Colégio Pedro II Exercícios de: UNIDADE CENTRO Departamento de Matemática. APOIO – 1º ano – Ensino Médio Data: Aluno(a): Turma: nº.: Turno: Tarde Professores: Denise, Claudio Dias, Sérgio Serrano e Sérgio Jr FUNÇÕES 1. (UFPR) Um grupo de estudantes decidiu viajar de ônibus para participar de um encontro nacional. Ao fazerem uma pesquisa de preções, os estudantes receberam de uma empresa a seguinte proposta, na qual o preço de cada passagem depende do total de passageiros: cada passageiro pagará R$90,00 mais o valor de R$5,00 por lugar que eventualmente ficar vago no ônibus. Sabendo que o ônibus tem 52, lugares, calcule: a) A expressão da função P, que calcula o preço de cada passagem considerando que viajam x passageiros. b) O total arrecadado pela empresa pelo pagamento de 40 passageiros. 2. Tome uma folha de papel em forma de quadrado de lado igual a 21 cm e nomeie os seus vértices A, B, C, D, conforme a Figura 1. A seguir, dobre-a, de maneira que o vértice D fique sobre o "lado" AB (Figura 2). Seja D’ esta posição do vértice D e x a distância de A a D’. A função que expressa a área do triângulo retângulo sombreado em função de x é: 3. Uma turma de torcedores de um time de futebol quer encomendar camisetas com o emblema do time para a torcida. Contataram com um fabricante que deu o seguinte orçamento: • Arte final mais serigrafia: R$90,00 independente do número de camisetas. • Camiseta costurada, fio 30, de algodão: R$6,50 por camiseta. Quantas camisetas devem ser encomendadas com o fabricante para que o custo por camiseta seja de R$7,00? 4. (Puccamp) Pesquisas mostram que, em modalidades que exigem bom condicionamento aeróbico, o coração do atleta dilata, pois precisa trabalhar com grande volume de sangue. Em um esforço rápido e súbito, como um saque no tênis, uma pessoa normal pode ter o pulso elevado de 70 a 100 batimentos por minuto; para um atleta, pode se elevar de 60 a 120 bpm, como mostra o gráfico. Se o aumento dos batimentos cardíacos de uma pessoa normal ocorre de forma linear, então os números de batimentos cardíacos do atleta e de uma pessoa normal serão iguais, após quantos segundos do momento do saque? a) 0,8 b) 0,78 c) 0,75 d) 0,64 e) 0,6 5. (UEG) Em uma fábrica, o custo de produção de 500 unidades de camisetas é de R$ 2.700,00, enquanto o custo para produzir 1.000 unidades é de R$ 3.800,00. Sabendo que o custo das camisetas é dado em função do número produzido através da expressão C(x) = qx + b, em que x é a quantidade produzida e b é o custo fixo, determine: a) Os valores de b e de q. b) O custo de produção de 800 camisetas. 6. O preço do gás natural para um consumidor residencial na Cidade do Rio de Janeiro é obtido a partir das informações: 1) O consumidor paga pelo que gasta de acordo com quatro níveis de consumo: Os sete primeiros metros cúbicos custam R$ 2,20 cada, os próximos dezesseis já custam mais caro, R$2,90 cada. 2) Se o consumo for acima desses 23, mais caro fica (R$ 3,60 por cada metro cúbico). E ainda existe mais uma faixa. Por exemplo, se o consumo da sua casa for de 25 m³, você deverá pagar: 7 × 2,20 + 16 × 2,90 + 2 × 3,60 = R$ 69,00. a) Quanto pagará uma família cujo consumo for de 85 m³? b) Escreva uma expressão que dê o valor pago por uma residência cujo consumo mensal, N, está entre 8 e 23 m³/mês. 7. (PUCMG) De acordo com certa revista, o peso ideal do corpo adulto em função da altura é dado pela fórmula a 150 , em que P é o peso, em quilogramas, a é a altura, em centímetros, b = 4, para homens e para P a 100 b mulheres, b = 2. Se André e Simone, que têm a mesma altura, estão com seu peso ideal, segundo a informação dessa revista, e André pesa 6 quilos a mais do que Simone, pode-se afirmar que o peso de Simone, em quilogramas, é igual a: 8. Seja a função f(x – 4) = x³ + 1, calcule o valor de f(-3) + 4.f(5) – f(0). 9. Observe os gráficos das funções mostradas e responda: a) Determine o domínio e a imagem de cada função: D(h) = __________ D(g) = _________ D(f) = ____________ D(t) = _____________ Im(h) = __________ Im(g) = _____________ Im(f) = ___________ Im(t) = ____________ b) Encontre o valor de h(-2) + h(2) = _______ c) Que número real possui imagem 2 na função y = t(x)? ______ d) Qual a maior imagem, h(-2) ou t(-2)? __________Justifique. _______________________ e) Em que intervalo h(x) < 0? ____________ f) Em que intervalo g(x) é crescente? _________ g) Em que intervalo t(x) é crescente? __________________ e decrescente? __________________ 10. (UFRJ) Uma função f(x) tem o gráfico mostrado. a) Qual o domínio de f? ____________ b) Qual a imagem de f? _____________ c) Qual o valor de f(f(-1))? ________ d) Quantos zeros há no intervalo [-3, -1]? _____ e) Que valor possui imagem 2? _______ f) Qual a imagem da abscissa 5? __________ g) Em que intervalo f é crescente? __________ 11. Dadas as funções f(x) = 2x – 3 e g(x) = x2 – 2, determine o valor de: a) f( 2) = _________ b) f(-1) = _________ e) f(-3).g(-3) = _______ f) g(0) = ________ 3 = ________ 2 f 4 c) f g) g2 6 = ______ d) f(0) = _________ h) g (3) f 1 / 2 = _______ Soluções 1. a) Solução. Observe o quadro que mostra a situação informada. Nº de passageiros 1 4 ... x Passageiros faltosos (52 – 1) (52 – 4) ... (52 – x) Preço da passagem 90 + (52 – 1).5 90 + (52 – 4).5 ... 90 + (52 – x).5 A função será P(x) = 90 + (52 – x).5. b) Solução. Se comparecerem 40 passageiros, então o custo de cada passagem será: P(40) = 90 + (52 – 40).5 = 90 + (12).5 = 90 + 50 = R$150,00. O total arrecadado será: (40).(R$150,00) = R$6000,00. 2. Solução. Observando o triângulo retângulo sombreado e calculando y em função de x para a expressão da área, temos: i) (21 y )² y ² x ² 441 42y y ² y ² x ² y 441 x ² 42 . 441 x ² x. x.y 441x x ³ 441 x ² 42 ii) Área A( x ) x. A( x ) 2 2 84 84 3. Solução. Considere x o número de camisetas encomendadas. O custo total será C = 90 + 6,50x. Igualando o custo unitário a R$7,00, temos: 90 6,5x 90 7 90 6,5x 7x 7x 6,5x 90 0,5x 90 x 180 camisa . x 0,5 4. Solução. Observando os triângulos sombreados e estabelecendo as razões de semelhanças, temos: y 60 x0 2y 120 40x i) 100 60 2 0 . y 20x 60 y 70 x0 4y 280 30x . 40 2y 15x 140 ii) 100 70 Resolvendo o sistema com as duas equações, temos: y 20x 60 ( 2) 2y 40x 120 . 2y 15x 140 2y 15x 140 25x 20 x 20 0,8 25 5. Solução. Substituindo os valores indicados na lei da função, temos: 2700 q.( 500) b ( 1) 500q b 2700 1100 11 500q 1100 q 500 5 . a) 3800 q.(1000) b 1000q b 3800 11 b 2700 (500) 2700 1100 1600 5 b) C( x) 11x 11.