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• , . • • • • • • • • - Lições para toda a vida Português Matemática Vol.1 '! ,_ SUMÁRIO: • INGLts li • INTI:RPRETAÇÃO DE Te,cros: TRAVEL AND HEALTHY Fooo ......... ............. ~ .......... ........................................................................... ............. 372 • INTI:RPRETAÇÃO DE TEXTos: ScREENS AND READING ............................................................................................................................... 376 • INnRPRETAÇÃo DE TEx1os: EcoNOMY .......................................................................................................................... ...................... 381 INTERPRETAÇÃO DE Tooos: EoucATION AND RESEARCH .......................................................................................................................... 386 • INTERPRETAÇÃO DE Tooos: HuNGER AND LEARNING ............................................................................................................................... 392 • INTERPRETAÇÃO DE TexTos: INVENTION AND HEALTH ............................................................................................................................... 396 INTERPRETAÇÃO DE TEXTOS: MEDICINE AND SPORT ............................................................................................................. ........... ......... 400 • INTERPRETAÇÃO DE TEXTOS: SCIENCES ................................................................................................................................................. 405 • MATEMÁTICA MATEMATICA 1 REVISÃO DE ÁLGEBRA 1 ....................................................................................................................................................................... 2 REVISÃO DE ÁLGEBRA 11 .................................................................................................................................................................... 14 FUNÇÕES: RELAÇÕES E CONCEITOS .......................................................................................................... ........ ...................................... 20 FuNções: D0MIN10 E BuEÇÃO ......................................................................................................................... ................................... 31 MONOTONIODAOE, PARIDADE E PERIODICIDADE . .......................................................................................................... ........................... 38 RETAS PAR.ALELAS .... ............................................................................. ........................................................................................... 44 TRIÃNGULos - CoNGRUtNCIA DE TRIÃNGULos ........................................................................................................................................ 47 QUADRllÁTEROS .............. ..... ........................................................................................................................ .................................... 51 RELAÇÕES MhRICAS NOS QUADRllÁTEROS ..................... ............................................... ..................................................................... .. . 55 PoLIGoNos - SoMA oos ÃNGULos E NüMERos DE D1AGONA1s .................................................................................................................. 56 RAZÃO DE SEGMENTOS ...................... ......................... ................................................................................................... .................... 60 CALCULO ........................................ .......... ...................................................................................................................................... 65 · MATEMATICA li NúMEROS COMPLEXOS ....................... .............................................. .................................................................................................. 96 MATEMÃTICA Ili SEQU~NCIAS ................................. ..................................... .. ...................................................... ..................................... ............... 166 PROGRESSÕES ÃRITMrnCAs .......................................................................... .................................................................................... 166 PROGRESSÕES GEOMtTRICAS ............................................................................................................................................................. 166 SEÇÃO DE PROBLEMA DO ITA (1950·2017) ...................................................................................................................................... 166 SEÇÃO DE PROBLEMA DO IME .......................................................................................................................................................... 179 SEÇÃO DE PROBLEMA SIMPLES ......... .......... ............................. ..................................................................................... ..................... 188 SEÇÃO DE PROBLEMAS AvANÇAoos (DEsAF1os) .................................................................................................................................... 192 GABARITOS ................. ...................... ..... ....................................................................................................................................... 197 • (. • • •1 • • • • • • .1 • • • • • • • • • • • • • e -• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1 • • • • • • 1• \ MATEMÁTICA 1 ÁLBEBRA/GEOMETRIA PLANAI CALCULO REVISÃO DE Ãt.GEBRA 1 Conteúdo: Exercícios ...................................................................................................................................................................................... ............................... 2 REVISÃO DE ÁLGEBRA li Exercícios ... ................................................................................................................................. .............................................. ................................. 14 FUNÇÕES: RELAÇ6ES E CONCEITOS Tópicos teóricos ................................................................................................................... , .......................................... .... ........................................ 20 Êxercícios ............. ......................................................................................................... .. ........... ................................................................................ 20 FUNÇÕES: DoMINIO E BIJEÇÃO Tópicos teóricos ...................................................................................................... ........ ..... ................................................................................. ..... .31 Exercícios ........................................................................................................ , ............. ... .. .. ............................................ ................................. , ....... .32 MONOTONICIDADE, PARIDADE E PERIODICIDADE Tópicos teóricos .............................. ................................................................ ...... .. .... ............................................................................................... .38 Exercícios ...................................................................................................................... ... ....... ............................................................................. ..... .38 RETAS PARALELAS Tópicos teóricos ......................................................................................... ..... ....... ...... : ........................................................................................ ..... .44 Exercícios.................................................................................................... , .. ........ .......................................................... .......................................... 45 lRIÃNGULOS - CoNGRUtNCIA DE fRIÃNGULOS Tópicos teóricos .............................................................................................. ............................................................. .. .. .......................................... .47 Exercícios ......... ......................................................................................... .................................................................. .. ............................................. 47 QUADRILÁTEROS Quadriláteros notáveis ............................................................................... ..... ...................... ............................................... ...................................... .51 Exercícios ....................................................................................................... ..... ....................................................................................................... 52 RELAÇ6ES MtTRICAS NOS QUADRILÁTEROS Exercícios ....................................................................................................... ... .. ... ............................................................ ........................................ 55 PoLIGONOS - SOMA DOS ÂNGULOS E NúMEROS DE DIAGONAIS Tópicos teóricos ............................................................................................ ........................................................................ .................................... .. 56 Exercícios ..................................................................................................................................................................... , ...... .............................. , ....... .5 7 RAZÃO DE SEGMENTOS Teorema de Tales ................................................... : ..................................... .... ........... ............................................................. .................................... 60 Exercícios .................................................................. ..................................................... .. ........................................................... ............................... 61 CALCULO 1 • parte - limite ................................................................................................................. ..... ..................................................... ... ........... .. .. ............. 65 2• parte - continuidade ............................................................................... , ... , ... , ... , ... , ................................................................................ .............. 68 3ª parte - derivada ......................................................................................... .. ....................... ........ ..... ............................................... ... .... ................ 69 4ª parte - integral ........................................................................................... ......... , .. ................ .............................................. , ................................. 75 Regra de L'Hôpital ........................................................ ..... .. ........................................................................................................................................ 77 Cálculo no IME ........................................................................................................................... ... ......................................... .......... ........................... 78 Questões da Escola Naval .............................................................................................................. .................................................. ........................... 80 Série de Taylor ........................... , ..... .. , .............................................................................................. ........................................................................... 83 Exercícios ......... ................................................................................................................................ ......................................... .................................. 83 .. MATEMÁTICA 1 Volume 1 e i e =========================• Revisão de Álgebra 1 1 11!1 Exercícios de Fixação 01. Encontre os valores das raízes racionais a, b e e de x3 + ax2 + bx + e. 02. Se f(x)f(y) - f(xy) = x + y, Vx,y E m, determine f(x). 03. Encontre x real satisfazendo J1 + J1 + .ft+x = x. 04. (Fuvest) Numa classe com vinte alunos, as notas do exame final podiam variar de O a 100 e a nota mínima para aprovação era 70. Realizado o exame, verificou-se que oito alunos foram reprovados. A média aritmética das notas desses oito alunos foi 65, enquanto que a média dos aprovados foi 77. Após a divulgação dos resultados, o professor verificou que uma questão havia sido mal reformulada e decidiu atribuir 5 pontos a mais para todos os alunos. Com essa decisão, a média dos aprovados passou a ser 80 e a dos reprovados 68,8. A) Calcule a média aritmética das notas da classe toda antes da atribuição dos cinco pontos ext ras. B) Com a atribuição dos cinco pontos ext ras, quantos alunos, inicialmente reprovados, atingiram nota para aprovação? 05. Encontre todas as soluções reais positivas da equação x +li j = l Í J + l 2; j, onde LkJ denota o maior inteiro menor que ou igual ao número real k. (Sugestão: analise o resto da divisão de x por 6). 06. A função f, definida sobre o conjunto dos pares ordenados de inteiros positivos, satisfaz as seguintes propriedades: f(x, x) = x, f(x, y) = f(y, x) e (x + y) f(x, y) = yf(x, x + y). Calcule f(14, 52). 07. Simplifique a expressão (1+~)(1+~)(1+~) ... ( 1+ 2~00 ) sendo a* 1. ª ª a a 08. A soma dos algarismos de um número é 12. Invertendo-se a ordem dos algarismos, tem-se um novo número igual a * do original. Determine o número sabendo que ele tem dois algarismos. 09. (IMO) Encontre o menor inteiro positivo n que possui as seguintes propriedades: 1. Em sua representação, tem 6 como último digito. li. Se o último digito (6) é apagado e colocado na frente dos dígitos restantes, o número resultante é quatro vezes maior que o número original n. 10. 1. Ache todos os inteiros positivos com dígito inicial 6, tal que o inteiro formado apagando-se este 6 é 2 1 5 do inteiro original. li. Mostre que não existe inteiro, tal que a retirada do primeiro dígito produz um novo inteiro que é _2_ do inteiro original. 35 . . 1 1 11. Para quais valores a desigualdade x3 +3 > x 2 + 2 é falsa? X X 12. (ITA/2012) Sejam r1, r2 e r3 números reais tais que r1 - r2 e r1 + r2 + r3 são racionais. Das afirmações: 1. Se r 1 é racional ou r 2 é racional, então, r 3 é racional; li. Se r 3 é racional, então, r1 + r2 é raciona l; Ili. Se r 3 é raciona l, então, r1 e r2 são racionais. é(são) se mpre verdadeira(s): A) apenas 1. B) apenas li. C) apenas Ili. D) apenas I e li. E) 1, li e Ili. 13. (ITA/2013) Seja n > 6 um inteiro positivo não divisível por 6. Se, na divisão de n2 por 6, o quociente é um número ímpar, então, o resto da divisão de n por 6 é A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 14. (IME/2014) Determine o (s) valor(es) de x, inteiro(s) e positivo(s), X [ y- 1 ] que satisfaz(em) a equação X2 = L TI (y- z) . ya l Z=O 15. (IME/2014) Qual é o menor número? A) 1t • 8! B) 99 C) 22 22 E) 213 . 53 Exercícios Propostos A B C 01. Demonstre que se -=-=- então, ocorre a b c JAã+-/Bb+.jCc =.J(A+B+C)(a+b+c), sendo a, b, e, A, B, CE IR: 02. Mostre que se ~ = ª2 = ~ e p1, p2, p3 não são todos nulos, b, b2 b3 03. (IME/2007) Sejam a, b e e números reaisnão nulos. Sabendo que a+b b+c c+a . . a+b -- = --=--, determine o valor numérico de --. c a b c 04. Se x é um número satisfazendo a equação Vx + 9 -Vx - 9 = 3, então, x2 está entre: A) ~5 e 65 C)// 5 e 85 E) 95 e 105 B) 65 e 75 D) 85 e 95 05. (OCM) Considere todas as retas que encontram o gráfico da função f(x) = 2x4 + 7x3 + 3x - 5 em quatro pontos distintos, digamos (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3), (x4, y4). O valor de X1 + X2 + X3 + X4 é: A)2 C) ?_ 2 4 E) n.d.a . B) 2_ 8 @ ndependente da reta. ITA/IME • • • • .1 • • • • -• • • • • • • • • • • • • • • • • ;. • • • •• • • • • 1 • • • • • • • • I • 1• • • • • • • • • • • • • • • • • k. r· 06. Qual das sentenças seguintes não é verdadeira para a equação ix2,-x + 2i = O, sendo i = J::;7 A) A soma das raízes é 2. B) O discriminante é 9. C) As raízes são imaginárias . D) As raízes podem ser encontradas usando a fórmula quadrética . E) As raízes podem ser encontradas por fatoração, usando números imaginários . 07. Se a parábola y = ax2 + bx + c passa pelos pontos (-1 , 12), (O, 5) e (2, -3), então, o valor de a + b + c é: A)-4 B) -2 C)fl D) 1 E) 2 08. (IME/2007) Sejam x1 e is as raízes da equação x2 + (m - 15)x + m = O. Sabendo que x1 e x2 são números inteiros, determine o conjunto de valores possíveis para m. 09. Se x = 1 + ./í996, então, 4x3 - 1999x - 1997 é igual a: 2 A) O B) 1 C)-1 D)2 E) -2 10. Para quais valores de K a equação x = K2(x- 1 )(x - 2) tem raízes reais? A) Nenhum C) -2J2 < K < 2J2 E) Todos B) - 2 < K < 1 D) K > 1 ou K < -2 11. Encontre todos os números reais a e b satisfazendo 2(a 2 + 1)(b2 + 1) = (a + l )(b + 1)(ab + 1). (Sugestão: Equação do 2° grau em a) . 12. (Prof . MM) Suponha que a função f : IR ~ m. satisfaz f(xy) = xf(y) +._yf(x) para todos x, y e m.. Podemos af irmar que: A)f(1) = O B) f(1 ) = 1 C) f é uma função constante D) f(4) = 2f(2) E) n.d.a. 13. (OCM) Seja f : IR*~ m. a função definida por f (x) = ~ - 1+ 2:;- Mostre que existem números reais b0, b1, b2, . .. , bk, ... , tais que (1 + 2t }(~) = - 2F3 · n n+ l 14. (IME/2007)Sejaf: IN~ IRumafunçãotalque L f (k) = 2008- - 2 , k-o n+ onde IN e o IR são, respectivamente, o conjunto dos números naturais e o dos números reais. Determine o valor numérico 1 de --. f(2006) 5. Seja f: 'll. ~ 'll. uma função satisfazendo f(n2) = f(n + m) f(n -m) + m2, 'v'm, n e 'll. . Então, f(0) pode ser: A) O B) 1 C) O e 1 D) 4 E) n.d.a. ITA/IME MATEMÁTICA 1 Volume 1 16. Se f(x) = ax2 - c satisfaz -4 s f(l) s-1 e - 1 s f(2) s 5, então: A) 7 s f(3) s 26 B) - 1 s f(3) s 20 C) -4 s f(3) s 15 D) - 28 S f(3) S 35 3 3 E) ~ s f(3) s ~ 3 3 17. (OCM) 1. Se n é um inteiro positivo tal que 2n + 1 é quadrado perfeito, mostre que n + 1 é a soma de dois quadrados perfeitos sucessivos; li. Se 3n + 1 é um quadrado perfeito, mostre que n + 1 é a soma de três quadrados . 18. Suponha que um número inteiro n é a soma de dois números . a2 +a b2 + b triangulares n = --+--. Mostre que 4n + 1 pode ser 2 2 escrito como a soma de dois quadrados em termos de a e b. 19. (Prof . MM) Ache todos os inteiros positivos x, y tais que: y2 - x(x + 1 )(x + 2)(x + 3) = 1 20. Para quantos intE?iros positivos n entre 1 e 100 é possível fatorar x2 + x - n como produto de dois fatores lineares com coeficientes inteiros? A)0 ~ 1 C) 2 \_o/ 9 E) 10 21 . Defina a operação "o" por xoy = 4x - 3y + xy, Vx, y e IR. Para quantos números reais y tem-se 3oy = 12? A)0 B) 1 C) 3 0)4 E) mais que 4 22. Quantos dígitos de n = 9 + 99 + 999 + ... + ~ são iguais a 1? A) 1997 2001 B) 1998 C) 1999 D)2000 E) 2001 23. Seja n > 1 um inteiro. Prove que o número /~ ~ não é racional. 