Richter, com o terremoto ocorrido em San Francisco, nos EUA, em 1906, que atingiu 8.0, podemos afirmar que a energia liberada no terremoto do Chile é aproximadamente a) 10 vezes maior que a energia liberada no terremoto dos EUA. b) 15 vezes maior que a energia liberada no terremoto dos EUA. c) 21 vezes maior que a energia liberada no terremoto dos EUA. d) 31 vezes maior que a energia liberada no terremoto dos EUA. 23-A intensidade dos terremotos é medida por sismógrafos que utilizam a Escala Richter. A magnitude M de um terremoto é dada pela equação referênciaP PlogM , onde P é a potência do terremoto e Preferência é uma potência de referência (constante para todos os casos estudados). Recentemente, no Oceano Índico, ocorreram maremotos que geraram ondas gigantes, afetando vários países da região. O mais forte atingiu, aproximadamente, a magnitude de 9,0 graus na Escala Richter; um outro, posterior, atingiu 6,0 na mesma escala. Em função do exposto acima, pode-se afirmar que: a) A potência atingida pelo primeiro terremoto é 100 vezes menor que a potência do segundo terremoto. b) A potência atingida pelo segundo terremoto é 10 vezes maior que a potência do primeiro terremoto. c) A potência atingida pelo primeiro terremoto é 1000 vezes maior que a potência do segundo terremoto. d) A potência atingida pelo segundo terremoto é 1000 vezes maior que a potência do primeiro terremoto. 24-O pH de uma solução aquosa é definido pela expressão: pH = -log[H + ], 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 hidrogênio 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 dessa solução foi a) 7,26 b) 7,32 c) 7,58 d) 7,74 7 25-De acordo com pesquisa feita na última década do século XX, a expectativa de vida em certa região é dada, em anos, pela função 491tlog15012tE , sendo t o ano de nascimento da pessoa. Considerando-se 32,32000log , uma pessoa dessa região, que tenha nascido no ano 2000, tem expectativa de viver: a) 68 anos b) 76 anos c) 84 anos d) 92 anos 26-Uma população de insetos diminui em conseqüência da aplicação de um inseticida segundo a função t(10) 300 P(t) , em que P(t) é o número de insetos no tempo t, medido em semanas, sendo 0 t o tempo em que o inseticida foi aplicado. O tempo para que a população atinja 20% do tamanho inicial é de, aproximadamente, (Dado: log105 0,7) a) 15 dias b) 1 mês c) 5 dias d) 1 dia e) 20 dias 27-Suponha que, numa colônia de fungos, a massa biológica de sua população, no instante t (horas), denotada por m(t), seja dada pela expressão 11 t 10 2 )t(m gramas. [Considere que 3,0)2(log10 ] De acordo com o ritmo de crescimento populacional estabelecido por essa expressão, a massa da população de fungos, em 50 horas, é da ordem de a) 100g.b) 10g. c) 10000g. d) 1000g. 28-A altura média do tronco de certa espécie de árvore, que se destina à produção de madeira, evolui, desde que é plantada, segundo o seguinte modelo matemático: h(t) = 1,5 + log3(t+1), com h(t) em metros e t em anos. Se uma dessas árvores foi cortada quando seu tronco atingiu 3,5 m de altura, o tempo (em anos) transcorrido do momento da plantação até o do corte foi de: a) 9. b) 8. c) 5. d) 4. e) 2. 29-O valor de um automóvel (em unidades monetárias) sofre um depreciação de 4% ao ano. Sabendo-se que o valor atual de um carro é de 40.000 unidades monetátiras, depois de quantos anos o valor desse carro será de 16.000 unidades monetárias? Use o valor 0,3 para log 2 e o valor 0,48 para log 3. a) 3 b) 6 c) 10 d) 15 e) 23 30-Um acidente de carro foi presenciado por 1/65 da população de Votuporanga (SP). O número de pessoas que soube do acontecimento t horas após é dado por: ktCe1 B)t(f onde B é a população da cidade. Sabendo-se que 1/9 da população soube do acidente 3 horas após então o tempo que passou até que 1/5 da população soubesse da notícia foi de: a) 4 horas b) 5 horas c) 6 horas d) 5 horas e 24 min e) 5 horas e 30 min GABARITO 01-C 07-A 13-B 19-A 25-C 02-E 08-D 14-D 20-D 26-C 03-C 09-C 15-D 21-A 27-C 04-A 10-C 16-E 22-D 28-B 05-C 11-B 17-C 23-C 29-E 06-A 12-C 18-C 24-A 30-A
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