( 800) 1600 C(800) 1600 11(160) 1600 1760 1600 R$3360,00 . 5 5 6. a) Solução. Observe que a decomposição de 25 em parcelas foi: 7 + 16 + 2. No caso de 85m³ será: 7.(2,20) + 16.(2,90) + 60.(3,60) + 2.(3,77) = R$15,40 + R$46,40 + R$216,00 + R$7,54 = R$285,34. b) Solução. O valor está na 2ª faixa. Será paga a quantia da 1ª faixa, R$15,40 e o restante custará (N – 7).2,90. Desenvolvendo temos: Valor = 15,4 + 2,9N – 20,3 = 2,9N – 4,9. 7. Solução. Se o peso de André é P, o peso de Simone será (P – 6). Substituindo os valores na fórmula, temos: a 150 4P 250 4P 4a 400 a 150 3a 4P 250 a 4 3 . a 150 Simone : P 6 a 100 2P 12 2a 200 a 150 a 2P 50 12 a 2P 38 2 4P 250 136 2P 38 4P 250 6P 114 2P 174 P 68kg André Simone : (68 6) 62kg 3 2 André : P a 100 8. Solução. Calculando os valores em cada caso, temos: x 4 3 x 1 f ( 3) f (1 4) (1)³ 1 2 f ( x ) x ³ 1 . x 4 5 x 9 f ( 5 ) f ( 9 4 ) ( 9 )³ 1 731 f ( 3 ) 4 . f ( 5 ) f ( 0 ) 2 4 .( 730 ) 65 2922 65 2857 f ( x ) x ³ 1 x 4 0 x 4 f (0) f ( 4 4) ( 4)³ 1 65 f ( x ) x ³ 1 9. a) Determine o domínio e a imagem de cada função: D(h) = [-2, ∞[ D(g) = R – {5} Im(h) = [-1, ∞[ Im(g) = R – {-1} D(f) = R – {1} Im(f) = R – {0} D(t) = [-3, 1] Im(t) = [-1, 4] b) Encontre o valor de h(-2) + h(2) = (1) + (-1) = 0. c) Que número real possui imagem 2 na função y = t(x)? t(-3) = 2. Logo, x = -3. d) Qual a maior imagem, h(-2) ou t(-2)? h(-2). Justifique. h(-2) = 1 e t(-2) = -1. Logo, h(-2) > t(-2). e) Em que intervalo h(x) < 0? ]0, 3[ f) Em que intervalo g(x) é crescente? Em todo o domínio. g) Em que intervalo t(x) é crescente? [-2, 1] e decrescente? [-3, -2] 10. . a) Qual o domínio de f? [-3, 6] b) Qual a imagem de f? [-1, 5] c) Qual o valor de f(f(-1))? f(f(-1)) = f(2) = 5 d) Quantos zeros há no intervalo [-3, -1]? 2 (o gráfico intercepta o eixo X por duas vezes neste intervalo. e) Que valor possui imagem 2? {-3, -1, 5} f) Qual a imagem da abscissa 5? f(5) = 2 g) Em que intervalo f é crescente? [-2, 2] 11. a) f( 2) = 2(2) – 3 = 4 – 3 = 1. d) f(0) = 2(0) – 3 = -3. f) g(0) = (0)2 – 2 = -2 b) f(-1) = 2(-1) – 3 = -2 – 3 = -5. e) f(-3).g(-3) = [2(-3) – 3].[(-3)2 – 2] = [-6 – 3].[9 – 2] = (-9).(7) = - 63. g) f 4 2 4 3 2 6 = 2 g2 6 h) g (3) 3 3 = 2 3 3 3 0 . 2 2 c) f f 1 / 2 = (3)2 2 2 1 2 3 9 2 13 2 7 2 83 11 1 . 24 2 22 2 1 1 . 2 49 7 FUNÇÃO AFIM 1. Seja f uma função do primeiro grau tal que f(2) = 7 e f(5) = 13, calcule o valor de f(-1). 2. Se f(x) = 3x + 2, qual o valor de x para que f(x) = 5? 3. A função f: R → R definida por y = f(x) = ax + b tem o gráfico esboçado. O coeficiente linear e o zero da função são, respectivamente: a) 3 e 3 b) 5 e 3 c) 3 e 5 d) 5 e 5 e) 5/3 e 3/5 4. O gráfico da função y = 5x + m – 1 corta o eixo y no ponto de ordenada 3. Determine o valor de m. 5. (Unicamp) O custo de uma corrida de táxi é constituído por um valor inicial Q 0 fixo, mais um valor que varia proporcionalmente à distância D percorrida nessa corrida. Sabe-se que, em uma corrida na qual foram percorridos 3,6km, a quantia cobrada foi de R$8,25 e que em outra corrida, de 2,8km a quantia cobrada foi de R$7,25. a) Calcule o valor inicial de Q0 b) Se, em um dia de trabalho, um taxista arrecadou R$75,00 em 10 corridas, quantos quilômetros seu carro percorreu naquele dia? 6. (FAAP) – Medições realizadas mostram que a temperatura no interior da Terra aumenta, aproximadamente, 3ºC a cada 100m de profundidade. Num certo local, a 100m de profundidade, a temperatura e de 25ºC. Nessas condições, podemos afirmar que a temperatura a 1500m de profundidade e: a) 7ºC b) 45ºC c) 42ºC d) 60ºC e) 67ºC 7. (UFPE) A poluição atmosférica em metrópoles aumenta ao longo do dia. Em certo dia, a concentração de poluentes no ar, às 8h, era de 20 partículas, em cada milhão de partículas, e, às 12h, era de 80 partículas, em cada milhão de partículas. Admitindo que a variação de poluentes no ar durante o dia é uma função do 1º grau (função afim) no tempo, qual o número de partículas poluentes no ar em cada milhão de partículas, às 10h20min? a) 45 b) 50 c) 55 d) 60 e) 65 8. (UEL) - Se f e uma função do primeiro grau tal que f(120) = 370 e f(330) = 1000, então f(250) é igual a: a) 760 b) 590 c) 400 d) 880 e) 920 9. (UFSE) Na figura mostrada tem-se o gráfico da função do 1º grau definida por y = ax + b. O valor de a/b é igual a: a) 3 b) 2 c) 3/2 d) 2/3 e) 1/2 Soluções 1. Solução. Os pontos pertencem ao gráfico, logo satisfazem à lei da função f(x) = ax + b. Temos: 7 a(2) b 2a b 7 ( 1) 2a b 7 3a 6 a 2 13 a(5) b 5a b 13 5a b 13 b 7 2(a) 7 2(2) 7 4 3 . A função é : f ( x ) 2x 3. Logo, f ( 1) 2( 1) 3 2 3 1 2. Solução. Substituindo os valores na lei da função, temos: f ( x ) 2x 3 2 2x 3 5 2x 5 3 x 1 . 2 f ( x ) 5 3. Solução. Observe que a reta passa pelos pontos (0, 3) e (5, 0). Encontrando a lei da função, temos: 3 a(0) b b 3 3 5a 3 a 5 0 a(5) 3 f (0) 3 coef. linear 3 A função é : f ( x ) x 3. Logo, 3 3 5 0 5 x 3 5 x 3 x 5 . OBS: O coeficiente linear é o ponto onde o gráfico intersecta o eixo Y e o zero da função é o ponto onde o gráfico intersecta o eixo X. 4. Solução. O ponto de corte é (0,3). Substituindo os valores na lei da função, temos: P(0,3) y 5x m 1 3 5(0) m 1 m 3 1 4 . 5. a) Solução. A função é afim e as informações correspondem aos pontos (3,6; 8,25) e (2,8; 7,25). Substituindo e resolvendo o sistema, temos: 8,25 3,6a Q 0 8,25 3,6a Q 0 1 1 0,8a a 1,25 0,8 7,25 2,8a Q 0 ( 1) 7,25 2,8a Q 0 Q 0 8,25 3,6(1,25) 8,25 4,5 3,75 . A função é : f ( x ) 1,25x 3,75. Logo, Q 0 R$3,75 b) Solução. Em 10 corridas, houve 1º entradas no carro. Logo o valor inicial foi calculado 10 vezes. Logo a lei da função em 10 corridas é f(x) = 3,75.(10) + 1,25x. Como foi ganho R$75,00, temos: f ( x ) 1,25x 3,75.(10) 75 37,5 37,5 1,25x 37,5 75 x 30km . 1,25 1,25 f ( x ) 75 6. Solução1. A informação mostra uma proporção direta. Cada 100m aumenta 3ºC. A profundidade inicial é de 100m com 25ºC. O aumento de profundidade é diretamente proporcional ao aumento da temperatura. Observe que a profundidade aumentou de 1400m (1500 – 100) e a temperatura medida estará aumentada de 25ºC iniciais. 100m 1500m 100m T 25 3(14) T 42 25 67º . 3º C T 25º C Solução2. Observe que P(100m, 25ºC) e Q(200m, 28ºC) são dois pontos, pois aumentando 100m, a temperatura passa de 25º para (25º + 3º) = 28ºC. Substituindo na função afim, vem: 25 100a b ( 1) 25 100a b 3 3 100a a 0,03 100 28 200a b 28 200a b b 25 100(0,03) 25 3 22 . A função é : f ( x ) 0,03x 22. Logo, f (1500) 0,03(1500) 22 45 22 67º C 7. Solução. Utilizando as informações em minutos como pontos de gráfico e substituindo na lei da função afim, temos: 8h 480 min; 12h 720 min; 10h20 min 620 min . 