'y n 2n 24. (OCM) A) Se tg~ é um número racional (a ~ k1t, k e 'll.), prove que 2 cosa e sena são números racionais. B) Reciprocamente, se cosa e sena são números racionais, prove que tg ~ é um número racional. 2 MATEMÁTICA 1 Volume 1 • • ~=====================================================================:e= 25. Considere as afirmativas. 1. Entre dois números racionais sempre existe um outro número racional; li. A soma de dois números irracionais é sempre irracional;;: Ili. O produto de dois números irracionais é sempre irracional; IV. Existe sempre um número racional entre dois números inteiros; V. Existe sempre um número inteiro entre dois números . ' ./ rac1ona1s. Conclua que: A) 1 ,Ili, IV são verdadeiras. ~ 1, li, Ili são verdadeiras. CJ somente I e IV são verdadeiras. D) somente li e IV são verdadeiras. E) somente Ili e V são falsas. 26. O número de soluções reais da equação: lx2 - 1j + 2x = Jx2 - 2x + 1 é: x-1 A)O C)2 E) maior que 3 B) 1 D) 3 27. Sendo lxl + x + y = 10 ex + lyl - y = 12, encontre x + y. A)-2 B) 2 C) ~ 5 D) 22 3 E) 22 28. {IT.A/2007) Sobre a equação na variável real x, lllx - 11 - 31 - 21 = O, podemos afirmar que: A) ela não admite solução real. B) a soma de todas as suas soluções é 6. C) ela admite apenas soluções positivas. D) a soma de todas as soluções é 4. E) ela admite apenas duas soluções reais. 29. Qual é o produto das raízes da equação: x2 + 18x + 30 = 2Jx2 + 18x + 45? A) 10 C) 30 E) n.d.a. B) 20 D) 40 30. Um número primo e positivo é formado por 2 algarismos não nulos. Se, entre esses algarismos, colocarmos um zero, o número ficará aumentado em 360 unidades. Dessa forma, a soma desses 2 algarismos po~ ser: A) 8 \.ê2)7 C)6 0)9 E) 10 31. No sistema de numeração de base 1 O, o número 526 representa 5. 1 02 + 2 . 1 O+ 6. Em Terras Brasil is, entretanto, os números são escritos na base r. Wellington compra um automóvel lá por 440 unidades monetárias (abreviada por u.m.). Ele dá ao vendedor uma cédula de 1 OOOu.m. e recebe de troco 340u.m. A base r é: A) 2 B) 5 C)7 D)8 E) 12 32. O número 695 é escrito no sistema de numeração de base fatorial, isto é, 695 = a1 + a2 · 2! + a3 • 3! + ... +an · n!, onde a1, a2, ... , ª" são inteiros tais que O :5 ak :5 k, e n! representa n · (n - 1) · (n - 2) · ... · 2 · 1. Encontre a 4 • A)O ~1 C) 2 (E)J3 E) 4 33. O número 121 b' escrito na base inteira b, é o quadrado de um inteiro para: A) b = 1 O, apenas. C) 2 :5 b :5 10. E) Nenhum valor de b. B) b = 5 e b = 10, apenas. D) b > 2. 34. (Prof. MM) O número de alunos prestando vestibular para o ITA era, em um dado ano, um quadrado perfeito. No ano seguinte, com um acréscimo de 100 participantes, o número de alunos passou a ser um quadrado perfeito mais 1. Um ano depois, com mais um acréscimo de 100 participantes, o número de alunos passa a ser novamente um quadrado perfeito. A quantidade inicial de alunos é um múltip~e: A) 3 B) 7 C) 9 D) 11 E) 17 35. São dados a, b, e e m. Sabe-se que a + b + c > O, bc + ca + ab > O e abc > O. Prove que a > O, b > O, c > O. 36. Sejam a, b, e, d reais tais que a2 + b2 = c2 + d2 = 1, ac + bd = O. Calcule ab + cd. 37. Se x e y são reais tais que ( x + Jx2 + 1)(y + ~y2 + 1) = 1. Prove que x + y = O. 38. (ITA/2007) Sendo e um número real a ser determinado, decomponha o polinômio 9x2 - 63x + c numa diferença de dois cubos (x + A)3 - (x + B)3.)l~te caso, la + lbl - cl é igual a: A) 104 \.ê2) 14 C) 124 D) 134 E) 144 39. Para x e y números reais distintos, seja M(x, y) o maior número entre X e y e seja m{x, Yl9Jllenor núrer-0 entre X e y . Se a < b < c < d < e, então, MjÁ'(a, ~). ~(d, m(a, e))) = A) a @)b C) c D) d E) e 2./6 40. -=~-=-___,= é igual a: Ji+-/3+Js A) 1.J2 + -/3 - Js C) J2 + -/3 + .J6 - 5 E) -/3 +Js- Ji 3 B) 4-Ji. --/3 D) J2 +Js--/3 2 41 . O número de soluções distintas da equação: lx - 1 2x + 1 li = 3 é: A) O B) 1 (g2 D) 3 E) 4 • • • • • • • • • -• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • =================------~---==• ~ ITA/IME 4' • • • • • • • • • • • • 1. 1. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 42. O número de triplas (a, b, c) de inteiros positivos que satisfazemsimultaneamente as equações: ab + bc = 44 ac + bc = 23, é A)O ()2 E) 4 B) 1 D) 3 43. Seja S a seguinte sentença: Se a soma dos dígitos do número inteiro n é divisível por 6, então, n é divisível por 6. Um valor de n que mostra que S é falsa é: A)30 B) 33 () 40 D)42 E) n.d.a. 44. Qual dos seguintes números está mais próximo de M - Í63? A) O, 12 B) O, 13 C) O, 14 D) O, 15 E) 0, 16 ,# _ 21n+4 45. Prove que a fraçao -- é irredutível para todo número n~uraln. 14n+ 3 46. O produto (1 - 2~ X1-3~ }{1-9~ x,-1~2 } igual a: A) 2. B) ~ 12 2 C) ~ D) .?_ 20 3 E) J_ 10 47. (Prof. MM) Seja n um inteiro não negat ivo. O polinômio Tn(x) é definido, para - 1 s x s 1, por T0(x) = 1 e Tn(x) = cos h' (arccos x), n ~ 1. Considere as afirmações sobre Tn(x): 1. Seu grau é n; 11 . Seu coeficiente líder é 2"; Ili. T4(X) = 8x4 - 8x2 +1; IV. A soma de seus coeficientes é 1 . Quantas são verdadeiras? A) O B) 1 C)2 003 E) 4 48. O número de pares ordenados (x, y) com x, y e Z, satisfazendo 2x2 - 3xy - 2y2 = 7 é: A)O B) 1 C)2 D)3 E) maior que 3 149. Quantos pares de números reais (a, b) existem • ta is que a função f(x) = ax + b satisfaz a desigualdade 1 (f(x))1-cosx · f(x) < - sen2x, Vx e [O, b t]? 4 A) O B) 1 C) 2 0)3 E) mais que 3 ITA/ IM E MATEMÁTICA 1 Volume 1 50. Dada a equação LxJ · {x} + x = 2{x} + 1 O, sendo LxJ a parte inteira de x e {x) a parte fracionária de x (O$ {x} < 1 ): A) mostre que ( LxJ - 1 )({x} + 1) = 9; B) encontre todas as soluções dessa equação. 51. (Prof. MM) Analise as sentenças a seguir: 1. Existem exatamente 1 O números naturais de 4 dígitos que são cubos perfeitos; li. A soma dos cubos de três números inteiros positivos e consecutivos é divisível pelo número do meio e por 9; Ili. O cubo de um número natural ou é múltiplo de 8 ou deixa resto 1 na divisão por 4; IV. A soma dos quadrados de dois números ímpares consecutivos é um número par não múltiplo de 4. Quantas são verdadeiras? A) O B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 52. Seja A = 77 ... 77 um número em que o dígito 7 aparece 1001 vezes. Determine o quociente e o resto da divisão de A por 1001. 53. O conjunto solução da inequação x 4 ~ 1 2 < o é: A) (-oo, - 1) u (2, ao) -x4 + 3x -2x B)(-oo,-1) u (1 , 2) C) (-oo, - 1) u (O, 2) D) (-oo, - 1) u (1, 2) E) (-oo, -1)u(-1, O) 54. (ITA/2008) Dado o conjunto A = {x e R. / ,}3x2 + 2x < x2 ), expresse-o como união de intervalos da reta real. 55. a x b representa a operação sobre dois números a e b que seleciona o maior dos dois números, com a x a =a.Além disso, a + b representa a operação sobre dois números a e b que seleciona o menor dos dois números, com a + a = a. Qual das seguintes regras é(são) correta(s)? 1. ax b = b xa li. a x (b x c) = (a x b) x c Il i. a + (b x c) = (a + b) x (a + c) A) 1 apenas. C) 1 e li apenas. E) 1, li e Ili. B) li apenas . D) 1 e Ili apenas. 56. Seja f(x) = x2 + 3x + 2 e S, o conjunto de inteiros {O, 1, 2, ... , 25} . O número de elementos s de S tais que f(s) deixa resto O (zero) na divisão por 6 é: A)25 B) 22 C) 21 D) 18 E) 17 57 S é . . . . 3p + 25 d . . . e p um inteiro pos1t1vo, então, -- po e ser um inteiro 2p-5 positivo para quantos valores de p? A)O. -- 8) 1. C) 2. ~ais que 3 . MATEMÁTICA 1 Volume 1 58. Calcule a soma dos valores inteiros posit ivos de n, de modo que n + 26 seja um inteiro. n+2 A)20 C) 43 E) 52 B) 22 0)45 66. O valor da soma S = 1 · 2 + 2 · 3 + 3 · 4 + ... + 2008 . 2009 é: A) 2008 -2009 · 201 O 3 B) 2008 -2009 -2010 6 59. (Cone Sul) Existem números inteiros lmpares a1, a2, . . . , a2010 , - 2009 C) 2007 · 2008 · 2009 3 tais que I ia~ = 201 O· a;0 ,0 ? ,., 60. (Balt ijos Kel ias) Denote por d(n) a quant idade de todos os divisores positivos de um inteiro positivo n (incluindo 1 e n). Prove que existem infinitos n, tais que _(n) é um inteiro positivo. d n 61 . (Prof. MM) A expressão 2" + 1 é o quadrado de um inteiro para exatamente quantos números naturais n? A)O B) 1 C)2 D)3 E) mais de 3 62. Os algarismos a, b e e são tais que os números de dois algarismos - - - - - - -2 aa, bc e cb são números primos e aa + bc + cb = aa . Se b < c, então, bc é igual a: A) 19 B) 17 C)37 0)29 E) 59 63. (Prof. MM) O crescimento da quantidade de coelhos do professor Fabrício Maia obedece, mês a mês, a sequência de Fibonacci, isto é, ao final do primeiro mês ele tinha c 1 = 2 coelhos, ao final do segundo, c2 = 3 coelhos e, a partir do terceiro mês, para desespero do professor Fabrlcio, o número de coelhos ao final do n-ésimo mês satisfazia c" = cn ., + c0 • 2, n ~ 3. Se após um ano e meio ele tinha 6.765 coelhos e nos dois meses seguintes nasceu um total de 10.946 coelhos, quantos comedores de cenoura o professor Fabrício possula ao final do 20° mês? A) 17.711 B) 10.946 C) 6.766 D) 5.473 E) n.d.a. 64. (OBM) Qual é a quantidade total de let ras de todas as respostas incorretas desta questão? A) quarenta e oito. B) quarenta e nove. C) cinquenta. O) cinquenta e um. E) cinquenta e quatro. 65. Quantos inteiros positivos N de três digites existem, tais que N e a soma de seus digites são divisíveis por 11 ? A) O B) 1 C) 2 D) 3 E) mais de 3 67. D) 2008-2009 -2010 6 E) n.d.a. Dada a sequência de equações x, + 1 = 1, x2 + 2 = 4, x3 + 3 = 9, ... , xn + n = n2, calcule o valor de x, + x2 + x3 + ... + x0 • A) n2 - 1 3 B) n(n2 -1) 3 C) n2 +1 3 D) n(n 2 + 1) 3 E) n.d.a. 68. Seja N = 21002 + 20992 - 20982 - 20972 + 20962 + ... + 20042 + 20032 - 20022 - 2001 2, com somas e subtrações alternando-se em pares. O resto de N na divisão por 1000 é: A)O B) 100 C)200 0)300 E) 400 69. {Prof. MM) Se x12 + 2-,!