Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 Resoluções Segmento: Pré-vestibular Coleção: Alfa, Beta e Gama Disciplina: Matemática Volume: 1 Unidade 1: Série 17 Conjuntos 1. A = {1, 2} O Conjunto A possui dois elementos: 1 e 2. O total de subconjuntos conjunto A é dado por 2² = 4. Assim, temos: - Subconjunto de A com 0 elementos: - Subconjuntos de A com 1 elemento: {1} e {2} - Subconjunto de A com 2 elementos: {1, 2} Logo: 1 A e 2 A A, 1 A, 2 A e A A 2. a) A = {1, 2, 3} O Conjunto A possui três elementos: 1, 2 e 3. O total de subconjuntos conjunto A é dado por 2³ = 8. Assim, temos: - Subconjunto de A com 0 elementos: - Subconjuntos de A com 1 elemento: {1}, {2} e {3} - Subconjuntos de A com 2 elementos: {1, 2}, {1, 3} e {2, 3} - Subconjunto de A com 3 elementos: {1, 2, 3} Logo: 1 A, 2 A e 3 A A, 1 A, 2 A, 3 A, 1,2 A, 1,3 A, 2,3 A e A A 1 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 b) A = {1, 2, {3}} O Conjunto A possui três elementos: 1, 2 e {3}. O total de subconjuntos conjunto A é dado por 2³ = 8. Assim, temos: - Subconjunto de A com 0 elementos: - Subconjuntos de A com 1 elemento: {1}, {2} e {{3}} - Subconjuntos de A com 2 elementos: {1, 2}, {1, {3}} e {2, {3}} - Subconjunto de A com 3 elementos: {1, 2, {3}} Logo: 1 A, 2 A e 3 A A, 1 A, 2 A, 3 A, 1,2 A, 1,3 A, 2,3 A e A A c) A = {1, {2, 3}} O Conjunto A possui dois elementos: 1 e {2, 3}. O total de subconjuntos conjunto A é dado por 2² = 4. Assim, temos: - Subconjunto de A com 0 elementos: - Subconjuntos de A com 1 elemento: {1} e {{2,3}} - Subconjuntos de A com 2 elementos: {1, {3}} - Subconjunto de A com 3 elementos: {1, 2, {3}} Logo: 1 A e 2,3 A A, 1 A, 2,3 A e A A 3. D Se A B e A , temos duas possibilidades: Assim, se x B , então x A . 4. Sabemos que A = {1, 2} e que B = {1, 2, 3, 4}. Como A X B , então todo elemento de A é um elemento de X e todo elemento de X é elemento de B. Assim, temos as seguintes possibilidades: - X = {1, 2} - X = {1, 2, 3} - X = {1, 2, 4} - X = {1, 2, 3, 4} 2 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 5. E A notação A 1, 2, 3,4 significa que A é um subconjunto do conjunto {1, 2, 3, 4} e, portanto, há 24 16 subconjuntos possíveis. 6. A 3,4,5,6 B 5,6,7 A B 3,4,5,6,7 A B 5,6 A B 3,4 B A 7 7. A tabela fica da seguinte maneira: A B {0} {0, 1} {0, 1, 2} {0, 1, 2, 3} CBA {0, 1, 2} {1, 2} {2} {0, 1, 2} {0, 1, 2} {0, 1, 2} {0, 1, 2} {0, 1, 2} B–A {0, 1, 2} {1, 2} {2} 8. A A (B C) x | x A e x (B C) Assim, podemos representar A (B C) do seguinte modo: B C A (B C) A 9. E Como P a,b,a, b, a P, b P e a, b P. Observe que a b a, b , logo a b P . 3 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 10. A = {2, 3, 5, 6, 7, 8}, B = {1, 2, 3, 4}, C = {1, 4, 6, 8} A B 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 (A B) C 2, 3, 5, 7 11. B Temos que: n(A B) n(A) n(B) n(A 30 20 n(B) 12 n(B) 30 20 12 n(B) 22 B) 12. a) Como B possui menos elementos que A, para que x seja máximo, basta que B A , ou seja, x máximo = 12. Para que x seja mínimo, basta que A e B sejam disjuntos, ou seja, A B . Assim, x mínimo = 0. b) Para que y seja máximo, basta que A e B sejam disjuntos, ou seja, A B . Assim, x máximo = 20 + 12 = 32. Como B possui menos elementos que A, para que y seja mínimo, basta que B A , ou seja, y mínimo = 20 elementos. 