20 480a b ( 1) 60 1 60 240a a 0,25 240 4 80 720a b b 20 480(0,25) 20 120 100 A função é : f ( x ) 0,25x 100. Logo, f (620) 0,25(620) 100 155 100 55 8. Solução. Substituindo os pontos na lei da função, temos: 370 120a b ( 1) 630 630 210a a 3 210 1000 330a b b 370 120(3) 370 360 10 . A função é : f ( x ) 3x 10. Logo, f (250) 3(250) 10 750 10 760 9. Solução. Observe que os pontos identificados no gráfico são (-2, 0) e (0, 3). Substituindo na lei da função, temos: 0 2a b 3 2a 3 a 2 3 0a b b 3 3 Logo, a 3 1 1 2 . b 3 2 3 2 . FUNÇÃO QUADRÁTICA 1) Calcular os zeros das seguintes funções: a) f(x) = x2 - 3x – 10 b) f(x) = x2 + x – 20 d) f(x) = – x2 + 4x – 4 e) f(x) = 36x2 + 12x + 1 c) f(x) = – x2 – x + 12 f) f(x) = (2x + 3).(x – 2) 2) Calcular m para que: a) a função f(x) = (m – 3)x2 + 4x – 7 seja côncava para cima. b) a função f(x) = (2m + 8)x2 – 2x + 1 seja côncava para baixo. c) a função f(x) = (m2 – 4)x2 – 4x + 3 seja quadrática. 3) Nas funções abaixo, calcule as coordenadas do vértice, dizendo se este é ponto de máximo ou mínimo. a) f(x) = x2 – 4x + 3 b) f(x) = – x2 – x + 2 c) f(x) = 4x2 + 4x + 1 4) Determine a lei da função afim cuja reta que a representa tem coeficiente angular igual a 2 e passa pelo vértice da parábola de equação y x² 4 . 5) (FGV) Responda as questões: a) Entre todos os pares de números reais x e y cuja soma é 20 , determine aqueles para os quais o produto seja 3 máximo. b) Entre todos os pares de números reais x e y, tais que x – y = 10 determine aqueles para os quais a soma de seus quadrados seja mínima. 6) (FGV) Uma parede de tijolos será usada como um dos lados de um muro retangular. Para os outros lados iremos usar 400 m de tela de arame, de modo a produzir uma área máxima. Qual o quociente do lado menor pelo maior? 7) (UFSCAR) Uma bola ao ser chutada num tiro de meta por um goleiro, numa partida de futebol, teve sua trajetória descrita pela equação h(t) = – 2t² + 8t (t 0), onde t é o tempo medido em segundos e h(t) é a altura em metros da bola no instante t. Determine, após o chute: a) o instante em que a bola retornará ao solo. b) a altura máxima atingida pela bola. 8) (Unifesp) De um cartão retangular de base 14cm e altura 12cm, deseja-se recortar um quadrado de lado x e um trapézio isósceles, conforme a figura, onde a parte hachurada será retirada. Calcule o valor de x, em centímetros, para que a área total removida seja mínima. 9) (UEL) A função real f, de variável real, dada por f(x) = – x² + 12x + 20, tem um valor: a) mínimo igual a -16, para x = 6 b) mínimo igual a 16, para x = -12 c) máximo igual a 56, para x = 6 d) máximo igual a 72, para x = 12 e) máximo igual a 240, para x = 20 10) (UFMG) Nessa figura está representada a parábola de vértice V, gráfico da função de segundo grau cuja expressão é: a) y x2 2x 5 b) y x 2 10x c) y x 2 10x d) y x2 10x 5 e) y x2 10x 5 11) (UFPE) O gráfico da função y = ax² + bx + c é a parábola da figura a seguir. Os valores de a, b e c são respectivamente: a) 1, - 6 e 0 b) - 5, 30 e 0 c) - 1, 3 e 0 d) - 1, 6 e 0 e) - 2, 9 e 0 12)(UFMG) A função f(x) do segundo grau tem raízes – 3 e 1. A ordenada do vértice da parábola, gráfico de f(x), é igual a 8. A única afirmativa VERDADEIRA sobre f(x) é: a) f(x) = –2(x–1)(x+3) b) f(x) = – (x–1)(x+3) c) f(x) = –2(x+1)(x-3) d) f(x) = (x–1)(x+3) e) f(x) = 2(x+1)(x–3) 13) (UFSC) A figura a seguir representa o gráfico de uma parábola cujo vértice é o ponto V. A equação da reta r é: a) y = - 2x + 2 b) y = x + 2 c) y = 2x + 1 d) y = 2x + 2 e) y = - 2x – 2 14)(UFMG) O intervalo no qual a função f(x) = x2 - 6x + 5 é crescente é: a) x < 5 b) 1 < x < 5 c) x > 1 d) x > 3 15)(PUC) Ao levantar dados para a realização de um evento, a comissão organizadora observou que, se cada pessoa pagasse R$6,00 por sua inscrição, poderia contar com 460 participantes, arrecadando um total de R$2760,00. Entretanto, também estimou que, a cada aumento de R$1,50 no preço de inscrição, receberia 10 participantes a menos. Considerando tais estimativas, para que a arrecadação seja a maior possível, o preço unitário, em reais, da inscrição em tal evento deve ser: a) 15,00 b) 24,50 c) 32,75 d) 37,50 e) 42,50 16)(PUC) Usando uma unidade monetária conveniente, o lucro obtido com a venda de uma unidade de certo produto é x – 10, sendo x o preço de venda e 10 o preço de custo. A quantidade vendida, a cada mês, depende do preço de venda e é, aproximadamente, igual a 70 – x. Nas condições dadas, o lucro mensal obtido com a venda do produto é, aproximadamente, uma função quadrática de x, cujo valor máximo, na unidade monetária usada, é: a) 1200 b) 1000 c) 900 d) 800 e) 600 17)(VUNESP) Num terreno, na forma de um triângulo retângulo com catetos com medidas 20 e 30 metros, deseja-se construir uma casa retangular de dimensões x e y, como indicado na figura. a) Exprima y em função de x. b) Para que valores de x e de y a área ocupada pela casa será máxima? 18)(VUNESP) Um retângulo possui perímetro é 10cm e a medida de um dos lados é x. Determine: a) a área do retângulo em função de x; b) o valor de x para o qual a área do retângulo seja máxima. 19) (UNIRIO) Em uma fábrica, o custo de produção de x produtos é dado por c(x) = – x2 + 22x + 1. Se que cada produto é vendido por R$10,00, o número de produtos que devem ser vendidos para se ter um lucro de R$44,00 é: a) 3 b) 10 c) 12 d) 13 e) 15 20) (UFC) No triângulo ABC a seguir, a é a base, h a altura relativa a esta base, e b o lado oposto ao ângulo de 45°. Se a + h = 4, calcule o valor mínimo de b2. Soluções 1) Solução. Os zeros da função são os valores de “x” que anulam a função. Ou, os pontos onde a parábola intersecta o eixo das abscissas. Basta utilizar a fórmula de resolução da equação de 2º grau. ( 3) ( 3) 2 4(1)( 10) f ( x ) 0 x 2 3x 10 0 x a) 2(1) c) 3 9 40 3 49 3 7 2 2 2 37 x 5 1 2 S {2, 5} x 3 7 2 2 2 f ( x ) 0 x 2 x 20 0 x b) (1) (1) 2 4(1)( 20) 2(1) 1 1 80 1 81 1 9 2 2 2 1 9 x 1 2 5 S {4, 5} x 1 9 4 2 2 f ( x ) 0 x 2 x 12 0 x ( 1) ( 1) 2 4( 1)(12) 2( 1) 1 7 x 4 1 2 S {4, 3} x 1 7 3 2 2 . . 1 1 48 1 49 1 7 2 2 2 . ( 4) ( 4) 2 4( 1)( 4) 4 16 16 4 0 2. 2( 1) 2 2 S 2. Neste caso a parábola tan gencia o eixo X no ponto 2, 0 2 d) f ( x ) 0 x 4x 4 0 x e) f ( x ) 0 36x 2 12x 1 0 x (12) (12) 2 4(36)(1) 2(36) 12 144 144 12 0 1 72 72 6. 1 1 S . Neste caso a parábola tan gencia o eixo X no ponto , 0 6 6 f) A função já está da forma fatorada. Lembrando que, dados dois números reais “a” e “b”, se a.b = 0, então 3 2x 3 0 x f ( x ) 0 ( 2 x 3 )( x 2 ) 0 x 2 a = 0 ou b = 0, temos: x 2 0 x 2 . 