UFG-PS/2007 PROVAS DA SEGUNDA ETAPA – PS2007/UFG Esta parte do relatório mostra o desempenho dos candidatos do grupo 1 na prova de Matemática da 2ª etapa do PS2007. Inicialmente, são apresentados os dados gerais dos candidatos do grupo 1. Em seguida, são apresentados dois gráficos sobre a prova: o primeiro mostra a distribuição do total de candidatos da 2ª fase em relação às notas obtidas em Matemática e o segundo contém as médias das notas alcançadas em cada questão da prova. A nota máxima em cada questão é 5,0. Na seqüência, temos a questão, a resposta esperada (RE) e mais dois gráficos demonstrando o desempenho do total de candidatos do grupo 1 e dos candidatos do curso que teve a maior nota de corte no grupo (Engenharia Civil) nesta questão. Estes gráficos serviram de base para as análises sobre a questão, que são apresentadas logo em seguida. Dados gerais - Candidatos do grupo 1 PS2007/UFG - Nº de candidatos 1ª etapa 2ª etapa Inscritos Presentes Classificados Presentes Aprovados Grupo 1 Total Engenharia 4995 4743 2057 2008 916 29265 27556 9233 8950 3621 876 843 272 262 84 MATEMÁTICA – G1 Média por questão - Matemática G1 PS2007/UFG - 2ª etapa Distribuição das notas de Matemática G1 ps2007 - 2ª etapa 4 40 35 30 25 20 15 10 5 0 3,61 3,5 3 2,58 2,35 2,5 1,89 1,71 2 1,28 1,5 0,93 1 0,42 0,5 0 0 500 1000 1500 2000 Figura 1: Distribuição das notas dos candidatos presentes do GRUPO 1 1 2 3 4 5 6 7 8 Figura 2: Média dos candidatos presentes do GRUPO 1 por questão ▬▬▬ QUESTÃO 1 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ Segundo dados publicados na revista Istoé Dinheiro (02/08/06), no ano de 2006 deverão ser investidos no mundo 673 bilhões de dólares em mídia e serviços de marketing. Este valor representa um crescimento de 6,2% em relação a 2005. Com base nesses dados, calcule quanto foi investido no mundo, no ano de 2005, em mídia e serviços de marketing. RE: De acordo com os dados, em 2006, serão investidos 673 bilhões de dólares. Esse valor representa um acréscimo de 6,2% em relação ao ano de 2005. Denotando por x o total investido em 2005, tem-se: x+ 6,2 x = 673 . 100 Resolvendo essa equação, obtém-se: x= 673 ≅ 633,71 . 1,062 O total investido no período 2005 foi aproximadamente 633,71 bilhões de dólares. 1 (5,0 pontos) UFG-PS/2007 Matemática - Questão 1 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 1 1200 250 1000 800 200 600 150 400 216 100 200 50 44 5 4,5 3 0 0 Notas 0 Figura 3: Distribuição das notas da questão 1 dos candidatos presentes 1 2 3 4,5 0 5 Figura 4: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foram abordados conhecimentos de conjuntos numéricos (porcentagem, razão e proporção). Foi exigida a habilidade de identificar as evidências do conhecimento matemático em situações do cotidiano. Tanto no grupo 1 quanto no curso de Engenharia Civil, tivemos uma alta concentração das notas em zero ou 5,0, dividindo os candidatos em apenas dois grupos. A resolução desta questão depende basicamente da interpretação dos dados apresentados, não exigindo conhecimentos mais complexos. Isso talvez explique a polarização dos candidatos em apenas dois grupos de notas. ▬▬▬ QUESTÃO 2 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ Considere duas circunferências no plano cartesiano descritas pelas equações x 2 + y 2 = 10 e ( x − x 0 ) 2 + ( y − y 0 ) 2 = 1. Determine o ponto P ( x 0 , y 0 ) para que as duas circunferências sejam tangentes externas no ponto A( 3,1) . RE: Com base no fato de que os centros e o ponto de tangência de duas circunferências x tangentes são colineares, obtém-se que o centro P ( x 0 , y 0 ) pertence à reta de equação y = . 