> (1 - 2y2) + 1 = O ex e IR_,então: A) y < 1 B) y !",-2 C) y ~ IR O) x6 - 2x3y + 1 = O E) n.d.a. 70. Encontre todos os a reais tais que a4 + b4 + 2aa2b2 ~ (a + 1) (a3b + ab3), sempre que a e b são reais. Sugestão: Most re que a desigualdade dada é equivalente a (a - b)2 (a2 + ab - aab + b2) ~ O. 320 10 + 22010 71 . (OBM) O ma ior inteiro que não supera 32008 + 2 2008 é igual a: A) 4 C)7 E) 9 B) 6 0) 8 72. Sejam a, b, e, d inteiros distintos tais que a equação (x - a) {x - b) (x - c) (x - d) - 4 = O tem uma raiz inteira r. Então: A) 4r = a + b + c + d B) r = a + b + c + d C) a + b + c + d = O D) r = O E) n.d.a. ITA/IME • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • --, • • • 1 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 73. (Cone Sul) Quantas soluções x, y, z inteiras a equação 3x2 + y2 + z2 = 2x(y + z) possui? A) O B) 1 C) 3 D) 2 E) mais de 3 74. Sejam x, y, z números naturais. Se x é um número primo e x2 + y2 = z2, então, y é igual a: A) x2 - 1 B) x2 + 1 2 2 C)x D) x2 - 1 E) x2 + 1 75. Seja p um número primo ímpar dado. Quantos valores de k inteiro positivo existem tais que ~k 2 -pk é também um inteiro positivo? A) O B) 1 C)2 D)3 E) mais de 3 76. Para quais valores de a as duas raízes de x2 - ax + 2 = O pertencem ao intervalo [O; 3]? 77. Sendo À. um parãmetro real, -1 !'. À. !'. 1, resolva a inequação quadrática x2 - À.X + 1 < O . , 78. Determine todas as soluções reais da inequação 1 X l 3 - 2x2 - 4 1 X 1 + 3 < 0. llxl +IYI +lzl = 6 79. Resolva em IR o sistema de equações !xi Y = -2 yz= 3 80. São dados os números reais a1, a2• Se a desigualdade x2 -(a1 + a2) x + a1 • a2 > O tem como conjunto solução R-{a.}, a.~ O, então, _ a._ é igual a: ª1 +a2 A)2 C)3 E) 1 B) 1 2 D) _!_ 3 81. (EUA) Defina n. l para n e a positivos como n.! = n(n -a)(n - 2a) (n - 3a) ... (n - ka), sendo k o maior inteiro para o qual n > ka. E t - . t 7 2a ! é . 1 n ao, o quocIen e - Igua a: 182 ! A) 45 C) 48 E) 41 2 82. O número de soluções reais distintas da equação ~ + ~7 - x = 3 é igual a: A) O C} 2 E) 4 B) 1 D) 3 -----83. !>e x é um número satisfazendo ~x + 9 -~x -9 = 3, então, x2 está entre: ____.. A) 55e 65 -____.,--- B) 65 e 75 _...... C) 75 e 85 D)~é95 EY 95e 105 • ITA/IME MATEMÁTICA 1 Volume 1 84. Considere as afirmações: 1. A função f associa a cada real x o menor elemento do conjunto { x + 1, 15 2 -x } · O valor máximo de f(x) é 1 3 6 ; li. Existe apenas um valor rea l de x que satisfaz a inequação Fx +f-J 5: 2; Ili. A soma das raízes reais de x3 + 3x2 + 3x - 1 = O é - 3; IV. Há exatamente 20 valores inteiros de x para os quais x + 99 também é um número inteiro. x + 19 Quantas são verdadeiras? A) O B) 1 C)2 003 E) 4 85. Considere o polinômio quadrático P(x) = ax2 - bx + c, abc * O . Se uma de suas raízes está no intervalo de (-2; -1) e a outra no intervalo (2; 3), analise as seguintes sentenças e marque o item correto. 1. P(O) < O li. abc < O Ili. P(1)· P(-~) >0 A) V-V - V B) V- F-V C) V- F- F D) F-V-V E) F- F-V 2 86. Considere a expressão matemática f(x) = ~ 6 tal que f(a.) = p, x+ {a, P} e Z. Indique o número de valores diferentes que a pode assumir. A) 18 C)28 E) 40 B) 20 D)36 87. O valor mín imo da função real e de variável real dada por f(X) = 1 X + 3 I + 1 X - 2 1 + 1 X - 4 I é: A) O , ~ B) ·; C~ 2 D) 4 E) 7 vev ô~ PJ+<.Wl.:l e)(:. ? 88. Qual é a soma das ~oluções da equaçã6: 1 X+ 3 I- 1 X - 21- 1 X - 1 1 = 07 ~~ C) 10 ) \ E) O B) 8 D) - 14 89. Considere os conjuntos A = {x - 1 e IR /x 2 < 1}. B = {xe 71. I 'I?- < 1}, C = {xe 71. /lxl > x}, então, A - (B u C) é o conjunto: A)0 C) (-2; 0) - {1} E) (-1; 1) B) (1; 2) D) (-2; O) - {-1} 90. Se a soma das soluções inteiras da inequação (x - n) (x - n - 3) (x - n - 6) (x - n - 9) (x - n - 12) (x - n - 15) < O é 39, indique o valor inteiro de n. A) 5 C)-2 E) 3 B) 1 D) -1 MATEMÁTICA 1 Volume 1 • • ==========================::::;·-= 91 . Determine a quantidade de pares ordenados de números reais que verificam a equação 5x2 - 2xy + 2y2 - 2x - 2y + 1 ::;: O. A) O 8) 1 C) 2 D) 3 E) mais de 3 &seja n um número inteiro positivo e d(n), a quantidade de divisores positivos de n. Encontre todos os inteiros e não negativos tais que existe n satisfazendo d(n) + <p(n) ::;: n + c, sendo <p a função de Euler. 93. (IME/201 O) Sejam r, s, t e v números inteiros positivos tais que r t e ·d · 1 - • - < - . ons, ere as seguintes re açoes: S V 1. (r+s) < (t+v) S V r t li.--<-- (r+s) (t+v) Ili. ~ < (r+t) s (s+v) IV (r+t) (r+t) ·--<-- s V O número total de relações que estão corretas é: A) O B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 94. Sejam x, y, z números reais distintos dois a dois. Prove que Vx - y + VY - z + Vz - x :t O. (Sugestão: a + b +e= O implica a3 + b3 + c3 = 3abc.) 95. (EUA) Existe um único par de inteiros positivos x e y satisfazendo a equação x2 + 84x + 2008::;: y2. Encontre x + y. (Austrália) Se x, y , z são números positivos satisfazendo 1 4 1 1 1 7 - é ' 1 x + - ::;: , y + - = e z + - = - , entao, xyz 1gua a: Y Z X 3 A) 3_ 3 cm:~ C) ~ 3 0)2 7 E) - 3 af sejam x e y números inteiros t ais que x3 + y3 + (x + y)3 + / · ~0xy = 2000. O valor de x + y é: \6))10 B) 20 C) 30 D) 40 E) 50 9 . (OBM) Os inteiros positivos x e y satisfazem a equação / Jx + J.Jy -Jx - iJy = 1. Qual das alternativas apresenta um possível valor de y? A) 5 B) 6 Cf7 D) 8 E) 9 9. Para quantos valores inteiros de a as duas raízes de x2 - 2ax + 3 = O pertencem ao intervalo (- 1; 2]? A) O B) 1 C) 2 D) 3 E) mais de 3 100.Para quantos valores inteiros do parametro p as raízes de x2 - 2px + p2 - 2 ::;: O pertencem ao intervalo (O; 2)? A) O B) 1 C) 2 D) 3 E) mais de 3 101.Determine todos os números reais a, tais que a inequação lx2 + 2ax + 3al ~ 2 tem exatamente uma solução em x. @Prof. MM) Um número complexo ç é uma raiz primitiva n-ésima da unidade se, e somente se, Ç" ::;: 1 mas Çk ~ 1 para cada inteiro k com 1 s k s n - 1. Isto é, n é o menor expoente para o qual a potência de ç é 1 . O n-ésimo polinômio ciclotômico Q"(t) é o produto de todos os polinômios lineares (t - Q, sendo ç ra iz n-ésima primitiva da unidade. Analise as seguintes afirmações. 1. O grau de Qn é <p(n) e sempre é par, em que q:, é função de Euler; li. Toda raiz n-ésima da unidade é uma raiz de Qn; Ili. Q5't) = t2 - t + 1; IV. Se pé um número primo, então, QP(t)::;: tp- 1 + tP- 2 + ... + t + 1. Assim, somente: A) IV é verdadeira. B) 1 e IV são verdadeiras. C) li é falsa. D) Ili e IV são verdadeiras. E) n.d.a. .,93, Se as raízes da equação x2 - 2ax + a2 + a - 3 = O são reais e menores que 3, então: A) a < 2 C) 3 <a s 4 E) n.d.a. f B) 2 s as 3 D} a > 4 04 Banco Central) Um quadrado é cortado em 49 quadrados menores. Todos esses quadrados têm as medidas de seus lados, em centlmetros, expressas por números inteiros positivos. Há exatamente 48 quadrados com área igual a 1 cm2. O número de resultados passiveis para expressar, em cm2, a medida da área do quadrado original é exatamente igual a: A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 105.(Banco Central) Para selecionar um recruta dentre 225 voluntários, o sargento de determinado batalhão os dispõe em um quadrado de 1 5 linhas por 15 colunas e, a princípio, manda sair o mais alto de cada linha e denomina de A o mais baixo, dentre esses 15. Em seguida, faz com que todos retomem suas posições noquadrado e, agora, manda sair o mais baixo de cada coluna e denomina de B o mais alto, dentre esses 15. Analise as seguintes situações: 1. A ser mais alto do que B; li. B ser mais alto do que A; Ili. A e B serem a mesma pessoa. ~(São) possfvel(is) apenas a(s) situação(ões): ( J A) 1 B) li C) Ili D) f e Ili E) li e Ili ITA/IME • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ~rof. MM) A) Mostre que se a e b são números reais, então, [a]+ [b] s [a+ b]. B) Seja p um número primo e f(k) a quantidade de fatores p em k ! . Sendo m e n números nat urais, mostre que f(m) + f (n) s f (m + n) . 107.(Prof. MM) Se n é um número natural maior que 1, então, de quantas maneiras podemos escrever n como soma de dois números naturais primos entre si? 108.(Prof. MM) Mostre que a soma dos quadrados de três inteiros consecutivos não pode terminar em 1 ou em 6 . 109.Se as raízes da equação x2 + px + q = O são positivas, mostre que o mesmo ocorre com as raízes da equação qy2+ (p - 2rq)y + 1 - pr = O, onde r é um número posit ivo. 110.Na equação x2 - px + q = O, os números p e q são inteiros positivos. Mostre que se essa equação tem duas rafzes reais e iguais, então, p é par . 111.(Torneio Harvard-MIT) Encontre a(s) solução(ões) real(is) da equação (x + y)2 = (x + 1 )(y - 1 ). 112.(0CM) Prove que não existem inteiros positivos a e b tal que b2 + b = 4 . a2 + a [ x3 + 3x(x + 1) + 1J + [ x3 - 3x(x - 1) - 1J 113.0 valor de 2 2 [ x3 + 3x(x + 1) + 1] - [ x3 - 3x(x - 1) - 1] ifi + 1 quando x = 3 r.; é: v2 -1 A) 1 C) 12/5 E) n.d.a . B) 3/5 D) 5/3 114.Quantos dígitos (base 1 O) possui S = 22 + 42 + 62 + 82 + ... + 1002? A) 4 B) 5 C) 6 D) 7 E) 8 . Liiilo resto na divisão por 1000 de 1 · 2 + 2 · 3 + 3 · 4 + ... +2010 ·2011 é: A) 140 ()340 E) n .d.a . B) 240 D)440 116.Quantos inteiros posit ivos menores que 1000 são iguais a 6 vezes a soma de seus dígitos? A)O B) 1 C)2 D)4 E) 12 H,ra quantos valores inteiros de x a função f(x) = J 201 O está definida? A) O B) 4 C)8 D) 12 9 - 1 5 - 1 2x - 3 1 E) mais de 12 ITA/IME MATEMÁTICA 1 Volume 1 118.(Prof. MM) Que números a seguir são racionais? 1. (J2Jir li. 11 ... 122 ... 25 n e N ----.-.., ~ ' n n + 1 Ili.