3 1 S , 2. Neste caso a parábola tan gencia o eixo X no ponto , 0 2 6 2) a) Solução. Para que a concavidade seja para cima o coeficiente de x² deve ser positivo e diferente de zero. Logo, m – 3 > 0 m > 3. b) Solução. Para que a concavidade seja para baixo o coeficiente de x² deve ser negativo e diferente de zero. Logo, 2m + 8 < 0 2m < -8 m < - 4. c) Solução. A função quadrática é da forma ax² + bx + c = 0, com a ≠ 0. Logo, m² - 4 ≠ 0 m ≠ 2 e m ≠ – 2. 3) Solução. O máximo ou mínimo, que serão definidos pelo sinal do coeficiente de grau 2. a) a 1 0 b . b2 4ac ( 4) ( 4)2 4(1)(3) 4 16 12 , f ( x ) x 2 4x 3 b 4 V , , 2, 1 mínimo 2 a 4 a 2 ( 1 ) 4 ( 1 ) 2 4 c 3 b) a 1 0 ( 1) . ( 1)2 4( 1)(2) 1 1 8 1 9 , f ( x ) x 2 x 2 b 1 V , , máximo 2 ( 1 ) 4 ( 1 ) 2 4 2 4 c 2 c) a 4 0 b b2 4ac ( 4) ( 4)2 4( 4)(1) 1 16 16 1 , , 0 mínimo f ( x ) 4x 4x 1 b 4 V , , 4a 2( 4) 4( 4) 4( 4) 2 2a 2 c 1 2 4) Solução. A lei pedida é da forma f(x) = ax + b, logo f(x) = 2x + b. Encontrando o vértice da parábola, temos: a 1 2 y x 4 b 0 c 4 b V , 4a 2a . 0 02 4( 1)( 4) 16 0, V , 0, 4 2 ( 1 ) 4 ( 1 ) 4 Como a reta passa pelo ponto (0, -4) temos: V 0, 4 r 4 2(0) b b 4 . r : f ( x ) 2x b A função pedida é f(x) = 2x + 4. 5) a) Solução. As condições impostas indicam uma função quadrática cujo máximo será encontrado pelo 20 20 y x 20 x y 20 P x. x P x 2 x 3 3 3 estudo do vértice: . 3 P x . y 20 b 3 20 y 20 20 20 . Logo, x y 20 PMáximo x Máximo 2a 2( 1) 6 3 6 3 3 b) Solução. As condições impostas indicam uma função quadrática cujo máximo será encontrado pelo estudo do x y 10 y x 10 SQ x 2 x 10 SQ x 2 x 2 20x 100 SQ 2x 2 20x 100 2 2 . SQ x y x 5 ( 20) b SQ Mínimo x Mínimo 5 y 5 10 5. Logo, 2a 2(2) y 5 6) Solução. Há três dimensões restantes, sendo duas de mesma medida. A tela cercará a medida da soma (x + x + y). A área será A = xy. Utilizando as informações, temos: vértice: 2x y 400 y 400 2x A x.400 2x A 2x 2 400x A x.y AMáxima xMáximao . b ( 400) 100 1 100 y 400 2(100) 200. Logo, 2a 2( 2) 200 2 7) a) Solução. O instante em que a bola retorna é o tempo em que ficou no ar. O tempo será o ponto onde o gráfico intersecta o eixo das abscissas h( t ) 2t 2 8t t 0 incompatível . 2t 2 8t 0 2t( t 4) 0 h ( t ) 0 t 4s b) Solução. A altura máxima será a ordenada do vértice da parábola: h( t ) 2t 2 8t (8)2 4( 2)(0) 64 . 8m h( t )Máxima 4( 2) 8 h( t )Máxima 4a 8) Solução. A área removida será a soma das áreas do quadrado menor e do trapézio. Construindo a função de área, temos: 168 12x 14x x 2 14 x 2 A x2 (12 x ) A x 2 2 . 2x 2 168 12x 14x x 2 x 2 2x 168 x2 A A A x 81 2 2 2 b ( 1) A Mínima xmínimo 1cm 2a 21 2 9) Solução. O coeficiente de x2 é negativo. Encontrando as coordenadas do vértice (máximo), temos: (12) [(12)2 4( 1)(20)] [144 80] [224] 6; f ( x ) x 2 12x 20 V ; 6; 6; 56 . 2 ( 1 ) 4 ( 1 ) 4 4 10) Solução. O gráfico passa pela origem (0,0). Logo, c = 0. Identifica-se ainda que f(5) = – 5 (vértice da parábola). Organizando essas informações, vem: (t): f ( x ) ax 2 bx c : f (0) 0 a(0) 2 b(0) c 0 c 0 1 1 i) f (5) 5 a(5) 2 b(5) 5 25a 5b 5 25a 5( 10a) 5 25a 5 a . Logo, b 10 2 5 5 b x V 5 5 b 10a b 10a 2a ii) f ( x ) x2 2x 5 . 11) Solução. O gráfico passa pela origem (0,0). Logo, c = 0. Identifica-se ainda que f(3) = 9 (vértice da parábola). Organizando essas informações, vem: f ( x ) ax2 bx c : f (0) 0 a(0)2 b(0) c 0 c 0 . 9 i) f (3) 9 a(3)2 b(3) 9 9a 3b 9 9a 3( 6a) 9 9a 9 a 1. 9 b x V 3 3 b 6a b 6a 2a Logo, b 6 1 6 12) Solução 1. De acordo com as informações, temos que f(– 3) = 0 e f(1) = 0. A abscissa do vértice é a média ( 3) 1 aritmética das raízes quando elas são reais e diferentes. Logo, x V 1 e f(– 1) = 8. Substituindo 2 na expressão da função e utilizando o valor do mínimo, temos: f ( x ) ax 2 bx c : f ( 3) 0 a( 3) 2 b( 3) c 0 9a 3b c 0 9a 3b c 0 9a 3b c 0 2 i) f (1) 0 a(1) b(1) c 0 a b c 0 ( 1) a b c 0 8 f ( 1) 8 a( 1) 2 b( 1) c 8 a b c 8 a b c 8 2b 8 b 2 4 . ( 4) b 4 ii) x V 1 1 1 2a 4 a 2 2a 2a 2 iii) 9a 3b c 0 9( 2) 3( 4) c 0 c 18 12 6 f ( x ) 2x 2 4 x 6 2( x 2 2x 3) 2( x 3).( x 1) Solução 2. A função quadrática também pode ser expressa como f(x) = a(x – r1).(x – r2), onde r1 e r2 são os zeros (raízes) da função. No caso, temos: r1 r2 3 1 1 8 x V i) f ( 1) 8 a( 1 3).( 1 1) 8 a(2).( 2) 8 4a 8 a 2 . 2 2 4 y 8 V ii) f ( x ) ax r1 . x r2 2( x ( 3)).( x 1) a( x 3).( x 1) 13) Solução. De acordo com o gráfico, f(– 1) = f(3) = 0 e f(0) = 3. Logo, c = 3. Encontrando a expressão da função quadrática e o vértice, temos: f ( x ) ax2 bx 3 f ( 1) 0 a( 1)2 b( 1) 3 0 a b 3 0 a b 3 (3) 3a 3b 9 i) . 2 9a 3b 3 9a 3b 3 f (3) 0 a(3) b(3) 3 0 9a 3b 3 0 12a 12 a 1. Logo, ( 1) b 3 b 1 3 b 2. 2 [ 4 4( 1)(3)] 1; 4 ii) f ( x ) x 2 2x 3 V ; 4( 1) 2( 1) A reta pedida é a representação da função afim f(x) = ax + b, passando por (– 1,0) e (1,4). f ( x ) ax b 0 a( 1) b a b 0 a b i) a a 4 2a 4 a 2. Logo, b 2 . 4 a ( 1 ) b a b 4 ii) Equação(reta) f ( x ) 2x 2 ou y 2x 2 14) Solução. Para analisar os intervalos de crescimento, basta verificar a concavidade da parábola e identificar a abscissa do vértice. f ( x) x2 6x 5 xV ( 6) 3 2(1) . O coeficiente de x2 é positivo. Logo f(x) é crescente no intervalo [3, ∞[ 15) Solução. Descrevendo a situação na tabela até uma generalização, temos: Número de participantes 460 460 – 1.(10) 460 – 2.(10) 460 – 3.(10) ... 460 – x.(10) Preço do ingresso (R$) 6 6 + 1.(1,50) 6 + 2.(1,50) 6 + 3.(1,50) ... 6 + x.(1,50) Arrecadação (R$) 460.(6) (460 – 1.10).( 6 + 1.(1,50)) (460 – 2.10).( 6 + 2.(1,50)) (460 – 3.10).( 6 + 3.(1,50)) ... (460 – x.10).( 6 + x.(1,50)) A expressão, então da arrecadação é: A(x) = (460 – 10x).(6 + 1,50x) = 2760 + 690x – 60x – 15x2 = – 15x2 + 630x + 2760. Uma função quadrática. A maior arrecadação ocorrerá com máximo número de aumentos x dados. Esse valor corresponde à abscissa do vértice da função: x V b (630) (630) 21. 2a 2( 15) ( 30) Com 21 aumentos de R$1,50 o preço do ingresso será: P = 6 + 21.(1,50) = 6 +31,50 = R$37,50. 16) Solução. De acordo com as informações, o custo total da produção é C(x) = 10.(70 – x), pois 10 é o preço unitário e (70 – x) a quantidade produzida. O total obtido pela venda do produto será V(x) = x.(70 – x). Sendo o lucro a diferença entre o valor arrecadado na venda e o custo, temos: L( x ) x.70 x 10.70 x 70x x 2 700 10x x 2 80x 700 L(máximo) y V . [6400 4( 1)( 700)] [6400 2800] 3600 900 4a 4( 1) 4 4 17) a) Solução. Observando a semelhança nos triângulos assinalados, temos: 30 x x 600 20x 600 30y 20x xy xy 600 30y 20x 0 y y 20 y 30 . 