3 Desta forma, o centro P ( x 0 , y 0 ) deve satisfazer o seguinte sistema: (3 − x 0 ) 2 + (1 − y 0 ) 2 = 1 x 0 = 3y 0 Resolvendo esse sistema, obtém-se as soluções y 0 = 1± 1 10 e x0 = 3 ± 3 10 . Como P ( x 0 , y 0 ) é o centro da circunferência tangente externa, as coordenadas de P são 3 1 3 + ,1 + . (5,0 pontos) 10 10 2 UFG-PS/2007 Matemática - Questão 2 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 2 1600 1400 180 1200 160 140 1000 154 120 800 100 80 600 400 60 200 5 4,5 4 3,5 3 2 1,5 1 0,5 0 0 40 33 40 20 24 4 4 1 3 1,5 3 3,5 4,5 0 Notas 0 Figura 5: Distribuição das notas da questão 2 dos candidatos presentes 0,5 1 5 Figura 6: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foram abordados conhecimentos de geometria analítica. Foi exigida a habilidade de expressar, de forma clara, o raciocínio matemático. Os gráficos mostram uma alta concentração de notas mais baixas, tanto no grupo 1 quanto no curso de Engenharia Civil, o que talvez se explique pela exigência de abstração no tipo de raciocínio matemático solicitado. ▬▬▬ QUESTÃO 3 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ Um caminhão transportou, em duas viagens, 50 toneladas de soja. Sabendo que, na primeira viagem, o caminhão, carregado, pesou 45 toneladas e que, na segunda, o caminhão e a carga pesaram 35 toneladas, calcule a quantidade de soja transportada na primeira viagem e o peso do caminhão vazio. RE: Denotando-se por x o peso do caminhão vazio, por y o peso da carga de soja na primeira viagem e por z o peso da carga na segunda viagem, de acordo com o enunciado, tem-se y + z = 50 x + y = 45 . x + z = 35 Resolvendo esse sistema, obtêm-se os valores de x = 15 e y = 30 . Portanto, o peso do caminhão vazio é 15 toneladas, e o peso da soja transportada na primeira viagem é 30 toneladas. (5,0 pontos) Matemática - Questão 3 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 3 1600 1400 300 1200 239 250 1000 800 200 600 150 400 100 200 50 5 4,5 4 3 2,5 2 1 0 0 Notas Figura 7: Distribuição das notas da questão 3 dos candidatos presentes 11 2 3 2 2 4 0 1 2 2,5 3 4,5 0 5 Figura 8: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foram abordados conhecimentos de sistemas lineares. Foi exigida a habilidade de identificar as evidências do conhecimento matemático em situações do cotidiano. Nesta questão, temos uma alta concentração das notas 5,0 nos dois gráficos apresentados, o que possivelmente pode ser explicado pelo fato de a questão envolver a aplicação de conhecimentos muito abordados ao longo do processo de escolarização dos candidatos. 3 UFG-PS/2007 ▬▬▬ QUESTÃO 4 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ Para dar sustentação a um poste telefônico, utilizou-se um outro poste com 8 m de comprimento, fixado ao solo a 4 m de distância do poste telefônico, inclinado sob um ângulo de 60º, conforme a figura abaixo. cabo 8m 60° Considerando-se que foram utilizados 10 m de cabo para ligar os dois postes, determine a altura do poste telefônico em relação ao solo. RE: Considerando-se DE = CB = y e BE = 4 + x , como na figura abaixo, tem-se que: F B E y 60° C x D A y x sen 60 = ⇒ y = 8sen 60 ⇒ y = 4 3 e cos 60 = ⇒ x = 8 cos 60 ⇒ x = 4 8 8 Aplicando o Teorema de Pitágoras ao triângulo BEF, obtém-se que 2 2 EF = 10 2 − BE = 10 2 − 8 2 = 36 ⇒ EF = 6 . Assim, a altura do poste é igual a DF = EF + DE = 6 + 4 3 ≅ 12,92 m. (5,0 pontos) Matemática - Questão 4 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 4 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 160 134 140 120 100 80 60 34 39 5 12 1 5 4 4,5 0 Notas Figura 9: Distribuição das notas da questão 4 dos candidatos presentes 33 20 5 4,5 4 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 40 0 0,5 1 1,5 2 5 Figura 10: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foi abordado conhecimento de trigonometria. Foi exigida a habilidade de utilização da Matemática na resolução de problemas do cotidiano. O gráfico mostra uma alta 4 UFG-PS/2007 concentração