~ IV. log 3 5 A) I B) 1 e li C) 1, li e Ili E) n.d.a . D) 1, li , Ili e IV 119. Encontre o menor inteiro positivo n tal que ~ é um quadrado 2 perfeito, ~ é um cubo perfeito e ~ é uma quinta potência 3 5 perfeita. ~eja n um inteiro positivo tal que 2n tem 28 divisores positivos e 3n tem 30 divisores positivos. Quantos divisores positivos tem 6n?121. Para n inteiro positivo, def inimos n! (lê-se "n fatorial" ) como o produto de todos os inteiros posit ivos menores que ou iguais ~ n. Por exemplo, 6 ! = 1 · 2 · 3 · 4 · 5 · 6. Se n! = 2 15 - 36 - 53 • 72 - 11 · 13, então, n é igual a: A) 13 B) 14 C) 15 D) 16 E) 17 122.(Prof. MM) Analise as afirmações: 1. x+ ~e~ - x são inversos, 'r:/x e R; li. x + ~ e x -~ são inversos, 'r:/x e R; Ili. x2 + x + 1 e x2 - x + 1 são inversos, 'r:/x e R; IV. Todo número racional possui inverso . São verdadeiras: A) I B) 1 e li C) 1, li e 111 D) n.d.a. ~(Prof. MM) Seja x um número real ou complexo para o qual 1 1 x + - = 1. O valor de x6 + 6 é: X X 1 2 3 D)4 E) 5 l? r /4 /;;;;),rof. MM) Se x + y + z = 2, x2 + y2 + z2 = 3 e x3 + y3 + z3 = 4, então, o valor de x5 + y5 + z5 é: A) 6 B) 1 3 35 C)6 E) n:d .a . ) 26 D - 3 MATEMÁTICA 1 Volume 1 125.Sejam a, b, e números reais não nulos, tais que a + b + c = O e a3 + b3 + c3 =as+ b> + cs. Encontre o valor de a2 + b2 + c2• 126.Seja P(x) um polinômio mônico com grau 2008, tal que P(O) = 2007, P(1) = 2006, P(2)= 2005, ... , P(2007) =O.Determine o valor de P(2008). Você pode usar fatoriais em sua resposta. (Sugestão: Crie o polinômio Q(x) = P(x) + x - 2007) 6._2zj>etermine todas as soluções inteiras de n~+ n;+ ... + n~ = 1599. (Sugestão: Divisão por 16) 128. O produto dos números que aparecem nas alternativas incorretas dessa questão é um cubo perfeito. Assinale a alternativa correta. A)4 C) 18 E) 192 B) 8 D) 54 129. Se a razão entre as raízes da equação mx2 + nx + n = O é E, então, mostre que t + J¾-J!f = O. q ~Se a e b são as raízes de x2 - 10cx - 11 d = O, e e e d são -- as raízes de x2 - 1 Oax - 11 b = O, então, encontre o valor de a + b + c + d sabendo que a, b, e, d são números distintos. 131. (Prof. MM) O número a é racional se: A) a4 é racional. B) a3 e a 11 são racionais. C) a8 e a6 são racionais. D) aJi é irracional. E) n.d.a. § Sejam m, n, p números inteiros, tais que m + nJi + p-./3 = O. Mostre que m = n = p = O. 133. Mostre que se a é uma raiz da equação 4x2 + 2x - 1 = O, então, 4a3 - 3c:t é a outra raiz. 134. D e termine o conjunto s o I u ç ão d a equação 4Lx) - 36[_ x J + 45 = O, onde LaJ representa a parte inteira de a. 2 135. A soma dos algarismos do número ~ é: A) 9 2 5 100 algarismos B) 905 C) 916 D) 898 E) 998 136. (Prof. MM) Sejam a, b e e números ímpares. Qual dos valores a seguir pode ser raiz da equação ax2 + bx + c = O? A)O B) 1 ()2 0)3 E) n.d.a. '- 137. (Prof. MM) Quantos pares de números inteiros m e n satisfazem m2 - n2 = 2011? A)O B) 1 ()2 0)3 E) mais de 3 138. Defina (n)= n(n-1) ... (n-k + l}, sendo k um número natural. k 1-2· -k Assim, o menor valor ~~ a ta l que 2ª -(½) é um número inteiro é: 4 A) 7 B) 8 ()9 0)10 E) n.d.a. 139. Se a, b e e são números naturais não nulos, tais que c = 5a e b + 3c = 60, os possíveis valores de e são em número de: A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E} 6 140. O menor inteiro positivo x para o qual 1260x = N3, sendo N um número inteiro, é: A) 1050 C) 12602 E) n.d.a. B) 1260 0)7350 141. Seja r um número real positivo, tal que * + .~ = 6. O valor tr máximo de efr - 4 ~ é: tr A) 14 B) -14 3 C) 12 D) 62 E) n.d.a. 142. (Prof. MM) O número de maneiras de escrever 201 O como soma de dois números inteiros positivos primos entre si é: A) 2009 B) 1004 ()502 0)528 E) 264 143. Suponhamos que p e q sejam os catetos de um triângulo retângulo e h, a altura relativa à hipotenusa do mesmo. Nessas d' - d f' - 2 2 2 1 o con ,çoes, po emos a ,rmar que a equaçao -x --h x +- = : p q A) não admite raízes rea is. B) admite uma raiz da forma m..J-1, sendo m real positivo. C) sempre admite raízes reais. D) admite uma raiz da forma -mJ::i, sendo m real positivo. E) n.d.a. 44. A notação L x J sign ifica o maior inteiro não maior que x. Por exemplo, L 3, 5 J = 3 e L 5 J = 5. O número de inteiros x entre O e 500 para os quais x-l xi J = 10 é: A) 17 B) 18 C) 19 D)20 E) 21 145. (Prof. MM) Determine o conjunto solução da equação x = L1- xJ, onde LaJ representa a parte inteira de a. 146. Determine todas as triplas de números reais (x, y, z) que são solução da equação 4x4 - x2 • (4y4 + 4z4 - 1) - 2xyz + y8 + 2y4z4 + y2z2 + z8 = O • • • • • • • • • • • • ., • • • •1 • • • • • • • • • • • • • • • • ITA/IME • • • • 1. • • • • • • • 1. 1• • 1• 1: • • • • • • • • • • l e • • • • • • \ 147. Se f(x) = px2 + qx + r, sendo p, q, r números racionais e f : 'li.-+ 'li., sendo 'li. o conjunto dos números inteiros. Então, p + q é: A) inteiro negativo. 8) um inteiro. C) racional não inteiro. O) r . E) n.d.a. 148. A quantidade de inteiros positivos menores que ou iguais a 1000 que são múlt iplos de 5 e não são múltiplos de 7 é: A) 172 8) 171 • C) 58 O) 57 E) n.d.a. 149. Suponha que f seja uma função tal que, para todo número real x: i) f(x) + f( 1 - x) = 11 ; ii) f(1 + x) = 3 + f(x). Então, f(x) + f(-x) deve ser igual a: A) 8 B) 9 C) 1 O O) 11 E) 12 150. Seja f : 'li.. -+ 'li.. t al que f(mn) = mf(n) + nf(m), f(1 O) = 19, f(12) = 52 e f(l5) = 26. Então, f(8) é igual a: A) 12 8) 24 ()36 0) 48 E) 60 151. (Prof. MM) A função f é definida para todos os pares ordenados (x, y) de inteiros positivos e tem as seguintes propriedades: f(x, x) = x, f(x, y) = f (y, x) e (x + y)f(x, y) = yf(x, x+ y). Qual é o valor de f(22, 55)? A) 11 C)SS E) n.d.a. B) 22 O) 110 152. O número de pares ordenados (m, n) de números inteiros . . - 1 - d - 4 2 1é pos1t1vos que sao so uçoes a equaçao - + - = : m n A) 1 8) 2 ( )3 0)4 E) mais de 4 153. Sejam p e q números inteiros e pos1t1vos, ta is que x2 - px + 2q = O tem duas raízes reais e iguais. Então, podemos afirmar que: A) pé par. C) q é ímpar. E) n.d.a. B) p = q. O) p e q são primos entre si . 154. Seja N o número de Os consecutivos no final (à direita) da representação decimal do produto 1 ! 2! 3! 4! .. . 99! 100!. Encontre o resto quando N é dividido por 1000. A) 1248) 126 ()348 0)485 E) n.d.a . 155. A quantidade de inteiros positivos menores que ou iguais a 1000 que são múltiplos de 3 e não múltiplos de 7 é: A) 191 8) 277 ()286 0)312 E) n.d.a . ITA/IME MATEMÁTICA 1 Volume 1 156. A soma dos algarismos do número 9 + 99 + 999 + ... + 99 ... 9 é: .____.,_....., A)2032 B) 2033 ()2034 0)2035 E) n.d.a. 201 1 157. (Prof. MM) Qual dos números a seguir não é um quadrado perfeito? A) 4044121 B) n(n+1)(n +2)(n+3)+1, n E Z C) !..LJ lld 5, n e 'li. O) !..LJ~. n e 'li. n n + 1 n 2n E) n.d.a. 158. A soma de todos os inteiros positivos n s 100 para os quais n(n - l) é um quadrado perfeito é: 2 A)61 B) 60 C) 12 0)62 E) 53 159. Em relação à equação do segundo grau x2 - 1995x + - 1- = O, 1995 de raízes a e p, podemos afirmar que: A) se a> p, então, 1990 é o maior inteiro não maior que a. B) 1 1 é . . d . . 1 - + - nunca inteiro, para to o inteiro n <! . a n w C) a3 + p3 é um inteiro que deixa resto 2 ao ser dividido por 5. O) a"+ pn é inteiro para todo n natural. E) n.d.a . 3 31 + 2 31 160. O maior inteiro menor que ou igual a --=-----== é: 3 29 + 2 29 A)4 B) 6 ()7 0)8 E) 9 liIJse a + b + c = O, então, a equação quadrática 3ax2 + 2bx + c = O tem: A) pelo menos uma raiz em (O, 1 ). 8) uma raiz em (2, 3) e a outra em (-2, -1 ). C) raízes imaginárias. O) raízes iguais. E) n.d.a. §/ Sejam a e b dois números inteiros não negativos. Então, (2ª + 2b)2 pode expressar-se como soma de duas potências distintas de 2, sempre que: ',, A) a= b B) a= O ou b = O C) la - bl = 1 O) a e b são ambos potências de 2 . E) nunca. MATEMÁTICA 1 Volume 1 163. Mostre que não existem números naturais distintos a, b, e, d tais que a3 + b3 = c3 + d3 e a + b = C + d. 164. Se f(x)= l-x+x: ~3. 'd x e IR, então, o valor máximo de 1+x+x 1+2x+ 4x 2 ---é: 1-2x+4x2 A)9 ()3 E) n.d:a. B) 6 D) i 2 & :'seja n omenor inteiro positivo tal que n é divislvel por 20, - n2 é um cubo perfeito e n3 é um quadrado perfeito. Qual é a quantidade de dígitos de n? A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 7 166. Para a, b, e distintos, o valor da expressão 1 + 1 + 1 é· (a-b)(a-c) (b-a)(b-c) (c-a)(c-b) · A) a+ b + c C) abc 1 E) a+ b + c 167. (Prof. MM) B) sempre O D) 3(a + b + C) A) Os Polinômios de Tchebyshev de 1 ª espécie são definidos por Tn(x)=cos[n(arccosx)], n ;?; 1. Mostreque T 1 (x)=x, Tn)x) = 2x · Tn(x)- T,,)x), para n;?; 1. B) Os Polinômios de Tchebyshev de 2ª espécie são definidos sen[(n + l)(arccosx )] por Un(x)=-~----~, n ;?; 1. Mostre que sen( arccosx) U1(x) = 2x, Un.,(x) = 2x · Un(x) - Un-/x), para n ;?; 1. Sugestão: A) Use Tn ( cos 0) = cos (n0) sen[(n+ 1)e] B) Use Un(cos0)=~~-~ sene GJ.se uma raiz da equação quadrática ax2 + bx + c = O é igual ao quadrado da outra, então: A) a3 + bc(b + c) = 3abc B) b3 + ac(a + c) = 3abc C) c3 + ab(a + b) = 3abc D) b3 + ac(a + c) = abc 169. A sequência de Fibonacci começa com 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ... (cada número a partir do terceiro é a soma dos dois números anteriores). A notação fn signif ica o n-ésimo termo dessa sequência. Por exemplo, f4 = 3 e f7 = 13. Quantos dos termos f 38 , f 51 , f 150 , f 200 , f 300 são ímpares e quantos dos termos f 48 , f75, f,96, f379, f,000 são divisíveis por 3, respectivamente? A) 2 e 3 B) 2 e 4 C) 3 e 3 D) 3 e 4 170. O menor inteiro positivo x para o qual 1260x = N3, onde N é um inteiro, é: A) 1050 C) 12602 E) 44100 B) 1260 0)7350 171. O número de soluçôes inteiras positivas para 2(x + y) = xy + 7 é: A) 1 B) 2 ()3 0)4 E) n.d.a. 172. Dizemos que N é um número automórfico se o valor de N2 termina com a mesma sequência de dígitos que N. Por exemplo, 6 é automórfico pois 62 term ina em 6. Quantos números automórficos de 2 dígitos (base 10) existem? A) O B) 1 ()2 ~3 E) mais de 3 173. Se lx2 - 41 < N para todo x real ta l que Jx - 2J < 1, então: ·A) o menor va lor possível de N é 3. B) o maior valor possível de N é 3. C) o menor valor possível de N é 5. D) o maior valor possível de N é 5. E) N pode assumir qualquer valor. 