60 2x y 3 b) Solução. A área ocupada será A(x) = (x.y). Será máxima para um valor máximo das medidas. Substituindo e calculando a abscissa do vértice, temos: 2 2x 2 (20) 20 60 2x 60x 2x 3 60 A x.y x. 20x x V ( 20). 15 2 4 3 3 3 4 4 2 . 3 3 60 2(15) 60 30 30 Logo, y 10 3 3 3 A área será máxima se as dimensões ocupadas forem x = 15m e y = 10m. 18) Solução. Considere a outra medida do retângulo como y. Temos: 2P 10 i) 2x 2y 10 x y 5 y 5 x a) 2P 2x 2y . ii) A x.y x.5 x x 2 5x OBS: Repare que x não pode ser nulo, nem maior ou igual a 5. A x 2 5x b) A(máxima) x V . (5 ) 5 2,5 cm 2( 1) 2 19) Solução. O arrecadado com a venda é V(x) = 10x. O lucro será a diferença entre a venda e o custo. Temos: L( x ) 10x x 2 22x 1 10x x 2 22x 1 x 2 12x 1 x 2 12x 1 44 x 2 12x 45 0 L ( x ) 44 12 18 x 3 0 12 144 4(1)( 45) 12 144 180 12 324 12 18 1 2 x 2 2 2 2 x 12 18 15 2 2 A quantidade de produtos não pode ser negativa. Logo, x = 15. 20) Solução. Se a + h = 4, então a = 4 – h. Utilizando as relações métricas, vem: i) y 2 h 2 h 2 y 2 2h 2 y 2h 2 h 2 . Aplicando a lei dos cossenos no triângulo relacionando o lado b oposto ao ângulo de 45º, temos: i) y 2 h 2 h 2 y 2 2h 2 y 2h 2 h 2 ii) b 2 h 2 2 ( 4 h) 2 2. h 2 .( 4 h). cos 45º 2h 2 16 8h h 2 2 2.( 4h h 2 ). 2 . 2 b 2 3h 2 16 8h 2.( 4h h 2 ) 3h 2 16 8h 8h 2h 2 b 2 5h 2 16h 16 iii) Mínimo(b 2 ) [( 16) 2 4(5)(16)] [256 320] [ 64] 64 16 4a 4(5) 20 20 20 5 TRIGONOMETRIA NO TRIÂNGULO RETÂNGULO 1. Sabendo que sen e tg 2. Um teleférico deve unir os topos A e B de dois morros. Para calcular a quantidade de cabos de aço necessária para unir A e B, um engenheiro mediu as alturas dos morros em relação a um mesmo plano horizontal, obtendo 108m e 144m. A seguir, mediu o ângulo que a reta AB forma com a horizontal, obtendo 32º. A figura mostra o esquema que representa essa situação. Calcule a distância entre os pontos A e B. (Dados: sen32º = 0,52, cos32º = 0,84 e tg32º = 0,62) 3. Determine o valor de x na figura. 4. Uma escada deve ser construída para unir dois pisos de um prédio. A altura do piso mais elevado em relação ao piso inferior é 8 m. Para isso, foi construída uma rampa plana unindo os dois pisos. Sabendo que o ângulo formado pela rampa com um plano horizontal é 33º, calcule o comprimento da rampa. (Dados: sen33º = 0,54, cos33º = 0,83 e tg33º = 0,64) 5. Calcule a medida x do segmento AD da figura, sabendo que sen cos 12 . 13 6. Na figura sen(90º ) 4 . Determine o valor de x. 7 5 e 13 7. Na figura a seguir, CD=BD=5cm e DA=3cm. Calcule: a) cos2α b) tg(90º-α) 8. Um observador, no ponto O da figura abaixo, vê o prédio ob um ângulo de105º. Se esse observador está situado a uma distância de 18 m do prédio e a altura de 18 m em relação ao terreno horizontal, calcule a altura do prédio. (Considere 3 1,7 ). Soluções 1. Solução. Aplicando as razões trigonométricas, temos: x x . 4 0,88 x ( 4)(0,88) 3,52cm 4 cos 28º 0,88 a) cos 28º x x . 5 0,46 x (5)(0,46) 2,3cm 5 sen28º 0,46 b) sen28º x x . 0,53 x (10)(0,53) 5,3cm 10 10 tg28º 0,53 c) tg28º 2. Solução. A distância pedida é a hipotenusa do triângulo retângulo indicado. O cateto oposto ao ângulo de 32º é a diferença entre as distâncias dos morros. Aplicando a razão trigonométrica da tangente, temos: 144 108 36 36 sen32º . 0,52 d 69,23cm d d 0 , 52 sen32º 0,52 3. Solução. O triângulo ABD é retângulo isósceles, pois um dos ângulos é de 45º. Logo a altura mede 10cm. De qualquer forma pode-se aplicar a razão trigonométrica da tangente nos triângulos ABD e ADC. h h tg45º T( ABD ) : 1 h 10cm 10 10 tg45º 1 tg30º T( ADC ) : tg30º h x 3 3 . 10 3 30 30 3 x . 10 3cm x 3 3 3 3 4. Solução. O triângulo retângulo indicado apresenta como hipotenusa o comprimento da rampa e o cateto oposto como a altura do piso 2 em relação ao piso 1. Aplicando a relação trigonométrica do seno, temos: 8 8 8 sen33º . 14,8m C 0,54 C C 0 , 54 sen33º 0,54 5. Solução. O triângulo ABC é retângulo, logo (w + α) = 90º. Se são ângulos complementares então sen(w) = cos(α) e sen(α) = cos(w). Considerando “y” a hipotenusa no triângulo retângulo ABD, temos: 10 cos w y 10 5 130 y 26cm y 13 5 5 cos w sen . 13 x x senw y 26 x 12 (26)(12) x (2).(12) 24cm 26 13 13 senw cos 12 13 6.. Solução. Como (α + w) = 90º, sen(90º - α) = sen(w) = cosα. Como “x” é o cateto adjacente, temos: x cos 28 . x 4 (28)( 4) x ( 4).( 4) 16cm 4 28 7 7 cos sen90º 7 7. Solução. Como CD = BD, então o triângulo BCD é isósceles. O ângulo interno D do triângulo ABD vale 2 , pois é externo no BCD. O cateto “x” vale 4cm, pois o triângulo ABD é pitagórico. a) cos 2 x 3 0,6 . b) tg(90º) 1 1 8 2 . 5 5 tg 4 4 8 8.. Solução. O ângulo de 105º foi decomposto em um de 45º, pois é metade do ângulo interno do quadrado, e 60º. A altura total do prédio será a soma de 18m + h, onde “h” é a altura do triângulo retângulo de cateto 18m adjacente ao ângulo de 60º. Aplicando a razão trigonométrica da tangente, temos: h h tg60º 18 3 h (18) 3 (18)(1,7) 30,6m . 18 tg60º 3 A altura do prédio será: 18m + 30,6m = 48,6m. LEI DOS SENOS E COSSENOS 1. No triângulo, Calcule b. a 5 2cm e os ângulos indicados valem A = 30º e B = 45º. 2. Calcule os valores de x, y e α (quando aparecem) em cada triângulo: 3. Um triângulo ABC possui ângulos B e C medindo, respectivamente, 45º e 30º. Determine a medida do lado AB, sabendo que a medida de AC é 8cm. 4. Na figura mostrada, os ângulos A e B medem, respectivamente, 75º e 45º. O raio da circunferência circunscrita ao triângulo ABC mede 6cm. Determine as medidas dos lados AB e AC. 5. Na figura, os ângulos A e C medem, respectivamente, 45º e 15º. Sabendo que BC = 12 cm, determine a medida do lado AC e o raio da circunferência circunscrita ao triângulo ABC. 6. Um triângulo ABC tem lados AB e BC que medem, respectivamente, 5 cm e 7 cm. Determine a medida do lado AC, sabendo que o ângulo B mede 60º. 7. Um triângulo ABC tem lados AB e BC que medem, respectivamente, 6 cm e 8 cm. Determine a medida do lado AC, sabendo que o ângulo B mede 120º. 8. Dado um triângulo de lados 5 cm, 7 cm e 8 cm, determine o valor do cosseno e do seno do menor ângulo interno desse triângulo. 