13. B Sabemos que n(A B) n(A) n(B A) . Assim: 12 8 n(B A) n(B A) 4 n(P(B A) P()) n(P(B A)) 24 16 Observação: P(X) é o conjunto de todos os subconjuntos de X, logo, n(P(X)) = 2k, onde k é o número de elementos de P(X). 14. D Lembre que: (I) : n(A B C) n(A) n(B) n(C) n(A B) n(A Do enunciado, sabemos que: n(A B) 8 n(A B) n(A) n(B) n(A B) Assim, temos: (II) : 8 n(A) n(B) n(A B) Analogamente: (III) : 9 n(A) n(C) n(A C) (IV) : 10 n(B) n(C) n(B C) 4 C) n(B C) n(A B C) Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 Somando as equações (II), (III) e (IV), concluímos que: 27 2n(A) 2n(B) 2n(C) n(A B) n(A C) n(B C) (V) : n(A B) n(A C) n(B C) 27 2n(A) 2n(B) 2n(C) Das equações (I) e (VI) e do enunciado, segue que: 11 n(A) n(B) n(C) 27 2n(A) 2n(B) 2n(C) 2n(A) n(B) n(C) 18 15. C Vamos definir os seguintes conjuntos: - A: conjuntos das mulheres que acreditam que os homens odeiam ir ao shopping. - B: conjunto das mulheres que acreditam que os homens preferem mulheres que façam todas as tarefas de casa. Assim, segue que: - A B : todas as mulheres pesquisadas. - A B : mulheres que acreditam que os homens odeiam ir ao shopping e acreditam que os homens preferem mulheres que façam todas as tarefas de casa. Portanto, 72 65 300 300 300 n(A B) 100 100 n(A B) 111 16. C Com as informações do enunciado temos o seguinte diagrama: 70 + 130 + 170 + x = 800 x = 430 5 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 17. C Vamos analisar um a um os intervalos em que o escritor pode ter nascido. I. Antes de 1800: A única alternativa que considera esse período é a C. II. Entre 1801 e 1900: As alternativas que englobam este período são: A, C e D. III. Entre 1901 e 2000: As alternativas que englobam este período são: B e D. Além disso, devemos desconsiderar a alternativa E, pois caso ela fosse verdadeira o inventor nem teria nascido (obrigatoriamente ele nasceu antes de 1860 ou depois de 1830). Deste modo, temos que alternativa C é a correta. Observação: é possível pensarmos no intervalo que vai além do ano 2000. Neste caso, teríamos a alternativa D como correta. Entretanto, é de se pensar que ainda não temos nenhum escritor famoso que nasceu depois desta data. 18. D Do enunciado, temos o diagrama abaixo: 40 – x + x + 36 – x = 67 76 – x = 67 x = 9 cm Podemos afirmar que 9 cm de B está em A e, como B mede 36 cm, a parcela de B que está em A, em porcentagem, é dada por: 9 100% 25% 36 6 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 19. Do enunciado, temos o diagrama abaixo: x pessoas têm sangue tipo O. 90 + 30 + 70 + x = 250 x = 60 20. Do enunciado, Meninos Meninos Meninas Meninas ruivos não ruivos ruivas não ruivas 2 10 x 12 x = números de meninas ruivas. 2 + 10 + x + 12 = 28 x = 4 Da tabela, o total de crianças ruivas era 2 + 4 = 6. 21. Com as informações do enunciado, podemos considerar o seguinte diagrama: Temos que: x 160 300 x 140 160 y 210 y 50 Assim, x + 100 + 160 + y = 140 + 100 + 160 + 50 = 450 7 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 22. Do enunciado, temos: Meninos Meninos Meninas loiros não loiros loiras x 16 – x 8–x x + 16 – x + 8 – x + 12 = 33 36 – x = 33 x=3 Assim, o total de meninas é dado por: 8 – x + 12 = 8 – 3 + 12 = 17 Meninas não loiras 12 23. D Do enunciado, temos o seguinte diagrama: 16 – x + x + 20 –x + y = 30 36 – x + y = 30 y=x–6 Como y ≥ 0, podemos afirmar que x – 6 ≥ 0 e que, portanto, x ≥ 6. Isso significa que o número de alunos que gostam de matemática e história é, no mínimo, 6. 24. Do enunciado, temos o diagrama abaixo: y 20 10 5 15 25 20 30 x 130 x5 Assim, cinco alunos não gostam de nenhum desses esportes. 8 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 25. D Com as informações do enunciado é possível construir o seguinte diagrama: 100 20 10 30 40 50 10 x 300 x 40 26. 111 0,111 1000 1 b) 0,111...111... 9 1 c) 0,142857142857...142857... 7 a) 27. 888 1000 b) 0,888... x (I) 8,888... 10x (II) Subtraindo a equação (I) da (II), temos: 9x 8 8 x 9 Assim, 8 0,888... 9 a) 0,888 9 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 c) 8,888... x (I) 88,888... 10x (II) Subtraindo a equação (I) da (II), temos: 9x 80 80 9 Assim, x 80 9 d) 2,3454545... x (I) 234,5454545... 10x (II) Subtraindo a equação (I) da (II), nessa ordem, temos: 99x 232,2 990x 2322 2322 x 990 8,888... 28. A 7x = 21 063 042, em que x é o valor que cada um dos amigos recebeu. Assim, temos: 21063042 x 30090006 7 29. E Vamos verificar a validade das alternativas, utilizando contraexemplos. - Alternativa a: Tomemos x = 0 e y 2 xy 0 2 0 , ou seja, racional (falso). - Alternativa b: Tomemos x = 1 e y 2 xy 1 2 2 , ou seja, irracional (falso). - Alternativa c: Tomemos y 2 2 y2 2 2 , ou seja, racional (falsa). - Alternativa d: Tomemos x = 0 e y 2 x y 0 2 2 , ou seja, irracional (falsa). 10 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 30. a) a b 3 2 3 2 2 3 (irracional). b) b c 2 3 2 3 4 (racional). c) a b 3 (2 3) 2 3 3 (irracional). 2 d) b c (2 3) (2 3) 22 3 4 3 1 (racional). 2 e) a2 3 3 (racional). 2 f) b2 (2 3)2 22 2 2 3 3 4 4 3 3 7 4 3 (irracional) 31. E Vamos analisar uma a uma, as alternativas. - Alternativa a: 2 x 0,222... 9 2 4 2 x 81 9 2 Como 0,444... 4 4 , a afirmativa é falsa. 9 81 - Alternativa b: 9 1 9 Como 1 < 1 é falso, a afirmativa é falsa. - Alternativa c x y 0 x 0 e y 0 ou x 0 e y 0 , portanto a afirmativa é falsa. - Alternativa d: Se x 0, x 0,999... x x x 0 x2 0 Logo, não podemos dizer que x² > x, o que invalida a afirmativa. Observação: é possível mostrar que a desigualdade x² > x é equivalente a x < 0 ou x > 1. - Alternativa e: Um número par é da forma 2n, com n pertencente ao conjunto dos números inteiros. Assim, um número ímpar pode ser escrito como 2n + 1 ou 2n – 1. Portanto, a soma de dois números ímpares pode ser escrita da seguinte maneira: (par) (2n 1) (2n 1) 4n (par) (2n 1) (2n 1) 4n 2 2 (2n 1) (2n 1) (2n 1) 4n 2 2 (2n 1) (par) Isso torna a afirmativa verdadeira. 11 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 32. a) Os números inteiros que pertencem ao intervalo [1, 18] são: 1, 2, 3, 4, ..., 18, ou seja, 18 – 1 + 1 = 18 números. Observe que os números 1 e 18 fazem parte do intervalo. b) Os números inteiros que pertencem ao intervalo ]1, 18[ são: 2, 3, 4, ..., 17, ou seja, 17 – 2 + 1 = 16 números. Observe que os números 1 e 18 não fazem parte do intervalo. c) Os números inteiros que pertencem ao intervalo [1, 18[ são: 1, 2, 3, ..., 17, ou seja, 17 – 1 + 1 = 17 números. Observe que o número 1 faz parte do intervalo, mas o número 18 não. d) Os números inteiros que pertencem ao intervalo [–9, 9] são: –9, –8, –7, ..., 7, 8, 9, ou seja, 9 – (–9) + 1 = 19 números. Observe que os números –9 e 9 fazem parte do intervalo. e) Repare que 10 2 14,14 e que 10 3 17,32 . Assim, podemos considerar o seguinte intervalo [10,14, 17,32]. Os números inteiros que pertencem a este intervalo são: 15, 16 e 17, ou seja, 17 – 15 + 1 = 3 números. 33. a) [3, 9[ b) ]4, 7] c) [3, 4] d) ]7, 9[ 12 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 e) [3, 4] ]7, 9[ 34. a) Existem infinitos racionais entre r e s. b) Existem infinitos irracionais entre r e s. c) Tome, sem perda de generalidade, r e s ambos positivos. Com efeito, podemos representa-los na reta real abaixo: (I): p – r = a (II): s – p = a Das equações (I) e (II), temos que: p–r=s–p 2p = r + s rs p 2 2p = r + s Como r e s são racionais, p é racional. rs Assim, o racional está entre os racionais r e s. 2 d) Analogamente ao item e, podemos fazer a seguinte construção: r (s r) 2 2 (s r) r (s r) 2 é irracional e r é racional, 2 é irracional e Como 2 2 está entre r e s. q 13 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 35. O número 3,145 é racional e 3,14 < 3,145 < 3,15. Logo, o número 3,145 é um exemplo de número racional, compreendido entre 3,14 e 3,15. 36. A Podemos fazer as seguintes transformações para comparar os valores apresentados: a 2,01 2,012 4,0401 b 4,2 2 7 49 7 5,44... 3 9 3 Como 4,0401 < 4,2 < 5,44..., temos que c 4,0401 4,2 5,44... , ou ainda, a < b < c. 37. A De 0 < x < y < 1, temos: x 0 x x x y x 1 0 x 2 xy x Ou,ainda : x 2 xy x 38. C Repare que a pode ser escrito da seguinte maneira: 2 a (3 2)2 32 2 3 2 2 9 6 2 2 11 6 2 Analogamente b, pode ser escrito da seguinte maneira: b 11 6 2 (3 2)2 3 2 Ou seja, a = b. 39. É possível mostrar a veracidade das proposições a, e e g. A proposição b é falsa e, para mostrar isso, basta encontrar para cada uma das afirmativas um contraexemplo, como mostrado abaixo: 2 ( 2) 0 , que é racional. 2 2 2 , que também é racional. A proposição c é verdadeira. Exemplos: ( 2) ( 2) 4 2 2 2 A proposição d é verdadeira. Exemplos: 2 2 2 2 , que é irracional. 2 3 6 , que também é irracional. 14 Pré-vestibular – Matemática Caderno 1 – Unidade I – Série 17 A proposição f é falsa e, para mostrar isso, basta encontrar um contraexemplo: 0 2 0 , que é racional. 40. a) 2 2 2 2 b) Do item a, 2 2 2 2 2 2 2 2 2 (racional). Daí, temos: 2 (I) Se 2 for irracional, então, podemos ter 2 nos leva a 2 , ou seja, um número racional. 2 2 e 2 , o que (II) Se 2 for irracional, então, podemos ter 2 e 2 , o que nos leva a representando um número racional. De (I) e (II), é um número racional. (c. q. d.) 15