174. (Prof. MM) O menor inteiro positivo n para o qual a diferença Jn+i - ~ fica menor que 0,02 é: A) 51 B) 2500 ()2501 0)2502 E) n.d.a. 175. Sejam a e b números reais não nulos tais que b > 2a. A respeito da inequação ax2 - bx + b - a> O podemos garantir que: ( b-a ) A) sua solução é (-oo; 1) u 7 ;-too . ( b-a) B) sua solução é -oo; - a- u(1;-too). ( b-a ) C) existe a ta l que a solução é - a- ;1 . D) existe a tal que a solução é ( 1; b ;ª} E) n.d.a . 176. Se x e R e 4y2 + 4xy + x + 6 = O, então, o conjunto completo dos valores de x para os quais y e R é: A) (-oo; -2] u [3 ; +ao) B) (-oo; 2] u [3 ; +ao) C) (-oo; - 3] u [2 ; +oo) D) [-3; 2] E) [-2; 3) 177. Se p e q são primos e x2 - px + q = O tem raízes inteiras positivas e distintas, então, quais das seguintes sentenças são verdadeiras? 1. A diferença entre as raízes é ímpar; li. Pelo menos uma raiz é um número primo; Ili. p2 - q é primo; IV. p + q é primo. A) 1, apenas. C) li e Ili, apenas. E) todas. B) li, apenas. D) 1, li e IV, apenas. ITA/IME • • • • • • •• • • • • • • • • • .1 • • -• • • • • • • •• • • • • • • • ... • • •• • • • 178. O menor valor de k, tal que k! termina em 100 zeros é: A) 399 B) 401 C)403 D)405 E) n.d.a. 179. Determine todos os valores de x para os quais (1999x - 99)3 = = (1234x - 56)3 + (765x - 43)3 . ,&!Determine os valores reais do parâmetro a para os quais existe • pelo menos um número real x sat isfazendo ~1 - 4x2 ~ a + x2. • &Encontre todas as soluções reais de ~13 + x + ~4 - x = 3 . • ~ k+l • ~ { Se as raízes da equação ax2 + bx + c = O são da forma - k- • • 1: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • e k + 2 então (a + b + c)2 é igual a: k + 1 ' ' A) b2 - 4ac B) b2 - 2ac C) 2b2 - ac E) n.d.a. D) a2 + b2 + c2 183. A soma de todos os inteiros positivos n, tais que 1 + 22 + 33 + 4" é um quadrado perfeito é: A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) maior que 4 184. Quantos inteiros de 1 O a 99 (incluindo 1 O e 99) tem a propriedade que a soma de seus dígitos é igual ao quadrado de um inteiro? A) 13 C) 15 E) 17 B) 14 D) 16 185. (Prof. MM) Seja n um inteiro não negativo. Definimos os Polinômios de Tchebyshev por T 0 (x) = cos [ n ( arccosx)] , - 1 ~ x ~ 1. Podemos afirmar que: A) T 5 (x) = 16x5 - 20x3 + 5x. 1 B) todas as raízes de T/x) têm módulo menor que 2 . C) o conjunto-solução de T2(x) ~ O é [ ~ ; 00 )- D) o coeficiente líder de T 2012 (x) é 22012 • E) n.d.a. 186. (Prof. MM) Seja n um inteiro não negativo. Definimos os Polinômios de Tchebyshev por T 0 (x) = cos [n(arccosx)], - 1 ~ x ~ 1. Analise as afirmações: 1. T6(x) = 32x 6 - 49x4 + 19x2 - 1; li. Todas as raízes de T)x) são números irracionais; Ili. O conjunto-solução de T3(x) ~ O é [ 1; ;00 J IV. O coeficiente líder de T 2012 (x) é 22011 • ITA/IME Quantas são verdadeiras? A)0 B) 1 ()2 D) 3 E) 4 MATEMÁTICA 1 Volume 1 187. (Prof. MM) Os Polinômios de Tchebyshev de 1 ª espécie são definidos por T 0 (x) = cos [n(arc cos x)] e os Polinômios de Tchebyshev de 2ª espécie são definidos por sen[(n + 1) (arccos x)] U (x) = ---=-'---:-'-_;_---:-__,,., n ~ 1. Prove que T 0 • 1 (x) = n sen (arccos x) x · T 0 (x) - (1 - x2) · U 0 _ 1(x) e U0(x) = X · U0 _ 1 (x) + T0 (x), para n ~ 1. /liiJ(Prof. MM) Um número complexo Ç é uma raiz primitiva n-ésima da unidade se, e somente se, Ç" = 1 mas Çk 7' 1 para cada inteiro k com 1 ~ k ~ n - 1. Isto é, n é o menor expoente para o qual a potência de e, é 1. O n-ésimo polinômio ciclotômico Q 0 (t) é o produto de todos os pol inômios lineares (t - e,), sendo Ç raiz n-ésima primitiva da unidade . Analise as seguintes afirmações. 1. O grau de Q 0 é cp(n); li. Toda raiz de Q 0 é uma raiz n-ésima da unidade; Ili. Q4(t) = t2 + 1; IV. t6 - 1 = Q6't)Q/t)Q2(t)Q/t). Assim: A) somente I e li s.ão verdadeiras. B) somente 1, li e Ili são verdadeiras. C) somente 1, li e IV é falsa. D) todas são verdadeiras . E) n.d.a. 189. (Prof. MM) O grau do 2012° polinômio ciclotômico é: A) um número ímpar. B) 2012. C) 1506. D) 1004. E) n.d.a . 190. Para quantos valores inteiros do parâmetro p as raízes de x2 - 2px + p2 - 2 = O pertencem ao intervalo (O; 2)? A)0 B) 1 ()2 D)3 E) mais de 3 @,TA) Seja y = [ ax2 - 2bx - (a+ 2b)] i. Em qual dos casos abaixo y é real e diferente de zero? a+b A) a > O, b > O, - 1 < x < -- a a +2b B) a > O, b < O, x = -- a C) a > O, b = O, - 1 < x < 1 D) a < O, b = 3a, x < - 1 a+b E) a < O, b = 2a, - 1 < x < -- a MATEMÁTICA 1 Volume 1 192. Em qual dos casos abaixo, vale a desigualdade x2 - ax - 2a2 ------< O: x2 - (a + 2)x + 2a A) a< O, x < 2a C) a > 2, 2 < x < a E) a> 2, x > 2a B) a= O, x >-a D) a > 2, -a < x < 2 193. O conjunto solução da desigualdade I x + 1 1- 1 x 1 :s; x + 2 é: A) (-3, O) u (1, 73) B) {x e R / x :s; O} u (3, 15) C) (-3, O) u {x e R/ X<!: O} D){x e R / - 5 < x < - 1} u {x e R / 1 < x < 17) E) (-4, 2) u [-2, 1) 194. A respeito da equação 3x2 - 4x + J3x2 - 4x - 6 = 18, podemos dizer que: A) 2 ± J7õ são raízes. 3 B) a única raiz é x = 3. C) a única raiz é x = 2 + .Jfõ. D) tem 2 ralzes reais e 2 imaginárias. E) n.d.a. 195. A respeito das raízes reais da equação Jx 2 + 3 _ ~ x = ~, . X X2 + 3 2 podemos afirmar que: A) são 3 e -3. B) são 3 e 3. C) são 3 e Ji D) elas não existem. E) n.d.a. ,/ii1 (Prof. MM) A soma de todos os inteiros positivos n :s; 150 . n(n - 2) d d f . para os quais --'----'- é um qua ra o per eito: 3 A) é um múltiplo de 6. B) é um número primo. C) é menor que 17. D) não é possível de calcular, pois não existem tais inteiros positivos. E) n.d.a. 197. Dois conjuntos finitos têm m e n elementos. O número total de subconjuntos do primeiro conjunto é 56 a mais que o número total desubconjuntos do segundo conjunto. Os valores de m e n são: A) 3 e 6 C) 5 e 1 E) n.d.a. B) 6 e 3 D) 8 e 7 198. Sejam x e y inteiros positivos de dois dígitos com média 60. Qual é o valor máximo da razão ~? y A) 3 B) 33 7 C) 39 7 E) 99 10 0)9 199. Encontre todas as soluções da equação (x - 1 )3 + (x - 2)3 + + (x - 3)3 + (x - 4)3 + (x - 5)3 = O. Revisão de Álgebra li Exercícios Propostos 01. Seja f : R ~ R uma função definida por f(x) = (x - a) (x - b) + + (x - b) (x - c) + (x - c) (x - a), sendo O < a < b < e. Mostre que o valor mínimo de f não pode ser um número positivo. 02. (Prof. MM) O número de maneiras de escrever 2010 como soma de dois números inteiros positivos primos entre si é: A)2009 B) 1004 ()502 D) 528 E) 264 03. ~screva 43 como soma de quatro números ímpares /~ ~onsecutivos. / ~ Demonstre que, para todo número inteiro positivo n, nk é ~ a soma de n números ímpares consecutivos, sendo k um inteiro maior que ou igual a 2. 04. O intervalo de valores de m para os quais a equação (m - 5)x2 + + 2(m - 1 O)x + m + 1 O = O tenha raízes reais com o mesmo sinal é dado por (considere que O não tem sinal): A) m > 1 O B) -5 < m < 5 C) m < - 1 O ou 5 < m :s; 6 D) m < 1 O E) n.d.a. 05. (Mack) Se 1 está entre as raízes da equação 3x2 - 3x · sen a - - 2cos2 a= O e a e [O, 21tl. ent'ão, a está no interva lo: 06. 07. 1 A) (o .z:J B) (..2:. .z:J '2 12'2 C) (i, 561tJ D) (2: 2:Ju(.z: 5~J 6' 2 2 ' 6 E) n.d.a . Se as raízes da equação x2 - 12kx + k2 + k - 5 = O são reais e menores que 5, então, k está no intervalo: A) (-oo, 4) B) (4, 5) C) (5, 6) D) (6, +oo) E) n.d.a. (Prof. MM) Sobre o número x = J17 - 12J2 - 2J2 é correto afirmar que: A) x é racional. C) x + 4J2 é racional. E) n.d.a. B) x2 é um número ímpar. D) x é posit ivo. Sejam a, b, e e z:. Prove que a2 + b2 + c2 é divisível por 4 se, e somente se, a, b, e são pares. 9 S . , . . 1 y 2 O . eiam x, y, z numeras reais tais que - = --- = - . xy z -x + l z+1 Prove que um desses números é a média aritmética dos outros dois. \ • • • ~-• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • f Mostre que ~20 + 14./i + ~20 - 14./i = 4 . 22 - 1 32- 1 42 - 1 20122 - 1 Simplificando S--- ·--·--· ·---,,-- obtemos: - 22 32 42 ... 20122 ' C) 2011 4024 B) ! 2 D) 1 4024 y- Se uma raiz da equação quadrática ax2 + bx + e = O é igual ao quadrado da out ra, então: a3 + bc(b + e) = 3abc b3 + ac(a + e) = 3abc c3 + ab(a + b) = 3abc • e @ D) b3 + ac(a + e) = abc Se o gráfico de f(x) = li x - 2 1 - a 1 - 3 tem exatamente três interseções com o eixo x, então, a é igual a: • • • • • • A)3 B) 4 C)O D)-3 ,./ A sequência de Fibonacci começa com 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 7 · 21, ... (cada número a partir do terceiro é a soma dos dois números anteriores). A notação fn significa o n-ésimo termo dessa sequência. Por exemplo, f4 = 3 e f7 = 13. Quantos dos termos f38, '~ f200~ ~ s_ão ír:npares e quant~s dos ter~os ~,~196, )6· f 1000 saóã1v1síve1s por 3, respectivamente . • • @ • B) 2 e 4 C) 3 e 3 D) 3,1,e.Jl Determine para quais va lores reais de x é verdadeira a desigualdade I x2 - 10x + 211 s l 3x - 151. • • • • • • • • • • • • • 16. Determine a soma dos naturais positivos que, divididos por 37, dão resto igual ao cubo do quociente . Uma companhia telefônica oferece aos seus clientes 2 planos diferentes de tarifas. No plano básico, a assinatura inclui 200 minutos mensais de ligações telefônicas. Acima desse tempo, cobra-se uma tarifa de R$ 0, 1 O por minuto. No plano alternativo, a assinatura inclui 400 minutos mensais, mas o tempo de cada chamada desse plano é acrescido de 4 minutos, a título de taxa de conexão. Minutos adicionais no plano alternativo custam R$ 0,04. Os custos de assinatura dos dois planos são iguais e não existe taxa de conexão no plano básico. Supondo que todas as ligações durem 3 minutos, qual o número máximo de - chamadas para que o plano básico tenha um custo menor ou igual ao do plano alternativo? 18. Os valores de a para os quais a equação 2x2 - 2(2a + 1)x + a(a - 1) = O tem raízes a e ~. tais que a < a < ~ satisfazem: A) a ~ O B) a < O C) - 3 < a< O D)-2 < a< O E) n.d.a. ITA/IME MATEMÁTICA 1 Volume 1 1.81 Para quantos inteiros m o número f .. inteiro? 2012 --- é um número m2 - 26 A)l ~2 ()3 ~4 E) mais que 4 /(I) (ITA) Sejam a1, a2, ... , ª" números reais. A expressão (a1 + a2 + ... + aJ é igual a: n n A) I:a:.2+ 4Lªi i=l i=l 8) t,,' + t,[ t.~j] C) L, __ º, a:. 2 + ( ~) I:, __ 0 1 ª i D) :tí :tàiªil ' ~-J"' i=1i~ E) n.d.a. ~"'-~ , - .;f:- r ':, 0 ';0 ~e+'€~ 'v /. Se a + 2b + Se= O, com a, b, e reais, a '* O, então, mostre que a equação 3ax2 + 4bx + Se = O sempre possui raízes reais distintas. , 22. Prove que a equação an + 201 O· b" = c0 • 1 tem infinitas soluções naturais a, b, e para todo inteiro positivo n. i/. Um palíndromo, como 83438, é um número qu~ permanece / ,- · o mesmo quando seus dígitos são invertidos. Os números x e x + 32 são palíndromos de 3 e 4 dígitos, respectivamente. Qual é a soma dos dígitos de x? ~ A) 20 f v - r;,o' 'f\P -\-es 8) 21 v C) 22 'f.-~ ~6C\ ~! Y, Mostre que 20142 20152 30142 ----+ + .. . + = 2013 -2015 2014 -2016 3013 -3015 25. Mostre que: A) se a e b são números reais com a < b, então, valem as . a+b b-a desigualdades a < - - < b e a < a + r:; < b. 2 v2 B) Entre dois números racionais quaisquer distintos existem pelo menos um número racional e um número irraciona~ 26. A sequência de Fibonacci é definida por F1 = F2 = 1 e, para n ~ 3, Fn = F n-, + F n-i· Mostre que se a, b, e, d são 4 termos consecutivos dessa sequência, então, 2bc, ad e b2 + c2 são as medidas dos lados de um triângulo retângulo . /. Se a, b, e são naturais pares e consecutivos, então, o número3• + 3b + 3' é sempr divisível por: A) 2 · ~ D) 11 E) n.d.a . <.. MATEMÁTICA 1 Volume 1 ft Se n é real e positivo, então, o valor de ~ : A) está entre n e 2n. n2 + 1- n B) está entre ~ e n. 2 C) está entre O e n. D) diminui à medida que n cresce. @é maior que 2n. 'JÍ. Seja L x J o maior inteiro menor que ou igual a x. O valor de n, tal que Í:l .Jk J =217, é: k-1 ~48 (950 E) n.d.a. B) 49 D) 51 31' Assuma que, para uma certa escola, seja verdade que: r· 1. alguns estudantes não são honestos; li. Todos membros de fraternidade são honestos. Uma conclusão necessária é: A) alguns estudantes são membros de fraternidade. lguns membros de fraternidade não são estudantes. lguns estudantes não são membros de fraternidade. nenhum estudante é um membro de fraternidade. E) n.d.a. 31 . Os inteiros maiores que 1 são arranjados em 5 colunas como segue: 2 3 4 5 9 8 7 6 10 11 12 13 17 16 15 14 (Quatro inteiros consecutivos aparecem em cada linha; na primeira, na terceira e nas outras colunas numeradas com números ímpares, os inteiros aparecem nas 4 últimas colunas e crescem da esquerda para a direita; na segunda, na quarta e nas outras colunas numeradas com números pares, os inteiros aparecem nas 4 primeiras colunas e crescem da direita para a esquerda.) Em qual coluna aparecerá o número 1000? A) primeira. B) segunda. C) terceira. D) quarta. E) quinta. ~ Encontre todas as soluções reais da equação 1 + x + x2 + x3 = / x4 +xs 33. 34. Af Encontre todas as soluções de x4 - x3 - x + 1 = O. ~ · · {X1 + X2 + ... + Xn = n B) Resolvaos1stemanosrea1s 4 4 4 _ 3 3 3 X1 +X2 + ... +Xn -X1 +X2 + ... +Xn 2012 Sejam S = L i! . Os dígitos das dezenas e das unidades de 1-1 S (na notação decimal) são a e b, respectivamente. O valor de 10a+bé: A)O () 13 E) 33 B) 3 D) 23 ,Ir Dado que 20 ! = 20 x 19 x 18 x ... x 2 x 1 e 2" é um fator de r· 20!, então, o maior valor possível de n é: ~ 10 B) 12 18 0)20 24 36. Resolve-se 100 vezes a equação 1 ! + 2 ! + 31 + ... + n ! = y2 no conjunto dos números inteiros, atribuindo valores de 1 a 100a n. As soluções inteiras em y encontram-se no intervalo: A) [8; O) B) [4; 1] C) [-2; 6) D) [-3; 5) E) [- 5;-1] 37. Escrevendo o número 2013 na base fatorial, isto é, na forma 2013 = a1 + a2 ·2! + a3 · 3!+ ... + ª" · n!, sendo a1, a2, ... , an inteiros tais que O s ak !,; k, o valor de a5 é: A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 38. Quantos são os inteiros positivos com 3 dígitos não necessariamente distintos abc, com a e e não nulos, tais que abc e cba sejam divisíveis por 47 A) 10 B) 20 C) 40 D) 80 E) n.d.a. 39. Mostre que não existe inteiro N (base 1 O), tal que a retirada do primeiro dígito produz um novo inteiro igual a ~ . 27 40. Seja f(x) = (1 - k)x2 + kx + 1, sendo k -t 1 um número real. Para qual dos valores de k a seguir as raízes da equação f(x) = O são reais e o número x = 3 pertence ao intervalo fechado compreendido entre as raízes? A) 1/3 B) 2/5 C)Sn D)-1 E) n.d.a. 41 . Todos os valores de m para os quais ambas as raízes da equação x2 - 2mx + m2 - 1 = O são maiores que -2 e menores que 4, estão no intervalo: A) m > 3 C) 1 < m < 4 E) n.d.a. B) -1 < m < 3 D) - 2 < m < 2 ,fÍ. Qual é o menor valor inteiro positivo de k, tal que 2x(kx - 4) - x2 + 6 = O não tem raízes reais~ A) 1 \fil,1 2 C) 3 D) 4 E) 5 4Y." A soma dos quadrados das raízes da equação x2 + 2xh = 3 é 1 O. / O valor absoluto de h é igual a: A)-1 B) _! 2 C) ~ D) 2 2 ~.d.a. r Se a e b não nulos são as raízes da equação x2 + ax + b = O, então, o valor mínimo de x2 + ax + b (x e R) é: G-~ B) ~ 4 4 1 C) -- 4 E) n.d.a. D) .!_ 4 ITA/IME • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • ,. • • 1. • • • • • • • • • • • Mi A equação ax2 + bx + c = O, sendo a, b, e números reais tais r · e 4a + 2b + c = O e ab > O, tem: afzes reais . aízes complexas. C) exatamente uma raiz . D) uma raiz real e uma raiz complexa. E) n.d.a . 46. Seja Pum polinômio com grau 2012 tal que P(x)=-x- para x = O, 1, 2, ... , 2012. O valor de P(2013) é: x +1 A) 2013 8) O 2014 C) 1006 1007 E) n.d.a. D) 1 47. (Prof. MM) Seja Pum polinômio mônico com grau 2013 tal que P(0) = 2012, P(1) = 2011 , P(2) = 2010, ... , P(2012) = O . O valor de P(2013) é: A)-1 8) O - 1 C) -- D) 2013! -1 20131 E) n.d.a. @(Prof. MM) Encontre todos os números inteiros a e b satisfazendo 2(a3 + 1 )(b3 + 1) = (a + 1 )(b + 1 ) . MATEMÁTICA 1 Volume 1 55. (Prof. MM) Os Polinômios de Tchebyshev de 2ª espécie são . . sen[(n+ 1)(arccosx)] defm1dosporun(x) = ( ) . n ~ 1. Asomados sen arccosx coeficientes de U3 é: A) a mesma de U 1 pois essa soma é constante. 8) 1. C) 3. D) 4 . E) n.d.a. 56. (Prof. MM) Os Polinômios de Tchebyshev de 2• espécie são . . sen[(n+ l)(arccosx)] . definidos por Un ( x) = sen( arccosx) , n ~ 1. Analise as seguintes afi rmações: 1. U 1 (x) = 2x; li. o grau de un é n; Ili. O coeficiente líder de Un é 2"; IV. A soma dos coeficientes de Un é constante, v'n . Quantas são verdadeiras? A) O 8) 1 C)2 D)3 E) 4 @(Prof. MM) Prove que 11 1 1 1 1 1 1--+---+ ... +-----=--+--+ 2 3 4 2013 2014 1008 1009 1 1 + ... +--+--· 2013 2014 49. (Prof. MM) Seja n um número inteiro. Se 5n + 1 é um quadrado (,1 1 1 1 1 perfeito, mostre que n + 1 é a soma de cinco quadrados perfeitos. valor da soma ~+3-5+ ... + (2n-1)· (2n + 1) + ... + 255 . 257 G. -· 50. Seja f(x) = ax2 + bx + c, sendo a, b e e inteiros. Suponha que f(1) = O, 50 < f(7) < 60, 70 < f(8) < 80 e 5000k < f(100) < 5000(k + 1) para algum inteiro k. Qual é o valor de k? % (Prof. MM) O número 2013 pode ser escrito na forma a2 - b2, sendo a e b inteiros maiores que 1. O valor de a2 + b2 pode ser: A) 160825 )U._160801 C) 80418 <-EY16805 A) 127 255 1 ()2 E) 129 ... 127 B) 250 ~128 \::..!J 257 E) n.d .a. 257 b O ~ ,;,.Q{tô ~ c:;;:::_ Se. ~L.- / 'IJ 1 1 1 1 y.'(ITA) A_ rls?eito da. equação Jx + a ".' .Jx + ./b, :m que a e b 52. Seja num inteiro positivo tal que -+-+-+ - é um inteiro. são rea1s~ao negativos, e de seu coniunto soluçao S, podemos / - 2 3 7 n afirmar que: Qual das alternativas não é verdadeira? A) se a= b = o então s = 0 . A) 2 divide n B) 3 divide n ' ' divide n D)42dividen ~) ~b t - S= \(a - b) 2 ) > 42 \ l. 1 '-.Ye a , en ao, __ . ~1,~ 1 1'(y\l~V~ 4b ~uAnYi'aa~ e ~ feiros positivos n tais que 1 + 23 + 32+ 42" C) se a< b ou b = O, então, S = 0 . ~ 1 m quadrado perfeito é: D) se a = b, então, S é um conjunto unitário . 'g{, E) n.d.a . ( ) 2 D)3 E) maior que 3 54. (Prof. MM) Seja n um inteiro não negativo. Definimos os Polinômios de Tchebyshev por Tn(x) = cos[ n(arccosx)] , -1 s x s 1. Quantas raízes reais possui o polinômio T 5? A) 1 B) 2 ( ) 3 0)4 E) 5 ITA/IME 60. Quantos inteiros positivos não excedem 2001 e são múltiplos de 3 ou 4, mas nao de 5? A)768 ()934 E) 1167 8) 801 D) 1067 ~(Prof. MM) A sequência de Fibonacci é definida por F1 = ~2_=_ 1 e, para n ~ 3, F" = Fn _ 1 + Fn _2• Qual é o resto de F2013 na d1v1sao por 57 · A)0 ~ ~ .pf ~ 8) 1 Q2 .l'ê"" ~-~ D) 3 E) 4 ..... _µ -r' 1\1 "'-r ~ MATEMÁTICA 1 Volume 1 / Na sequência de 8 termos A, B, C, D, E, F, G, H, o valor de C é 5 e a soma de quaisquer três termos consecutivos é 30. Qual é o valor de A+ H? 7 B) 18 5 D) 26 43 p:"suponha que lx + yl + lx - yl = 2, x e y reais. Qual é o máximo valor possível de x2 - 6x + y2? A)5 ~~ C)7 ~ E) 9 )'- Encontre o menor primo que é o 5° termo de uma P.A. crescente e tal que os 4 termos precedentes também são primos. 65. Encontre o resto de 201312 na divisão por 125. ® ~~e f(x) = x2 + 6x + c, sendo e um número inteiro, prove que f(0) + f(-1) é ímpar. @eja g(x) = x3 + px2 + qx + r, sendo p, q e r números inteiros. Prove que se g(0) e g(-1) são ambos ímpares, então, a equação g(x) = O não pode ter t rês raízes inteiras. @ Defina a • b = ab + a + b, 'va, b e Z. Calcule 1 • (2 • (3 • ':I (4 • ... (99 • 100) ... ))). ~· rf r8· M Mostre que 121 b (base b) é um quadrado perfeito qualquer ;· que seja a base b > 2. ~ Determine o menor valor de b para o qual 232b é um / quadrado perfeito. 