9. Um triângulo ABC tem lados AB, AC e BC que medem, respectivamente, 5 cm, 10 cm e 9 cm. Determine a medida da mediana relativa ao lado AC. 10. Determine o raio da circunferência circunscrita ao triângulo de lados que medem 4 cm, 5 cm e 6 cm. 11. Dado um triângulo de lados 4 cm, 5 cm e 6 cm, determine a altura desse triângulo relativa ao maior lado. 12. Na figura mostrada, determine: a) o cosseno do ângulo α. b) a medida do segmento AD. 13. Um navio, deslocando-se em linha reta, visa um farol e obtém a leitura de 30º para o ângulo formado entre a sua trajetória e a linha de visada do farol. Após navegar 20 milhas, através de uma nova visada ao farol, obtém a leitura de 75º. Determine a distância entre o farol e o navio no instante em que fez a 2ª leitura. (Use 2 1,4 ). Soluções 1. Solução. O lado b está oposto ao ângulo B. Aplicando a lei dos senos, temos: a b 5 2 b 5 2 1 senA senB sen30º sen45º 2 b 2 . 2 2 b 10 b b 10cm 5 2. 2 2 2 2 2. Solução. As informações indicarão se será aplicada a lei dos senos ou a dos cossenos. i) 30º 120º 180º 180º 150º 30º 3 y 10 3 10 3 1 y. 3 5 3 y 10 . y. sen30º sen120º 2 2 2 iii) x y x 10 a) Lei dos senos: ii) i) 2 3 180º 6 180º 30º b) Lei dos senos: ii) y y 4 4 1 y. 4 1 y 8 . sen330º sen30º sen90º sen30º 2 iii) x ² 4² y ² x ² 64 16 x 48 4 3 c) Lei dos cossenos: x² 3 3 2 3 (2)² 2. 3 3 .( 2). cos 30º x ² 27 4 12 3. . 2 x ² 31 6(3) x ² 13 x 13 3. Solução. As informações estão representadas na figura mostrada. Aplicando a lei dos senos, temos: 8 x 2 x 2 8 8 2 1 8. x. 4 x . sen45º sen30º 2 2 2 2 2 2 . x 8 2 4 2 cm 2 4. Solução. O ângulo C mede 60º. Lembrando que a constante de proporcionalidade na lei dos senos é o diâmetro, temos: i) 2 3 y x 12 x 12. 6 2 cm; ii) 12 y 12. 6 3 cm . sen45º sen60º 2 2 5. Solução. O ângulo B mede 180º - (45º + 15º) = 120º. Aplicando a lei dos senos e utilizando o diâmetro como a constante de proporcionalidade, temos: 2 x 12 12 3 x sen120º sen45º 2 2 i) . 12. 3 12. 3 2 x. 2 12. 3 x . 6 6 cm 2 2 2 ii) 2 12 12 12 2 2R 2R 12 R . 6 2 cm . sen45º 2 2 2 2 6. Solução. O lado AC está oposto ao ângulo B. Aplicando a lei dos cossenos, temos: 1 AC ² 5 2 7² 2.5.( 7). cos 60º AC ² 25 49 70. 2 . AC ² 25 49 35 AC ² 109 AC 39 cm 7. Solução. O lado AC está oposto ao ângulo B. Aplicando a lei dos cossenos, temos: 1 AC ² 6 2 8² 2.6.( 8). cos120º AC ² 36 64 96. 2 . AC ² 36 64 48 AC ² 148 AC 148 2 37 cm 8. Solução. O menor ângulo está oposto ao menor lado. Considerando α esse ângulo e aplicando a lei dos cossenos em relação ao lado 5cm, temos: i) 5² 7 2 8² 2.7.( 8). cos 25 49 64 112. cos 25 113 112. cos 112. cos 88 cos 88 11 112 14 . sen² cos ² 1 2 121 196 121 75 11 sen² 1 sen² 1 sen 11 196 196 196 14 ii) cos . 14 sen 5 3 14 9. Solução. Mediana é o segmento que parte de um vértice do triângulo e divide o lado oposto em partes iguais. A figura ilustra a situação. Aplicando a lei dos cossenos nos triângulos ABC e ABM considerando o ângulo α, temos: 81 125 44 11 100 100 25 11 . ii) m² 5 2 5² 2.5 .( 5). cos m² 50 50. 25 i) 9² 5 2 10² 2.5.(10). cos cos m 50 22 28 2 7 cm 10. Solução. O raio da circunferência será encontrado através da razão na lei dos senos. Aplicando a lei dos cossenos em relação a um dos lados (6cm, por exemplo) e encontrando o seno pela relação fundamental, temos: i) 6² 4 2 5² 2.4.( 5). cos 36 16 25 40. cos 36 41 40. cos cos 5 1 40 8 sen² cos ² 1 2 1 1 ii) sen² 1 sen² 1 sen 1 64 cos 8 8 . 64 1 63 3 7 . 64 8 8 6 2R 3 7 6 iii) sen 6 R 48 8 8 . 7 R 8 7 cm . 2R 2R 7 3 7 6 7 7 7 7 sen 3 7 8 8 8 11. Solução. Altura é o segmento que parte de um vértice do triângulo e intersecta o lado oposto perpendicularmente. A figura ilustra a situação. Aplicando a lei dos cossenos considerando o ângulo a e a razão do seno no triângulo retângulo, temos: i) 4² 5 2 6² 2.5.( 6). cos a cos a 16 61 45 3 60 60 4 sen²a cos ²a 1 9 16 9 7 ii) sena 1 3 16 16 4 cos a 4 iii) . 7 5 7 h sena h 5. cm 5 4 4 12. a) Solução. O lado BC vale 10cm. Aplicando a lei dos cossenos, temos: 8² 5 2 10² 2.5.(10). cos cos 64 125 61 . 100 100 b) Solução. Aplicando a lei dos cossenos, temos: 183 305 183 122 . 61 AD ² 5 2 6² 2.5.( 6). cos AD ² 61 60. AD 61 5 5 5 100 13. Solução. Observe a situação ilustrada na figura. A distância “d” pedida pode ser calculada pela lei dos senos: 2 d 20 1 d. 20 sen30º sen45º 2 2 . 20 20.(1,4) d 2 20 d 10(1,4) 14 milhas 2 2 REDUÇÃO AO PRIMEIRO QUADRANTE 1) Calcule a 1ª determinação de cada arco e indique em que quadrante está sua extremidade: a) -1395º: _______________________________ b) 13 : ______________________________ 2 2) Calcule o seno, cosseno e a tangente dos ângulos abaixo: a) 405º: b) 840º: c) 1290º: e) 2 rad : 3 4 rad : 3 f) 3) Se sen 15 e 17 3 < < 2, calcule 2 4) Sabendo que senx g) d) 1740º: 7 rad : 4 h) 41 rad : 6 cos e tg . 3 4 e cos x , calcule sen2 x cos x 5 5 5) Resolva as equações indicando a solução completa (incluindo os arcos côngruos). a) senx 6) Determine 3 2 b) tgx 1 tgx sabendo que 7) Calcule o valor de 8) Se cos x 5 3 x 2 e senx = - . 13 2 Y cos 510ºsen300ºtg585º cos 90º . 3 2 14 e tgx , qual o valor de senx ? 5 6 9) Calcule o valor das expressões. a) E cos120º sen330º cos180º c) E cos 1500º sen 37 19 cos 6 3 b) E d) cos 810º cos 900º sen630º sen1080º E cos 1380º sen1260º sen765º cos 3 3 6 f) E tg . cos 11 3 2 cos 6 cos e) E sen240º cos150ºtg330º g) 17 8 15 7 2 E sen cos sen sen tg 6 3 6 6 3 Soluções 1) b) 13 a) -1395º: 1ª determinação: 45º; 1º quadrante 2 : 1ª determinação: π/2; está sobre o eixo Solução. Encontrando a 1ª determinação em cada caso, temos: a) 1395º360 3; resto 315º (315º360º 45º ) b) 13 12 2 2 2 2) Solução. Encontrando as 1ª determinações em cada caso e reduzindo ao 1º quadrante, temos: a) 405º360 1; resto 45º b) 840º360 2; resto 120º c) 1290º360 3; resto 210º d) 1740º360 4; resto 300º e) Já é a 1ª determinação. f) Já é a 1ª determinação. g) Já é a 1ª determinação. h) 41 36 5 . 6 6 6 sen45º 2 2 a) 405º: cos 45º 2 2 tg45º 1 3 sen120º 2 b) 840º: cos120º 1 2 tg120º 3 3 sen300º 2 d) 1740º: cos 300º 1 2 tg300º 3 3 2 sen 3 2 2 e) rad : cos 2 1 3 3 2 tg 2 3 3 sen7 2 4 2 7 g) rad : cos 7 2 4 4 2 7 1 tg 4 sen210º 1 2 c) 1290º: cos 210º 3 2 tg210º 3 3 3 4 sen 3 2 4 f) rad : cos 4 1 3 3 2 tg 4 3 3 sen5 1 6 2 41 h) rad : cos 5 3 6 6 2 tg 5 3 6 3 3) Solução. Aplicando a relação fundamental, temos: sen2 cos 2 1 2 15 cos 1 15 17 sen 17 8 cos 17 (positivo) : 4º quadrante 15 17 15 . 17 15 tg sen 8 cos 17 8 8 17 289 225 289 64 289 . 4) Solução. Repare que adicionando uma volta completa, encontramos um arco côngruo na mesma posição e adicionando meia volta, a extremidade se posicionará simétrica em relação ao centro da circunferência trigonométrica. sen2 x senx 3 4 3 4 7 sen2 x cos x senx cos x . 5 5 5 5 5 cos x cos x 5) Solução. Identificando os arcos cujos senos são iguais, (1º e 2º quadrantes) e (3º e 4º quadrantes), e cujas tangentes são iguais (múltiplos de 180º), temos: 4 3 2k 3 senx x ou ;kZ 2 5 a) . 