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FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA LISTA DE EXERCÍCIOS SOBRE POTENCIAÇÃO, EQUAÇÕES EXPONENCIAIS E LOGARÍTMICAS 1. Determine o valor de: a) (−2)3 (−2)3 = (−2). (−2). (−2) = −8 b) (−3)4 (−3)4 = (−3) ∙ (−3) ∙ (−3) ∙ (−3) = 81 c) −43 −43 = −(4 ∙ 4 ∙ 4) = −64 d) (−5)2 (−5)2 = (−5) ∙ (−5) = 25 e) (− 3 4 ) 2 (− 3 4 ) 2 = (− 3 4 ) ∙ (− 3 4 ) = 9 16 f) ( 2 7 ) −3 ( 2 7 ) −3 = 1 ( 2 7) 3 = 1 23 73 = 1 8 343 = 1 ∙ 343 8 = = 343 8 g) (− 2 3 ) −2 (− 2 3 ) −2 = (− 3 2 ) 2 = (− 3 2 ) ∙ (− 3 2 ) = = 9 4 h) − (− 1 2 ) 3 − (− 1 2 ) 3 = − [(− 1 2 ) ∙ (− 1 2 ) ∙ (− 1 2 )] = − (− 1 8 ) = = 1 8 i) −8−2 −8−2 = − ( 1 82 ) = = − 1 64 j) (37∙ 310 ∙ 3) 2 (35)7 (37 ∙ 310 ∙ 31)2 (35)7 = (37+10+1)2 335 = (318)2 335 = 336 335 = 336−35 = = 3 k) (−4)2−22−3 ∙ ( 3 5 ) 0 2−2+ 1 2 + 3 8 (−4)2 − 22 − 3 ∙ ( 3 5 ) 0 2−2 + 1 2 + 3 8 = 16 − 4 − 3 ∙ 1 1 22 + 1 2 + 3 8 = 16 − 4 − 3 1 4 + 1 2 + 3 8 = 9 1 4 + 1 2 + 3 8 = 𝐿𝑒𝑚𝑏𝑟𝑒𝑡𝑒: 𝑚. 𝑚. 𝑐(4,2,8) = 8 9 2 + 4 + 3 8 = 9 9 8 = 9 ∙ 8 9 = = 8 l) 219 217+220 219 217 + 221 = 217 ∙ 22 217 + 217 ∙ 24 = 217 ∙ 22 217 ∙ (1 + 24) = 22 1 + 24 = 4 1 + 16 = = 4 17 2. Resolva cada uma das equações exponenciais: a) 3𝑥 = 81 b) 0,001𝑥 = 0,01 c) (0,1)−3𝑥+9 = 1000 d) 75−𝑥 = 1 2401 e) 85𝑥−1 = 64 f) (√2) 𝑥 = 32 g) 94ℎ+1 ∙ 27−ℎ+3 = 3 81 h) 1252𝑥+1 = √25𝑥−1 3 3. Resolva as inequações exponenciais: a) 5𝑥 ≥ 125 5𝑥 ≥ 125 5𝑥 ≥ 53 𝑥 ≥ 3 O conjunto-solução é 𝑆 = {𝑥 ∈ ℝ/𝑥 ≥ 3}. b) 43𝑥+4 > 4𝑥+10 43𝑥+4 > 4𝑥+10 3𝑥 + 4 > 𝑥 + 10 3𝑥 − 𝑥 > 10 − 4 2𝑥 > 6 𝑥 > 6 2 𝑥 > 3 O conjunto-solução é 𝑆 = {𝑥 ∈ ℝ/𝑥 > 3}. c) √23𝑥 − 1 8 ≥ 0 √23𝑥 − 1 8 ≥ 0 Elevando ambos os membros da inequação ao quadrado, tem-se: ( √23𝑥 − 1 8 ) 2 ≥ 02 23𝑥 − 1 8 ≥ 0 23𝑥 ≥ 1 8 23𝑥 ≥ 1 23 23𝑥 ≥ 2−3 3𝑥 ≥ −3 𝑥 ≥ − 3 3 𝑥 ≥ −1 O conjunto-solução é 𝑆 = {𝑥 ∈ ℝ/𝑥 ≥ −1}. 4. Calcule o valor de: a) log3 81 log3 81 = 𝑥 3𝑥 = 81 3𝑥 = 34 𝑥 = 4 b) log1 2 32 log1 2 32 = 𝑥 ( 1 2 ) 𝑥 = 32 (2−1)𝑥 = 25 2−𝑥 = 25 −𝑥 = 5 𝑥 = −5 c) log√5 5 log√5 5 = 𝑥 (√5) 𝑥 = 5 (5 1 2) 𝑥 = 5 5 𝑥 2 = 51 𝑥 2 = 1 𝑥 = 2 ∙ 1 𝑥 = 2 d) log7 1 log7 1 = 𝑥 7𝑥 = 1 7𝑥 = 70 𝑥 = 0 e) log1 5 3125 log1 5 3125 = 𝑥 ( 1 5 ) 𝑥 = 3125 (5−1)𝑥 = 55 5−𝑥 = 55 −𝑥 = 5 𝑥 = −5 f) log8 √128 log8 √128 = 𝑥 8𝑥 = 128 (23)𝑥 = 27 23𝑥 = 27 3𝑥 = 7 𝑥 = 7 3 g) log √2 3 √16 5 log √2 3 √16 5 = 𝑥 (√2 3 ) 𝑥 = √16 5 (2 1 3) 𝑥 = √24 5 2 𝑥 3 = 2 4 5 𝑥 3 = 4 5 5𝑥 = 3 ∙ 4 5𝑥 = 12 𝑥 = 12 5 5. Considerando que log 2 = 0,30, log 3 = 0,48 e log 7 = 0,85 determine: a) log 288 log 288 = log(25 ∙ 32) Aplicando a propriedade do logaritmo do produto: log𝑎(𝑏. 𝑐) = log𝑎 𝑏 + log𝑎 𝑐, tem-se: log 288 = log 25 + log 32 Aplicando a propriedade do logaritmo da potência: log𝑎 𝑏 𝑐 = 𝑐 ∙ log𝑎 𝑏, tem-se: log 288 = 5 ∙ log 2 + 2 ∙ log 3 Substituindo log 2 = 0,30 e log 3 = 0,48 tem-se: log 288 = 5 ∙ 0,30 + 2 ∙ 0,48 log 288 = 1,5 + 0,96 log 288 = 2,46 Decomposição do 288 em fatores primos: 288 2 144 2 74 2 36 2 18 2 9 3 3 3 1 25 ∙ 32 288 = 25 ∙ 32 b) log √28 5 log √28 5 = log √22 ∙ 7 5 log √28 5 = log(22 ∙ 7) 1 5 Aplicando a propriedade do logaritmo da potência (log𝑎 𝑏 𝑐 = 𝑐 ∙ log𝑎 𝑏), tem-se: log √28 5 = 1 5 ∙ log(22 ∙ 7) Aplicando a propriedade do logaritmo do produto: log𝑎(𝑏. 𝑐) = log𝑎 𝑏 + log𝑎 𝑐 log √28 5 = 1 5 ∙ ( log 22 + log 7) Aplicando a propriedade do logaritmo da potência (log𝑎 𝑏 𝑐 = 𝑐 ∙ log𝑎 𝑏), tem-se: log √28 5 = 1 5 ∙ (2 ∙ log 2 + log 7) Substituindo log 2 = 0,30 e log 7 = 0,85 tem-se: log √28 5 = 1 5 ∙ (2 ∙ 0,30 + 0,85) log √28 5 = 1 5 ∙ (0,60 + 0,85) log √28 5 = 1 5 ∙ (1,45) log √28 5 = 1,45 5 log √28 5 = 0,29 Decomposição do 28 em fatores primos: 28 2 14 2 7 7 1 22 ∙ 7 28 = 22 ∙ 7 c) log ( 49 144 ) Aplicando a propriedade do logaritmo do quociente (log𝑎 ( 𝑏 𝑐 ) = log𝑎 𝑏 − log𝑎 𝑐), tem-se: log ( 49 144 ) = log 49 − log 144 Sabendo-se que 49 = 72 e que decompondo 144 em fatores primos obtém-se 24. 32, tem-se: log ( 49 144 ) = log 72 − log(24. 32) Aplicando a propriedade do logaritmo do produto: log𝑎(𝑏. 𝑐) = log𝑎 𝑏 + log𝑎 𝑐 em log(24. 32), tem-se: log ( 49 144 ) = log 72 − (log 24 + log 32) log ( 49 144 ) = log 72 − log 24 − log 32 Aplicando a propriedade do logaritmo da potência (log𝑎 𝑏 𝑐 = 𝑐 ∙ log𝑎 𝑏), tem-se: log ( 49 144 ) = 2 ∙ log 7 − 4 ∙ log 2 − 2 ∙ log 3 Substituindo log 2 = 0,30 ; log 3 = 0,48 e log 7 = 0,85 tem-se: log ( 49 144 ) = 2 ∙ 0,85 −4 ∙ 0,3 − 2 ∙ 0,48 log ( 49 144 ) = 1,7 − 1,2 − 0,96 log ( 49 144 ) = −0,46 Decomposição do 144 em fatores primos: 144 2 72 2 36 2 18 2 9 3 3 3 1 24. 32 144 = 24. 32 Gabarito Exercício 1: a) −8 b) 81 c) −64 d) 25 e) 9 16 f) 343 8 g) 9 4 h) 1 8 i) − 1 64 j) 3 k) 8 l) 4 17 Exercício 2: a) 𝑆 = {4} b) 𝑆 = { 2 3 } c) 𝑆 = {4} d) 𝑆 = {9} e) 𝑆 = { 3 5 } f) 𝑆 = {10} g) 𝑆 = { −14 5 } h) 𝑆 = {− 11 16 } Exercício 3: a) 𝑥 ≥ 3 b) 𝑥 > 3 c) 𝑥 ≥ −1 Exercício 4: a) 4 b) −5 c) 2 d) 0 e) −5 f) 7 3 g) 12 5 Exercício 5: a) 2,46 b) 0,29 c) −0,46