69. Quantos pontos (x, y) com coordenadas inteiras positivas estão sobre a curva definida por x2 + y2 + 2xy- 2005x - 2005y- 2006 = O? JÍ. O produto das raízes da equação x2 + 4 ,./x2 - 2x - 6 = 2x + 3: A) é O. B) é 1. C) é um número negativo. l'mlnão está definido pois a equação não possui raízes. ~n.d.a. 71. A quantidade de soluções reais positivas da equação x +l 2 ; j = li J+l ~x J sendo L kJ o maior inteiro menor que ou igual ao número real k, é: A) O B) 3 C) 13 D) 23 E) maior que 23 72. (Prof. MM) Determine todos os números naturais n, tais que l2~::~2 J = 8 73. (Prof. MM) Qual dos seguintes números está mais próximo de -J82- ,./ãfJ? A) O, 11 B) O, 13 C) O, 15 D) O, 17 E) 0,19 \.. "°' ? , comt M. ~(Pro . ''MM) Qual dos seguintes valores é raiz da equação / ' ' x2 -12·13-14·15=1? A) 179 B) 180 C)-181 D) 182 E) n.d.a. 75. (Prof. MM) Determine todos os valores reais do parâmetro a para os quais a equação x2 = la-xi admita exatamente três soluções distintas. 16!'(Prof. MM) Se as igualdades a3 + b3 + c3 = 3, a2 + b2 + c2 = 2, , - a + b + c = 1 são satisfeitas, então, o valor de abc é: 1 A) O B) -2 C) - ~ 3 @,.d.a. 1 D) -- 6 77. O menor número maior que 2 que deixa resto 2 quando dividido por 3, 4, 5 ou 6 está entre que números? A) 40 e 50 B) 51 e 55 C) 56 e 60 D) 61 e 65 E) 66 e 99 78. (Prof. MM) Um número complexo Ç é uma raiz primitiva n-ésima da unidade se, e somente se, çn = 1 mas Çk e/, 1 para cada inteiro k com 1 ~ k ~ n - 1 . Isto é, n é o menor expoente para o qual a potência de ç é 1. O n-ésimo polinômio ciclotômico Qn(t) é o produto de todos os polinômios lineares (t- Ç), sendo Ç raiz n-ésima primitiva da unidade. Mostre que, se p é um número primo, então, QP(t) = tP--1 + tP--2 + .. . +t+1 . 79. (Prof. MM) Um número complexo Ç é uma raiz primitiva n-ésimada unidade se, e somente se, Ǻ = 1 mas çk e/, 1 para cada inteiro k com 1 ~ k :$; n - 1. Isto é, n é o menor expoente para o qual a potência de ç é 1. Das raízes sextas da unidade, a soma dos argumentos das que são raízes primitivas é: A) 60° B) 180° C) 240° D) 300° E) 360° ~ Um triângulo, semelhante ao mostrado a seguir, é construído com os números de 1 a 8 na prmeira linha. Cada número no triângulo, a partir da 2ª linha, é a soma dos dois números acima dele. O número que ocupa o vértice mais inferior do triângulo é: 2 3 4 5 3 5 7 9 8 12 20 28 48 A) ímpar. ,m__ par, mas não é múltiplo de 4. l.Q)iuadrado perfeito. D) múltiplo de 1 O. E) n.d.a. 16 wY. (Prof. MM) Um número natural n é dito perfeito quando a soma 7· de seus divisores positivos é 2n. Assim: A) 28 é o menor número perfeito. (_fil) não existe número perfeito ímpar e quadrado perfeito . C) 36 é um número perfeito. D) toda potência de primo é um número perfeito. E) n.d.a. 82. Mostre que se 10a + b é um múltiplo de 7, então, a - 2b também deve ser um múltiplo de 7. lTA/IME • • • • • • • • • • -• • • • • e • -• • • • • • • • • • • • • • • • •• - • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ' 83. Encontre o número de pares ordenados de inteiros positivos (m, n), tais que 2Om + 12n = 2012. 84. Seja S o conjunto dos inteiros positivos n para os quais .! tem n a representação decimal periódica O, ab = O, ababab ... , com dígitos a e b distintos. Qual é a soma dos elementos de S? A) 11 B) 44 C) 11 O D)143 E) 155 85. Encontre o número de inteiros positivos de 5 dígitos n satisfazendo as seguintes condições: A) n é divisível por 5; B) o primeiro e o último dígitos de n é divisível por 5. 86. Mostre que a seguinte pesquisa a respeito do nível de ensino em uma certa escola está falha: " Há 45 crianças, 30 das quais são garotos. 30 crianças tem boas notas e, dentre essas, 16 são garotos. 28 crianças praticam algum esporte, sendo que 18 delas são garotos e 17 delas têm boas notas. 25 garotos tem boas notas e também praticam algum esporte." 87. Todos os valores de m para os quais ambas as raízes da equação x2 - 2mx + m2 - 1 = O são maiores que -2 e menores que 4, estão no intervalo: A) m > 3 B) - 1 < m < 3 C) 1 < m < 4 D)-2 < m < 4 E) NDA 88. Encontre todos os pares de números primos (p, q) com p > q, para os quais os números p + q e p - q também são primos. R · (5, 2) . O número de maneiras de escrever 2016 como soma de dois números inteiros positivos primos entre si é: A)576 B) 992 C) 1008 D)2O15 ,, E) NDA \. 89. O intervalo de valores de m para os quais a equaçao (m - 7)x2 + 2(m -14)x + m + 14 = O tenha raízes reais e positivas é dado por: A) m > 7 B) m s 42/5 C) 7 < m s 42/5 D)7<m<14 E) NDA 90. Denote por L x J o maior inteiro menor que ou igual a x. Seja 2016 B a soma dos dígitos de A= L l Jk J. A soma dos dígitos de k•1 B é um número: A) par . B) primo. C) quadrado perfeito . D) maior que 1 O. E) NDA ITA/IME MATEMÁTICA 1 Volume 1 91. Se a e b sao as raízes de x2 - 2Ocx - 16d = O, e e e d são as raízes de x2 - 2Oax - 16b = O, então, encontre o valor de a+ b + c + d, sabendo que a, b, e, d são números distintos . 92. Determine todos os valores de x para os quais (2O16x - 16)3 = (1934x - 7)3 + (82x - 9)3• 93. Para quantos inteiros n existem 4 números reais distintos satisfazendo a equação lx2 - 4x - 71 = n? A) 12 B) 10 ()8 D) 7 E) 5 94. Determine todos os valores de x para os quais (2017x - 16)3 = (1934x - 7)3 + (83x - 9)3 . 95. Se a e b são as raízes de x2 - 2Ocx - 16d = O, e e e d são as raízes de x2 - 2Oax - 16b = O, entao, encontre o valor de a + b + c + d, sabendo que a, b, e, d são números distintos . )Hf.' A soma dos módulos do valores inteiros de n tais que 3n + 17 também é um inteiro é: n + 2 A) O B) 9 3 6 NDA . . . 4201a + 3201a 97. O maior inteiro que nêlo supera 42016 + 32016 é: A) 14 ()16 E) NDA B) 15 D) 17 98. Quantas soluções inteiras e positivas (a, b) possui a equação ab - 24 = 2a, em que a + b é ímpar? A) 8 B) 7 C) 6 D) 5 E) NDA 99. Denote por [x] o maior inteiro menor que ou igual a x . 2016 Seja B a soma dos dígitos de A= L l Jk J . A soma dos dígitos de B é um número: k- 1 A) par . B) primo. C) quadrado perfeito . D) maior que 1 O. E) NDA 100. Prove que a fração 2 0n + 17 é irredutível para todo natural n . 1 Sn + 13 101. Dada a equação L x J{ x} + 2x = 3{x} + 14 , sendo L xJ a parte inteira de x e {x} a parte fracionária de x (Os {x} < 1): A) mostre que (L xJ- 1){{x} + 2) = 12 B) encontre todas as soluções dessa equação. 102. Defina a sequência de Fibonacci como F1 = F2 = 1 e Fn.2 = Fn•• + Fn, para n.:: 1. Mostre que F12 + Ff + ... + F~ = FnFn+1 . MATEMÁTICA 1 Volume 1 103. A soma dos dígitos na base 1 O de (102º17" + 1)2, n inteiro positivo, é: A)4 C)2017n+1 E) NDA B) 4n D) um número primo 104. Defina [a] como o maior inteiro não maior que a. Por exemplo, l¾J = O. Dada a função f(x) = liJl 1: J em que x é um inteiro tal que 1 !> x !> 2017, quantos valores f(x) pode assumir? A) 5 B) 6 C) 7 D) 8 E) mais que 8 105 Calcule .J1 111-22 e .J1 1 1 1 11- 222 . Em seguida, conjecture e prove o resultado para /~ - Ll· 'V 2n n 106 S . ' . , . . Q I d [2n+I + 1] eJa n um numero inteiro posItIvo. va or e 20_1 + 1 : A) é sempre 4. B) é constante para todos os n maiores que algum n0 natural. C) aumenta com o valor de n. D) pode ser um valor irracional. E) NDA. Funções: Relações e Concei!os Tópicos teóricos Produto cartesiano A x B Definição Exercícios de Fixação 01. (Prof. MM)SejamA, B eC conjuntos finitos não vazio. Prove que se n(A X B) = n(A X C), então, n(B) = n(C). 2. éjam A e B dois conjuntos tais que o número de elementos de A é a e o número de subconjuntos de B é b. O número de elementos do conjunto A x (P(A x B)) é: · A) ab• B) a•b C) abb D) a1>+1 E) b•+1 pí.'se t(-x-)=~ paratodox*O, x*1 e 0 < 8<~, então, X-1 X 2 c28) é igual a: en28 cos28 C) tg28 D) cotg28 E) cossec28 y.' (AFA) A função linear f, dada por f(x) = ax + b, satisfaz a condição f(Sx + 2) = Sf(x) + 2. Então: · A) a= 2b =b+2 = 2b + 1 =2(b+1) Obs.: A literatura costuma definir como linear uma função que satisfaz f(x) =.. ax, a * O e como afim, a que sat isfaz f(x) = ax + b, a * O. ( OY. Para tocl,os os inteiros x, a função f(x) satisfaz f(x + 1) = 1 + f(x) . / Se f(1 ) = 2, calcule f(2003). 1- f(x) ,v o ... o/ Julgue: S~bendo que n(A x A) = 9 e que (1; 2) e (3; 3) são_ / - · elementos de A x A. então, A= {1 , 2, 3}. É o conjunto formado por todos os pares ordenados de tal ~ - . sorte que os primeiros elementos pertençam a A e os segundos a B. 07 m polinômio f(x) = x3 + ax2 + bx + c é tal que b < O e ab = 9c. • Prove que o polinômio tem 3 raízes reais distintas. Numero de elementos de A X B Sugestão: Calcule f(O), f(-a) e obseNe os casos a = D. a > O, n(A X B) = n(A) X n(B) a < o. Relação binária de A em B Definição É qualquer subconjunto do produto cartesiano A x 8. / (EUA) Se f(2x) = - 2 - , 'vx > O, então, 2f(x)= - 2+x ' A) _2_ B) _2_ 1+x 2+ x Número de relações binárias de A em B C)_i__ 1+x D) ~ 2+ x 2n(A) . n<B> @-ª . ( Observação: J 4 + x .._A_ te_m_ 2_1'1.Al_s_u_b_co_n..;.ju_n_t_os_.____________ J'- Seja f(x) umq função polinomial, tal que: Função Seja fuma relação binária de A em B. Dizemos que f é uma funçé!o de A em B se, e somente se, estão verificadas as seguintes condições. 1. Todo x e A relaciona-se com algum y e B; li. Cada x e A relaciona-se com um único y e B. f(x2 + 1) = x4 + 5x2 + 3, Vx. Para todo x real, f(x2 - 1) é: .A4. x4 + 5x2 + 1 (!!Vx4 + x2 -3 C) x• - 5x2 + 1 D) x• + x2 + 3 E) n.d.a. ITA/IME • • • • ,. • • • • • • • • • • • • • • • • • ,. • • • • ~-• • • • • • • '1'- • - • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1: • • • • • • • • • "-' . a• 10. SeJa f(x) = ~ . onde a é um número
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