2k 3 240 360º k Em graus : x ou ;kZ 300º 360º k b) 3 k; k Z . 4 Em graus : x 135º 180º k; k Z tgx 1 x 6) Solução. O valor corresponde ao arco no 4º quadrante. sen2 cos 2 1 2 169 25 144 5 cos 1 5 169 169 13 sen 13 12 . cos 13 (positivo) : 4º quadrante 5 13 5 . 13 5 tg sen cos 12 13 12 12 13 7) Solução. Substituindo os arcos pelas suas primeiras determinações, temos: 510º 150º 3 3 Y cos150º sen300º tg225º cos 90º (1) 0 3 1 . 2 2 585º 225º 8) Solução. Aplicando a relação trigonométrica envolvendo seno, cosseno e tangente, temos: tgx senx 14 senx 14 3 2 3 28 3.2 7 7 senx . . cos x 6 6 5 30 30 5 3 2 5 9) Solução. Calculando os valores das primeiras determinações, temos: 1 1 2 2 1 1. 1 1 a) E cos120º sen330º cos180º b) E cos 810º cos 900º cos 90º cos180º 0 1 1. sen630ºsen1080º sen270ºsen0º 1 0 c) E cos1500º sen 37 19 1 1 1 3 cos cos 60ºsen cos . 6 3 6 3 2 2 2 2 d) cos1380º sen1260º cos 300º sen180º E sen765º cos 3 sen45º cos 1 2 2 1 2 2 . 22 22 g) 1 1 2 2 . 2 2 2 2 2 . 2 22 22 24 2 e) E sen240º cos150º tg330º cos 3 6 f) E tg . cos 11 3 2 cos 6 1 0 2 2 1 2 3 3 3 3 . 2 2 3 3 3 .0 3 3 2 1. 3 2 17 8 15 1 1 1 7 2 E sen cos sen 3 1 sen tg 6 3 6 2 2 2 6 3 1 1 2 3 3 2 2 . SIMETRIAS E RELAÇÕES FUNDAMENTAIS 1. Calcule: a) sen( 45º ) b) sen( 60º ) c) sen( 240º ) 33 11 f) sec 6 6 d) tg(1215º ) e) sen 2. Observe a figura e assinale V (verdadeiro) ou F (falso). ( ) sen( ) sen ( ) cos( ) cos ( ) sen( ) sen ( ) cos( ) cos ( ) sen(2 ) sen ( ) cos(2 ) cos 3. Simplifique as expressões: a) E 3.sen( ) sen( ) , sen 0 5.sen( ) b) M cos(360º) cos(180º ) , cos 0 cos cos(180º) 4. Determine o valor das expressões: 2 5 sen2 cos 3 3 b) Y 5 cos 4 6 3 cos(180º ) cos(360º) sen(180º ) 5. Se sen , calcule E , sen 0 5 sen2 (180º) sen330º cos2 300º a) X sen200º cos 70º sen2 240º 1 3 , calcule cos , tg, sec e cos sec . , 3 2 7. Quais são os valores de senx e cos x , sendo senx 2 cos x , com x ? 2 6. Sendo, sen 8. Calcule o valor da expressão. M sen2 10º sen2 20º sen2 30º sen2 40º sen2 50º sen2 60º sen2 70º sen2 80º Soluções 1. Solução. Lembrando que sen(-x) = -senx e encontrando a primeira determinação, caso necessário, temos: a) sen( 45º ) sen45º 2 ; 2 c) sen( 240º ) sen240º b) sen( 60º ) sen60º 3 ; 2 3 3 ; d) tg(1215º ) tg(225º3.360º ) tg(225º ) 1 2 2 ; 11 11 1 1 sen ; 6 6 2 2 e) sen 33 9 sec não existe ( ) ; 6 6 f) sec 2. ( V ) sen( ) sen ( F ) cos( ) cos ( V ) sen( ) sen ( V ) cos( ) cos ( F ) sen(2 ) sen ( V ) cos(2 ) cos Solução. As coordenadas de cada ponto são (cosx, senx). Logo, basta comparar os valores em cada situação. 3. Solução. De acordo com as equivalências das coordenadas, temos: a) E 3.sen( ) sen( ) 3.sen sen 2sen 2 . 5.sen( ) 5.sen 5.sen 5 b) M cos(360º) cos(180º) cos ( cos ) cos cos 2 cos 1. cos cos(180º) cos ( cos ) cos cos 2 cos 4. Solução. Encontrando os valores ou relações conhecidas, temos: sen330º cos 2 300º X sen200º cos 70º sen2 240º 1 1 2 2 2 3 sen(180º 20º ) sen(90 70º ) a) 2 1 1 2 1 1 1 4 1 2 4 4 4 . 3 3 3 4 3 3 sen20º sen20º 4 4 4 2 . 2 2 5 3 1 3 1 3 2 sen2 cos 2 42 5 16 20 3 3 2 4 . b) Y . 4 9 9 4 9 9 4 5 cos 3 16 16 2 6 5. Solução. Simplificando a expressão antes da substituição, temos: E cos(180º) cos(360º ) sen(180º) cos cos sen sen 1 5 . 2 2 2 sen (180º ) sen sen sen 3 6. Solução. O arco está no 3º quadrante. i) sen 1 1 cos sec 3 3 sen 2 1 8 2 2 1 ii) cos 1 sen cos 1 1 9 9 3 3 2 2 1 3 3 2 3 2 . cos 4 2 2 2 2 2 1 sen 3 1. 3 1 1 . 2 2 iv) tg cos 3 2 2 2 2 2 2 2 4 2 2 3 . iii) sec 7. Solução. O arco x pertence ao 2º quadrante. senx 2 cos x 2 2 cos x cos 2 x 1 4 cos 2 x cos 2 x 1 5 cos 2 x 1 2 2 sen x cos x 1 i) cos x 1 1 1 5 5 . 5 5 5 5 5 . 5 2 5 ii) senx 2 cos x 2. 5 5 8. Solução. Dois ângulos complementares (x + y = 90º) possuem a propriedade: senx = cosy. Observando os arcos indicados, temos: i) 60º + 30º = 90º; ii) 10º + 80º = 90º; iii) 20º + 70º = 90º; iv) 40º + 50º = 90º. Substituindo de acordo com a propriedade, temos: M sen2 10º sen2 20º sen2 30º sen2 40º sen2 50º sen2 60º sen2 70º sen2 80º M cos 2 80º cos 2 70º cos 2 60º cos 2 50º sen2 50º sen2 60º sen2 70º sen2 80º M cos 80º sen 80º sen 70º cos 70º cos 60º sen 60º cos 50º sen 50º 2 2 2 2 2 2 2 2 . M 1 1 1 1 4 Material disponibilizado pelo professor Walter Tadeu Funções Trigonométricas 1. (Ufpr) O pistão de um motor se movimenta para cima e para baixo dentro de um cilindro, como ilustra a figura. Suponha que em um instante t, em segundos, a altura h(t) do pistão, em centímetros, possa ser descrita pela expressão: 2πt h t 4 sen 4. 0,05 a) Determine a altura máxima e mínima que o pistão atinge. b) Quantos ciclos completos esse pistão realiza, funcionando durante um minuto? 2. (Ufsm) Em muitas cidades, os poluentes emitidos em excesso pelos veículos causam graves problemas a toda população. Durante o inverno, a poluição demora mais para se dissipar na atmosfera, favorecendo o surgimento de doenças respiratórias. Suponha que a função π N x 180 54cos x 1 6 represente o número de pessoas com doenças respiratórias registrado num Centro de Saúde, com x 1 correspondendo ao mês de janeiro, x 2, ao mês de fevereiro e assim por diante. A soma do número de pessoas com doenças respiratórias registrado nos meses de janeiro, março, maio e julho é igual a a) 693. b) 720. c) 747. d) 774. e) 936. 7π π 3. (Uepb) Sendo f(x) 4cos x 2cos x, o valor de f é: 4 2 a) 2 b) 2 c) 2 d) – 1 e) 2 2 4. (Ucs) Suponha que o deslocamento de uma partícula sobre uma corda vibrante seja dado pela 1 4 equação s t 10 sen 10πt , em que t é o tempo, em segundos, após iniciado o movimento, e s, medido em centímetros, indica a posição. Meio segundo após iniciado o movimento da corda, qual é, em cm, o afastamento da partícula da posição de repouso? a) 0 b) 0,125 c) 0,25 d) 10 e) 10,25 5. (Ufpr) Suponha que, durante certo período do ano, a temperatura T, em graus Celsius, na π t , sendo t o tempo em horas 12 superfície de um lago possa ser descrita pela função F(t) 21 4cos medido a partir das 06h00 da manhã. a) Qual a variação de temperatura num período de 24 horas? b) A que horas do dia a temperatura atingirá 23ºC? 6. (Ufrgs) O número de interseções da função f(x) = sen 5x com o eixo das abscissas no intervalo [ 2π,2π ] é a) 10. b) 14. c) 21. d) 24. e) 27. 