de notas baixas no grupo 1, mas mostra também um número significativo de notas máximas nesse mesmo grupo e uma distribuição melhor no curso de Engenharia Civil. A contextualização da questão pode ser fator que explique o bom desempenho dos candidatos. ▬▬▬ QUESTÃO 5 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ A figura abaixo representa uma seqüência de cinco retângulos e um quadrado, todos de mesmo perímetro, sendo que a base e a altura do primeiro retângulo da esquerda medem 1 cm e 9 cm, respectivamente. Da esquerda para a direita, as medidas das bases desses quadriláteros crescem, e as das alturas diminuem, formando progressões aritméticas de razões a e b, respectivamente. Calcule as razões dessas progressões aritméticas. 9 1 RE: As bases dos retângulos crescem segundo uma progressão aritmética tal que o primeiro termo é a1 = 1 e, como o último quadrilátero é um quadrado de perímetro 20, segue que a6 = 5 . Usando-se o termo geral de uma progressão aritmética, a6 = a1 + (6 − 1)a , obtém-se que a= 4 = 0,8 . 5 Considere agora as alturas. Elas decrescem segundo uma progressão aritmética tal que o primeiro termo é b1 = 9 e, como no caso das bases, b6 = 5 . Como b6 = b1 + (6 − 1)b , obtém-se b = − 4 = − 0,8 . 5 (5,0 pontos) Matemática - Questão 5 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 5 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 133 140 120 100 80 61 60 40 26 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 20 2 0,5 1 12 3 0 Notas Figura 11: Distribuição das notas da questão 5 dos candidatos presentes 23 3 0 2 3 4 4,5 5 Figura 12: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foi abordado conhecimento de seqüências numéricas. Foi exigida a habilidade de ler e analisar textos que suscitam interpretação matemática. Houve uma distribuição das notas em todos os diferentes níveis de acertos com concentração nas notas zero e cinco no grupo 1, e nota cinco no curso de Engenharia Civil. Possivelmente, esse desempenho dos candidatos se explique pelo fato de a questão abordar conhecimentos e habilidades bastante explorados no ensino médio. ▬▬▬ QUESTÃO 6 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ 5 UFG-PS/2007 Um supermercado vende 400 pacotes de 5 kg de uma determinada marca de arroz por semana. O preço de cada pacote é R$ 6,00, e o lucro do supermercado, em cada pacote vendido, é de R$ 2,00. Se for dado um desconto de x reais no preço do pacote do arroz, o lucro por pacote terá uma redução de x reais, mas, em compensação, o supermercado aumentará sua venda em 400x pacotes por semana. Nestas condições, calcule: a) O lucro desse supermercado em uma semana, caso o desconto dado seja de R$ 1,00. RE: Para um desconto de R$ 1,00, o supermercado irá vender 800 pacotes com um lucro de R$ 1,00 por pacote. Portanto, seu lucro será de R$ 800,00. (2,0 pontos) b) O preço do pacote do arroz para que o lucro do supermercado seja máximo, no período considerado. RE: Para um desconto de x reais, o lucro será dado por L = ( 400 + 400 x )(2 − x ) . Considerando p o preço de cada pacote, então p = 6 − x . Portanto, o lucro em função do preço (p) é dado pela expressão: L = 400(7 − p)( p − 4) . O lucro será máximo para p = 5,5 reais. (3,0 pontos) Matemática - Questão 6 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 6 1200 1000 800 600 400 200 5 4 3 2,5 2 1 0,5 0 0 Notas Figura 13: Distribuição das notas da questão 6 dos candidatos presentes 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90 87 51 21 12 2 0 0,5 2 2,5 4 5 Figura 14: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foram abordados conhecimentos de equações algébricas. Foi exigida a habilidade de identificar as evidências do conhecimento matemático em situações do cotidiano. A questão apresentou uma concentração de notas em zero e 2,0 no grupo 1, mantendo-se o mesmo desempenho no curso de Engenharia Civil. Isso talvez se explique pelo fato de a questão fugir das aplicações diretas de fórmulas específicas. É fundamental uma correta interpretação do problema e uma análise crítica das variáveis envolvidas para resolução da questão. ▬▬▬ QUESTÃO 7 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ A figura abaixo representa uma seringa no formato de um cilindro circular reto, cujo êmbolo tem 20 mm de diâmetro. Esta seringa está completamente cheia de um medicamento e é usada para injetar doses de 6 ml desse medicamento. Com base nessas informações, determine quantos milímetros o êmbolo se desloca no interior da seringa ao ser injetada uma dose. Êmbolo RE: O volume do medicamento injetado corresponde ao volume de um cilindro cujo diâmetro da base é igual ao diâmetro do êmbolo da seringa e a altura corresponde ao seu deslocamento. Como 6 ml correspondem a 6 cm3 ou 6000 mm3, e o raio da base é igual a 10 mm, tem-se: 6 UFG-PS/2007 V = π R 2 h = 6000 ⇒ h = 6000 60 = mm 100π π Obtém-se o valor aproximado h ≅ 60 ≅ 19,1 mm, utilizando o valor aproximado para π de 3,14 3,14. (5,0 pontos) Matemática - Questão 7 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 7 1200 1000 120 800 100 600 80 400 60 200 40 101 43 20 6 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1 0 0 39 17 13 2 6 3,5 4 0 Notas 0 Figura 15: Distribuição das notas da questão 7 dos candidatos presentes 36 1 2 2,5 3 4,5 5 Figura 16: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foram abordados conhecimentos de geometria plana e espacial. Foi exigida a habilidade de utilizar a Matemática na resolução de problemas do cotidiano. O gráfico mostra uma alta concentração de zeros no grupo 1, porém no grupo de Engenharia Civil é boa a distribuição das notas. Isso pode ser explicado, em parte, pelo de a questão exigir dos candidatos a aplicação de conhecimentos de geometria espacial abstrata em uma situação concreta. ▬▬▬ QUESTÃO 8 ▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬ A figura abaixo mostra uma circunferência de raio r = 3 cm, inscrita num triângulo retângulo, cuja hipotenusa mede 18 cm. A B C a) Calcule o comprimento da circunferência que circunscreve o triângulo ABC. RE: O raio da circunferência que circunscreve o triângulo ABC é a metade da hipotenusa. Logo R = 9 cm. Desta forma, o comprimento da circunferência é 18π cm. pontos) b) Calcule o perímetro do triângulo ABC. RE: Observando a figura abaixo A D E C O B G obtém-se as seguintes relações: AE = AC − 3 e BG = BC − 3 . 7 (1,5 UFG-PS/2007 O triângulo AEO é congruente ao triângulo ADO e o triângulo BGO é congruente ao triângulo BOD. Usando-se estes fatos, obtém-se que AD = AC − 3 e BD = BC − 3 Desta forma, 18 = BD + AD = AC + BC − 6 ⇒ AC + BC = 24 . Como AB = 18 , o perímetro do triângulo ABC é igual a 42 cm. (3,5 pontos) Matemática - Questão 8 - Engenharia Civil PS2007/UFG - 2ª etapa Matemática G1 - Questão 8 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Notas Figura 17: Distribuição das notas da questão 8 dos candidatos presentes 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 89 78 34 29 1 0 0,5 1 1 1,5 2,5 9 3,5 15 4 7 4,5 5 Figura 18: Distribuição das notas dos candidatos presentes – Engenharia Civil Análise da questão: Nesta questão, foram abordados conhecimentos de geometria plana. Foi exigida a habilidade de expressar, de forma clara, o raciocínio matemático. Houve uma alta concentração de notas baixas (entre zero e 1,5) tanto no grupo 1 quanto no curso Engenharia Civil. A resolução da questão envolve a síntese de vários conhecimentos de geometria plana, de congruência de triângulos e as resoluções métricas entre triângulos e circunferências. Isso pode ser uma das razões do baixo desempenho dos candidatos em geral. 8