7. (Ucs) Para colocar um objeto em movimento e deslocá-lo sobre uma trajetória retilínea por x metros, é necessário aplicar uma força de 20 10 sen x newtons sobre ele. Em qual dos gráficos abaixo, no intervalo 0,3, está representada a relação entre a força aplicada e a distância, quando o objeto é deslocado até 3 metros? a) b) c) d) e) 8. (Uern) Um determinado inseto no período de reprodução emite sons cuja intensidade sonora oscila entre o valor mínimo de 20 decibéis até o máximo de 40 decibéis, sendo t a variável tempo em segundos. Entre as funções a seguir, aquela que melhor representa a variação da intensidade sonora com o tempo I(t) é π a) 50 10 cos t . 6 π b) 30 10 cos t . 6 π c) 40 20 cos t . 6 π d) 60 20 cos t . 6 9. (Ufpb) Um especialista, ao estudar a influência da variação da altura das marés na vida de várias espécies em certo manguezal, concluiu que a altura A das marés, dada em metros, em um espaço de tempo não muito grande, poderia ser modelada de acordo com a função: A(t) 1,6 1,4 sen t 6 Nessa função, a variável t representa o tempo decorrido, em horas, a partir da meia-noite de certo dia. Nesse contexto, conclui-se que a função A, no intervalo [0,12], está representada pelo gráfico: a) b) c) d) e) 10. (Uepa) Os desfiles de moda parecem impor implicitamente tanto o “vestir-se bem” quanto o “ser bela” definindo desse modo padrões de perfeição. Nesses desfiles de moda, a rotação pélvica do andar feminino é exagerada quando comparada ao marchar masculino, em passos de igual amplitude. Esse movimento oscilatório do andar feminino pode ser avaliado a partir da variação do ângulo θ conforme ilustrado na figura abaixo, ao caminhar uniformemente no decorrer do tempo (t). Um modelo matemático que pode representar esse movimento oscilatório do andar feminino é dado por: θ t a) b) c) d) e) π 4π 3 cos t . Nestas condições, o valor de θ é: 10 2 3 π 8 π 10 π 12 π 18 π 20 11. (Fgvrj) A previsão mensal da venda de sorvetes para 2012, em uma sorveteria, é dada por x P 6000 50x 2000cos , em que P é o número de unidades vendidas no mês x ; x = 0 6 representa janeiro de 2012, x = 1 representa fevereiro de 2012, x = 2 representa março de 2012 e assim por diante. Se essas previsões se verificarem, em julho haverá uma queda na quantidade vendida, em relação a março, de aproximadamente: a) 39,5% b) 38,5% c) 37,5% d) 36,5% e) 35,5% 12. (Ufpr) Suponha que a expressão P = 100 + 20 sen(2 t) descreve de maneira aproximada a pressão sanguínea P, em milímetros de mercúrio, de uma certa pessoa durante um teste. Nessa expressão, t representa o tempo em segundos. A pressão oscila entre 20 milímetros de mercúrio acima e abaixo dos 100 milímetros de mercúrio, indicando que a pressão sanguínea da pessoa é 120 por 80. Como essa função tem um período de 1 segundo, o coração da pessoa bate 60 vezes por minuto durante o teste. a) Dê o valor da pressão sanguínea dessa pessoa em t = 0 s; t = 0,75 s. b) Em que momento, durante o primeiro segundo, a pressão sanguínea atingiu seu mínimo? 13. (Ufpb) Com o objetivo de aumentar a produção de alimentos em certa região, uma secretaria de agricultura encomendou a uma equipe de agrônomos um estudo sobre as potencialidades do solo dessa região. Na análise da temperatura do solo, a equipe efetuou medições diárias, durante quatro dias consecutivos, em intervalos de uma hora. As medições tiveram início às 6 horas da manhã do primeiro dia (t = 0). Os estudos indicaram que a temperatura T, medida em graus Celsius, e o tempo t, representando o número de horas decorridas após o início das observações, relacionavam-se através da expressão 4π π T t 26 5cos t . 3 12 Com base nessas informações, identifique as afirmativas corretas: ( ) A temperatura do solo, às 6 horas da manhã do primeiro dia, foi de 23,5 ºC. ( ) A função T(t) é periódica e tem período igual a 24 h. ( ) A função T(t) atinge valor máximo igual a 30 ºC. ( ) A temperatura do solo atingiu o valor máximo, no primeiro dia, às 14 h. ( ) A função T(t) é crescente no intervalo [0,8]. Gabarito: Resposta da questão a) A altura máxima ocorre quando o valor do seno é máximo, ou seja, 1: 2πt sen 1. 0,05 hmáxima = 5 cm b) Determinando o período P da função, temos: P 2π 0,05s. 2π 0,05 1 ciclo se realiza em 0,05; em 60s teremos 60/0,05 = 1200 ciclos completos Resposta [B] da questão 2: Sabendo-se que ângulos suplementares têm cossenos simétricos, concluímos que: π 2π f(1) f(3) f(5) f(7) 4 180 54 cos0 cos cos cos π 3 3 720. Resposta [C] da questão 3: da questão 4: Sabendo que cos(x) cos x, temos 7π 9π 7π f 4 sen 2cos 4 4 4 π π 4 sen 2cos 4 4 π 2sen 4 2. Resposta [A] O afastamento vertical da partícula, em relação à posição inicial, após meio segundo, é 1 1 1 1 s s(0) 10 sen 10 π 10 sen(10 π 0) 2 4 2 4 1 1 10 sen(5 π ) 10 sen0 4 4 0. Resposta a) da π valor máximo ocorre para cos 12 t 1 F(máx) 21 4( 1) 25 π F(t) 21 4cos t 12 π valor mínimo ocorre para cos t 1 F(máx) 21 4( 1) 17 12 questão 5: Portanto, a temperatura varia de 17°C a 25°C na superfície do lago. b) Para t ? temos F(t) 23 . Logo: π π π F(t) 21 4cos t 21 4cos t 23 4cos t 2 12 12 12 1 π cos t 2 12 Logo : π 2π t ou 12 3 t 8h π 4π t 12 3 ou t 16h Porém, o tempo em horas foi medido a partir das 06h da manhã, o que nos permite afirmar que a temperatura de 23°C foi atingida às: t1 6h 8h 14h e t 2 6h 16h 22h Resposta [C] f(x) sen(5x) Período da questão 6: questão 7: 2π . 5 Total: 21 intersecções com o eixo x. Resposta [A] da Sabemos que a lei de F é F(x) 20 10sen(x). π Portanto, como F(0) 20 e F 20 10 30, segue que a alternativa [A] apresenta o gráfico de F 2 no intervalo [0, 3]. Resposta [B] da questão 8: π 6 Dentre as funções apresentadas nas alternativas, I(t) 30 10cos t é a única cujo conjunto imagem é o intervalo [20, 40]. De fato, Im 30 10 [1, 1] [30 10, 30 10] [20, 40]. Resposta [A] da Se t = 0, temos A(0) = 1,6 – 1,4.sen0 = 1,6; π Se t = 3, temos A(3) = 1,6 – 1,4.sen = 0,2; Se t = 6, temos A(6) = 1,6 – 2 1,4.sen π = 1,6; questão 9: Se t = 9 temos, A(9) = 1,6 – 1,4.sen 3.π 2 = 3,0. Portanto, o gráfico da alternativa [A] é o correto. Resposta [B] da questão 10: da questão 11: 3 π 4π 3 θ cos 2 10 3 2 3 π θ cos 2π 2 10 3 π θ 1 2 10 3 π θ 2 10 Resposta [A] Mês de Março: P 2 6000 50 2 2000 cos 2π 7100 6 Mês de Julho: P 6 6000 50 6 2000 cos 6π 4300 6 Queda da quantia vendida em porcentagem: 4300 7100 7100 39,5% Resposta da questão a) Para t 0 s, temos P 100 20 sen(2 0) 100mm de Hg. Para t 0,75 s, vem P 100 20 sen(2 0,75) 100 20 80mm de Hg. b) A pressão sanguínea atingiu seu mínimo quando sen(2t) 1 sen(2t) sen 2t t 3 2 3 2 3 0,75 s. 4 Resposta VVFVV da questão 1 2 ( V ) T(0) = 26 + 5.( ) = 23,5o (V)P= 2π 24h π 2 ( F ) Valor máximo = 26 + 5.1 = 31 (V) 12: π 4π .t 2π t 8,8 6 14horas 12 3 ( V ) começa em 23,5o e vai aumentando até seu valor máximo quando t = 8 13: