GABARITO Matemática B – Extensivo – V. 7 Exercícios 01)D 04)B I. Falso. O diâmetro é dado por 2 . r = 2 . 2 = 4 cm. II. Verdadeiro. o volume é dado por π . r² = π . 2² = 4π cm² III. Verdadeiro. (x0, y0) = (0, 0) e assim, (x − x0)² + (y − y0)² = r² fica x² + y² = 4. 02)D Temos: x² + y² = 14x + 6y + 6 ⇔ x² − 14x +y² −6y = 6 ⇔ (x − 7)² − 49 + (y − 3)² − 9 = 6 ⇔ (x − 7)² + (y − 3)² = 64 Logo, o raio r é igual a 8 e o centro é o ponto (7, 3). Se p é o valor máximo de x, então p = 7 + 8 = 15. Se q é o valor máximo de y, então q = 3 + 8 = 11. Logo, 3p + 4q = 3 . 15 + 4 . 11 = 45 + 44 = 89. Logo, os pontos de intersecção da circunferência com o eixo x são (−2, 0) e (−4, 0). A intersecção com o eixo y é dada quando x = 0, então, se x = 0, na nossa equação temos: (0 + 3)² + (y − 3)² = 10 ⇔ y² − 6y + 8 = 0 ⇔ y1 = 2 ou y2 = 4. Logo, os pontos de intersecção são (0, 2) e (0, 4). Assim, o quadrilátero formado por esses pontos é: y Como o centro é C = (3, b) e essa circunferência tangencia o eixo y, temos que este ponto de tangência é dado por (0, b). c b Logo, o ponto pertence à reta, ou seja, a reta passa pelo centro da circunferência. 05)(x − 3)² + (y − 1)² = 9 A intersecção com o eixo x é dada quando y = 0, então, se fizermos y= 0 na nossa equação da circunferência, temos: (x + 3)² + (0 − 3)² = 10 ⇔ x² + 6x + 9 + 9 = 10 x² + 6x + 8 = 0 ⇔ x1 = −4 x2 = −2 03)B A distância de um ponto P à circunferência r é dada por: ax 0 + by 0 + c dp, r = a 2 + b2 Temos: r: 5x + 2y = 0, e o centro da circunferência é (2, −5). Assim, 5 . 2 + 2 . (−5) + 0 0 = =0 dp, r = 2 2 29 5 +4 3 x Assim, pela definição de circunferência, temos: dP, C = dP, (0,b) = r = 3 ⇔ ⇔ (3 − 5)2 + (b − 5 − 1)2 = 3⇔ 4 + (b − 5− 1)² = 9 ⇔ (b − 5 − 1)² = 5 ⇔ b − 5 − 1 = ± 5⇔ b= 2 5 + 1 ou b = 1 Mas pelo enunciado, b< 5 e 2 5 + 1 > 5. Logo, b = 1. E, assim, nossa equação fica: (x − 3)² + (y − 1)² = 9 4 2 x –4 –2 Que terá área A igual a: 4.4 2.2 − A = A4 − A2 = =8−2=6 2 2 4 2 06)B Matemática B 1 GABARITO ( y1 − y 0 ) . (x − x0) ⇔ ( x1 − x 0 ) 1 (y − 3) = (2 − 3) . (x − 0) ⇔ y − 3 =− x 7 ( 7 − 0) 02. Falso. (y − y0) = Da equação x² + y² −4 = 0 temos que: x² + y² = 4 = 2² e assim o raio é igual a 2. Logo, o octógono é formado por 8 triângulos isósceles de lados côngruos iguais a 2. ⇔ x + 7y − 21 = 0 ax 0 + by 0 + c 1 . 1+ 7 . 0 + (−21) −20 20 04.Falso. dB, r = = = = 2 2 2 2 50 5 2 1 +7 a +b 2 x 4 2 = 7 5 5 2 08.Falso. Se C = , e r = , a equação é dada por: 2 2 2 Mas note que o ponto (x, x), com x> 0, é um vértice do octógono e é pertencente a essa circunferência. Logo, x² + x² = 4 ⇔ 2x² = 4 ⇔ x² = 2 ⇔ x = ± 2, e como x > 0, x= 2. Ou seja, P = ( 2, 4 2 =2 2 2 2 2 2 x − 7 + y − 5 = 5 2 ⇔ x² − 7x + 49 + y² − 5y + 25 = 50 2 4 4 2 2 4 ⇔ x² + y² −7x − 5y + 6 = 0 2) pertence à circunferência. Assim, o lado do octógono é dado por: 16.Verdadeiro. A = dP, (0, 2) = ( 2 − 0)2 + ( 2 − 2)2 = = 2 + 2 − 4 2 + 4 = 8 − 4 2 A= 0 7 1 3 2 0 2 Assim, como a área de um octógono de lado a é dada por 2a² . (1 + 2), temos que: A=2. = 2 . (8 − 4 2) . (1 + 2) = = 2 . ( 8 + 8 2 − 4 2 − 8 ) = 2 . (4 2) = 09)A =8 2 ( 8−4 2 ) . (1 + 2 07)17 2 01. Verdadeira. dt, b = 2 2 5 5 = + = 2 2 2 2 7 5 − 1 + − 0 2 2 50 5 2 = 4 2 2 7 5 dT, A = − 0 + − 3 = 2 2 49 1 + = 4 4 50 5 2 = 4 2 2 2 7 5 dT, C = − 7 + − 2 = 2 2 50 5 2 = 4 2 2 49 1 + = 4 4 2 = 3 –2 –21 2 = –20 2 = 20 = 2 10 08)C 2) = 1 1 1 D Note que este é o triângulo retângulo pitagórico de lados 3, 4 e 5. Logo, P = (4, 3). Assim, a equação da reta é dada por: 3−0 . (x − 0) ⇔ 4y = 3x ⇔ 3x − 4y = 0 (y − 0) = 4−0 O centro do quadrado e, portanto, da circunferência, é dado pelo ponto em comum entre as retas dadas: x + 2y = 1 . (−2) −2x − 4 y = −2 ⇒ 2x − y = −3 2x − y = −3 ⇒ y = 1 ⇒ x = −1 Logo C = (−1, 1). − 5y − 5 O raio dessa circunferência é dado pelo lado do quadrado dividido por dois, pois ela está inscrita no quadrado. Assim, r = . 2 Mas ainda não sabemos o valor do lado do quadrado. Porém, sabemos o valor da metade da diagonal deste , que é dado pela distância do centro C ao ponto P = (−5, 3). diagonal = dP, C = (−5 − (−1))2 + (3 − 1)2 = 16 + 4 = 2 5. Logo, 2 Matemática B GABARITO Logo, a diagonal do quadrado é d = 4 5. Assim, como: ² + ² = d² ⇔ 2² =(4 5)² ⇔ ² = Ilustrando os três pontos dados no plano, temos: 16 . 5 = 8 . 5 = 40 ⇔ 2 4 ² = 40 ⇔ = 2 10. 2 10 = = 10. 2 2 Com isso, a equação da circunferência fica: (x − (−1))²+(y −1)² = ( 10)² ⇔ ⇔ x² + 2x + 1 + y² − 2y + 1 = 10 ⇔ ⇔ x² + y² + 2x − 2y − 8 = 0. Portanto, o raio da circunferência é r = Da equação r: 2x −3y + 5 = 0, temos: −3y = −2x − 5 ⇔ = 2. y− = 2x +− 5 m − 3 3 r 3 Como r é perpendicular à reta que estamos proucurando, denote por s tal reta, temos que: mr . ms = − 1 ⇔ 3 − 2 . ms = − 1 ⇔ ms = − . Assim, a equação de s é: 2 3 3 . (x − 5) ⇔ 2y − 20 = − 3x + 15 ⇔ 2 3x + 2y − 35 = 0. (y − 10) = − 11)D Nossa equação é dada por: x² + y² + px + qy + m = 0, que, ao completar quadrados, fica: 2 2 2 2 x + p − p + y + q − q + m = 0 2 2 22 4 ou seja, 2 2 2 2 x + p + y + q = p + q − m. 4 2 2 p q Logo, o centro é C = − , − . 2 2 2 p q A distância entre C e K é d = dC, K = − − p + − − q 2 2 = 9 2 9 2 3 2 p + q = p + q2. 2 4 4 Note, pelo gráfico, que o centro dessa circunferência é o ponto médio entre (−1, 4) e (3, 0). Assim: −1 + 3 2 Cx = xM = = =1e 2 2 4+0 4 Cy = yM = = =2 2 2 Logo, C = (1, 2). Como o centro da circunferência pela p q nossa equação é − , − , temos que: 2 2 p − = 1 p = −2 2 ⇒ q q = −4 − = 2 2 E a distância entre C e K fica: 3 3 2 2 p2 + q2 = (−2) + (−4) = 2 2 3 3 = 20 = . 2 5 = 3 5 = d 2 2 Falta encontrar m, mas como ponto (3, 0) está na circunferência, ele satisfaz a equação da circunferência, ou seja, 3² + 0² + (−2) . 3 + (−4) . 0 + m =0 ⇔ m = − 3. Portanto, d. m = (−3) . 3 5 = − 9 5 . 12)E 2 3 10)A –1 Da equação x² + y² − 4x − 6y − 36 = 0, temos: x² + y² − 4x − 6y − 36 = 0 ⇔ (x − 2)² − 4 + (y − 3)² − 9 − 36 = 0 ⇔ (x − 2)² + (y − 3)² = 49. Logo, o raio dessa circunferência é 7, e assim o diâmetro é 14. A área é dada por: π . r² = 7² . 3,14 = 49 . 3,14 = 153,86. Matemática B 3 GABARITO 13)B 15)A Note que o raio dessa circunferência é dado por: x² + y² − 4x − 4y + 4 = 0 ⇔ x² − 4x + y² − 4y + 4 = 0 ⇔ (x − 2)² − 4 + (y − 2)² − 4 + 4 = 0 ⇔ (x − 2)² + (y − 2)² = 4 Portanto, o raio é r = 2. Agora, note que a área da região hachurada é dada pela soma das área: A C N M + A C B + A B A N e C A são C B setores circulares e A B Assim, P = L1 ∩ L2 = (2, 3). Por outro lado, o centro da circunferência é o ponto C = (2, − 1) e a distância entre P e C é: C M no qual A intersecção de L1 e L2 é dada por: 2x − 3 y + 5 = 0 ⇒ x − 2y + 4 = 0 . (−2) 2x − 3 y + 5 = 0 −2x + 4 y − 8 = 0 y−3 = 0 ⇒ y = 3 ⇒x=2 dP, C = C dobro do raio da circunferência que tem raio 2. A é um triângulo retângulo de catetos de medidas iguais a 2. Portanto: A= 16)09 π π 2.2 π. 4 = π + 2. .2+ .2+ = 4 4 4 2 Obs.: 2 45° 45° = π , e ainda, 4 2 π 4 14)C O centro da circunferência é o ponto A = (0, yA), mas yA = f(0) = 0² − 5 . 0 + 6 = 6 e, assim, A = (0, 6). Como o raio é dado pela distância de A até B, temos: r = dA, B = (3 − 0)2 + (0 − 6)2 = 9 + 36 = 45. Assim, a equação da circunferência fica: (x − 0)² + (y − 6)² = ( 45)² ⇔ x² + (y − 6)² = 45 Matemática B x . 100 = 5, 8 . 34,4 x . 100 = 199,52 x = 1,9952 Que é aproximadamente 2° C. 02.Falso. O centro é (6, 0) e o raio é v = 5, então a equação da circunferência é: (x − 6)² + (y − 0)² ≤ 5² ⇔ x² − 12x + 36 + y² ≤ 25 ⇔ x² + y² − 12x + 11 ≤ 0 04.Falso. No ponto B, t = 5, e assim: x = 5 + 5 = 10 ⇒ B = (10, 21) y = 3 . 5 + 6 = 21 Se a circunferência passa por B = (xB, 0) da equação dada, temos: x² − 5x + 6 = 0 ⇔ x = 2 ou x = 3. Assumimos x = 3 pois, pelo gráfico, xB é o maior valor de x. E, assim, B = (3, 0). 4 01. Verdadeiro. Se em 100 anos cresce 5,8° C, em 34,4 anos crescerá x° C, ou seja: 100 ____ 5, 8° C regra de 3, 34, 4 ____ x ° C r α r Área do setor circular é dada por α . r . π 4 (2 − 2)2 + (3 − (−1))2 = 4, que é, por sinal, o No ponto A, t = 0 e assim: x = 0 + 5 = 5 ⇒ A = (5, 6) y = 3 . 0 + 6 = 6 E, com isso, dA, B = (10 − 5)2 + (21− 6)2 = 25 + 225 = 250 = 5 10 08.Verdadeiro. O volume do cubo de aresta x é dado por: V1 = x³ cm³. O volume do cubinho de 1 cm de aresta é: V2 = 1 . 1 . 1 = 1 cm³ Se foram retirados 8 cubinhos, um de cada vértice, o volume restante será: V = V1 − 8V2 = x³ − 8 . 1 = x³ − 8 = = x³ − 2³ = (x − 2)(x² + 2x + 4) GABARITO 17)D O centro da circunferência é C = (2, 2) e o raio é 2, então temos: y R Q C 0 x P O triângulo PQR inscrito em C com base PQ com o maior perímetro possível é o triângulo isósceles com PR = QR. Note que R é um ponto que pertence à reta y = x, e assim, R = (x, x). Por outro lado, R também pertence a C, logo se "colocarmos" as coordenadas de R na equação de C, encontramos x: (x − 2)² + (x − 2)² = 4 ⇔ x² − 4x + 4 + x² − 4x + 4 = 4 ⇔ 2x² − 8x + 8 = 4 ⇔ x² − 4x + 4 = 2 ⇔ x² − 4x + 2 = 0 ⇔ por Bháskara, x= ou seja, x = 2 + 2 ou x = 2 − 2. Mas, pelo gráfico, x = 2 + 2, ou seja, R = (2 + 2, 2 + 2). Assim, a área do triângulo PQR é: 0 2 A = 2+ 2 4 ± 16 − 4 . 2 . 1 4 ± 8 4 ± 2 2 ⇔x=2± 2 = = 2 .1 2 2 2 1 0 1 2+ 2 1 2 = 4(2+ 2 ) –4 = 2(2+ 2 ) –2 = 2+2 2 2 18)A x² + y² − 6x − 10y + 30 = 0 ⇔ x² − 6x + y² − 10y = −30 ⇔ (x − 3)² − 9 + (y − 5)² − 25 = − 30 ⇔ (x − 3)² + (y − 5)² = 4 Então o centro é (3, 5) e o raio é 2. Com isso, a ordenanda máxima de P é 5 + 2 = 7. E, assim, P = (3, 7). Com isso, a soma de suas coordenadas é 3 + 7 = 10. y P 7 5 0 Matemática B 3 x 5 GABARITO 19)B denadas: y 6 5 3 C 5 x 8 4 Note que o centro é C = (4, 3) e o raio é 5. Logo, os 6.8 = 24. catetos são 6 e 8, assim, A = 2 20)B 2y = −1 1 1 5 y =− , e com isso x =− − 2 ⇒ x = − . 2 2 2 5 1 Logo G = − , − . Por fim, o raio é: 2 2 2 0 −2y = −2x − 4 y = x + 2 ⇒ ⇔ 4 y = 2x + 3 4x = 2x + 3 Com as informações que temos, devemos achar o centro de C para termos o raio. O centro de C será o ponto de intersecção de duas retas. A primeira reta r será a reta perpendicular à reta dada y = − x + 2 (do fato de x + y = 2 ⇔ y = − x + 2) e que passa pelo ponto (0, 2). A outra reta será a reta s, perpendicular ao segmento AB (em que A = (1, 0) e B = (0,2)) e que passa pelo 2 5 1 dG, A = − − 1 + − − 0 = 2 2 49 1 5 = 2. + − 4 4 2 21)P = (−9, −12), d = 15 Da equação dada, temos: x² + y² + 6x + 8y = 75 ⇔ x² + 6x + y² + 8y = 75 ⇔ (x + 3)² − 9 + (y + 4)² − 16 = 75 ⇔ (x + 3)² + (y + 4)² = 100. Logo o centro é (−3, −4) e o raio é 10. O ponto da circunferência mais distante da origem é o ponto P = (xp, yp) indicado no gráfico abaixo: y ponto médio entre A e B. Reta r: Como r é perpendicular à reta y = − x + 2, então seu coeficiente angular será mr, em que mr . m = − 1 (m é o coeficiente angular da reta y = − x + 2). Assim, como y = − x + 2, temos que: m = −1 mr . m = − 1 ⇒ mr . (−1) = − 1 ⇒ mr = 1. Logo, como r passa por (0, 2), sua equação é: (y − 2) = mr . (x − 0) ⇔ y − 2 = 1 . (x − 0) ⇔ y = x + 2 2−0 = − 2. 0 −1 Assim, como s é perpendicular ao segmento AB, temos 1 = . que: ms . mAB = − 1⇔ ms . (−2) = − 1 ⇔ms− 2 O ponto médio entre A e B é: x A + x B y A + yB 1+ 0 0 + 2 1 , , = ,1. E, assim, a = 2 2 2 2 2 equação de s fica: 1 1 1 (y − 1) = ms x − ⇔ y − 1− = ⇔ 4y = 2x + 3 2 x − 2 2 0 P = (x p , y p) Portanto, a intersecção de r com s é o ponto G de coor- 6 x –4 Reta s: O segmento AB tem coeficiente angular mAB = –3 Matemática B Esse ponto, além de estar na circunferência, está na reta ilustrada. Tal reta tem como equação: −4 − 0 4 . (x − 0) ⇔ y = x. y−0= −3 − 0 3 (Pois passa pela origem e pelo centro da circunferência, que é C = (−3, −4)). 4 Logo, o ponto P é da forma x, x , e pertence à cir 3 cunferência, ou seja: 2 (x + 3)² + 4 x + 4 = 100 ⇔ 3 GABARITO 23)C 16 32 x² + x + 16 = 100 ⇔ 9 3 9x² + 54x + 81 + 16x² + 96x + 144 = 900 ⇔ 25x² + 150x − 675 = 0 ⇔ x² . 6x − 27 = 0 ⇔ x = −9 ou x = 3. x² + 6x + 9 + A equação da reta r que passa por PQ é: 5 − (−15) (x − 30) ⇔ y−5= 30 − (−30) y−5= 1 y− = x − 5 ou x − 3y − 15 = 0. 3 Pelo gráfico, adotamos xp = −9. 4 E assim: yp = . (− 9) = − 12. 3 Logo, P = (−9, −12). E então: dP, O = (−9 − 0)2 + (−12 − 0)2 = 15. (x − 30) ⇔ A distância de C à reta r é: 1 . (−5) − 3 . 10 − 15 −50 dC, r = = = 5 10 10 12 + (−3)2 x² + y² = 2y ⇔ x² + y² − 2y = 0 ⇔ ⇔ x² + (y − 1)² − 1 = 0 ⇔ x² + (y − 1)² = 1. Então o centro é (0, 1) e o raio é 1. Agora, note que como é um triângulo equilátero, todo ângulo interno do triângulo é 60°. E, assim, tomando ABC como abaixo: y C Logo, o raio da circunferência é 5 10. Assim, a equação da circunferência é: (x − 5)² + (y − 10)² = (5 10)² = 250. 30° Essa circunferência intercepta o eixo y quando x = 0. Então, (0 + 5)² + (y − 10)² = 250 ⇔ y² − 20y + 100 = 225 ⇔ y² − 20y − 125 = 0 ⇔ (y + 5) (y − 25) = 0 ⇔ y = − 5 ou y = 25. Assim, os pontos de intersecção são (0, −5) e (0, 25). E a distância entre eles é: 25 − (−5) = 30 m. 24)a) (x − 3)² + (y − 3)² = 8 b)y = x −2 c)B = (4 − 3, 2 − 3) B A 60 1 3 22)B 20 1 1 0 B = 30° e, assim, como AB = 1, temos Temos que AC que o triângulo retângulo tem lado BC igual a: A 3 1 BA ⇔ tg 30° = ⇔ BC = 3 − 1 = BC 3 BC B a)O raio desta circunferência é a distância entre A e B. x C Logo, o lado do triângulo é 2 . BC = 2 3. r= dA, B = (3 − 5)2 + (3 − 1)2 = 4 + 4 = 2 2 Logo, a equação é: (x − 3)² + (y − 3)² = 8 b)O ponto médio é: x + x B y A + yB 3 + 5 3 + 1 A , , = = (4, 2). 2 2 2 2 Como é perpendicular a AB, o coeficiente angular 1 , temos que: da reta proucurada é igual a − mAB m =− 1 −1 1 1 =− =− = = 1. 2 3 − 1 −1 mAB −2 3−5 Logo, a equação da reta proucurada é: (y − 2) = 1 . (x − 4) ⇔ y = x − 2. c)Como o coeficiente angular da reta AB é mAB = −1, temos que mAB = tg θAB = −1, ou seja, θAB = 45°. Que é côngruo ao ângulo θAB = 315°. Quando rotacionarmos a haste no sentido horário Matemática B 7 GABARITO em 60°, o ângulo final é: θ = θAB − 60° = 315° − 60° = 255° ≅ 75°, pois 255° é côngruo a 75°. Logo, θ = 75° = 45°+ 30°. Assim, o coeficiente angular m = tg θ = tg 75° = tg (30° + 45°) = 1+ 3 1 +1 3 tg 30° + tg 45° = 3 = 1+ 3 = = 1− tg 30° . tg 45° 1− 1 . 1 3 −1 3 −1 3 3 = ( . 3 −1 ( 1+ 3 )= 4+2 3 = 2 + 3 −1 3 + 1) 3 +1 3. Com isso, a equação da reta suporte da haste rotacionada é: y − 3 = (2 + 3) (x − 3) ⇔ y = (2 + 3)x − 3 3 − 3 ⇔ ⇔ y = (2 + 3)x − 3 (1 + 3). y 25)C O centro dessa circunferência tem coordenadas (5, y), pois a circunferência tangencia o eixo x no ponto (5, 0). Por outro lado, sabemos que: dC, A = dC, B, em que A = (1, 2) e B = (5, 0), ou seja, 16 + y 2 − 4y + 4 = y 2 20 − 4y = 0 y=5 Logo, o centro é (5, 5) e assim o raio é: r = (5 − 5)2 + (5 − 0)2 = 25 = 5 26)D x– 2 y= A 3 60° 1 B B 3 x 5 Agora, se ilustrarmos os dados que temos, note que o ponto B da haste rotacionada está exatamente na interseção das retas y = x − 2 e y = (2 + 3)x − 3 (1 + 3), (5 − 1)2 + ( y − 2)2 = (5 − 5)2 + (0 − y )2 A equação da reta r tangente à circunferência é dada por: (y − 2) = mr (x − 2), pois passa pelo ponto (2, 2). Note que mr = −1, pois essa reta tangente é perpendicular à reta y = x, que tem coeficiente angular igual a 1. Logo, a reta r fica: y − 2 = (−1) (x − 2) ⇔ y = − x + 4 e intercepta y = 2x no ponto: y = 2x y = 2x ⇒ y = −x + 4 . (−1) −y = x − 4 0 = 3x − 4 8 4 ⇒ x = e assim y = 3 3 4 8 ou seja, no ponto , . 3 3 27)F − F − V − V − V ou seja, x − 2 = (2 + 3)x − 3 (1 + 3) ⇔ (F)Pois θ pertence ao 2o quadrante, assim tg θ < 0, ou seja, m = tg θ < 0. y 3 + 3 3 − 2 = 2x + 3x − x ⇔ 1 + 3 3 = (1 + 3)x ⇔x= 1+ 3 3 1+ 3 . (1− 3 ) = 1− (1− 3 ) 3 + 3 3 −9 = 1− 3 −8 + 2 3 = ⇔x=4− 3 −2 ⇒y=4− 3−2⇒y=2− 3 θ Ou seja, B = (4 − 3, 2 − 3). 8 x Matemática B GABARITO 30)a) 30 u. a. b)D = (5, 5) r a)Note que o centro é C= (5, 0) e o raio é 5. Como B = (xB, 0) e B ∈ r, temos que: 3 . 0 + xB = 20 ⇒ xB = 20, logo, B = (20, 0). C (F) dC,r < R. dc Assim a área é: C A= (V) y= ax + b, em que a > 0, ou seja, f(x) = ax + b, que é crescente. R1 C2 (V) Pois, A, B e C serão devidamente escolhidos. 28)D Note que se P = (0, a), então substituindo as coordenadas de P em (x − 3)² + (y − 1)² = 25, temos: (0 − 3)² + (a − 1)² = 25 ⇔ 9 + a² − 2a + 1 = 25 ⇔ a² − 2a − 15 = 0 ⇔ a = 5 ou a = − 3. –3 x 2 − 40x + 400 = x² − 10x + 9 9x² − 90x + x² − 40x + 400 = 0 ⇔ 10x² − 130x + 400 = 0 ⇔ x² − 13x + 40 = 0 ⇔ x = 8 ou x = 5. Mas se x = 8, então y = 4 e esse é o ponto A = (8, 4). Então, tome x = 5 e, assim, y = 5, portanto D = (5, 5). a)r: y = 2x intercepta s nos seguintes pontos: x² + (2x)² = 5 ⇔ 5x² = 5 ⇔ x = ± 1 ⇒ A = (1, 2), B = (−1, −2) 5 Logo, se a ∈ (−3, 5), P é interior à circunferência. Se a = −3 ou a = 5, P é ponto da circunferência. Se a < − 3 ou a > 5, P é externo à circunferência. 29)C = 20 –80 = 60 = 30 u. a. 2 2 2 b)Como D ∈ r e D pertence à circunferência, temos −x + 20 que D = x, e assim, 3 31)a) A = (1, 2), B = (−1, −2) e C = (−2, −1) b)3 u. a. K 1 1 1 20 − x (x −5)² + = 25 ⇔ 3 x 2 − 40x + 400 = 25 x² − 10x + 25 + 9 R2 C1 4 0 0 2 dc1c2 (V) 8 20 5 Para y = x + b ser tangente à circunferência de equação x² + y² = 1, temos que ter: x² + (x + b)² = 1 ⇔ x² + x² + 2xb + b² = 1 ⇔ 2x² + 2bx + b² − 1 = 0 E Δ deve ser zero, ou seja: (2b)² − 4 . 2 . (b² − 1) = 0 ⇔ 4b² − 8b² + 8 = 0 ⇔ − 4b² + 8 = 0 ⇔ b² = 2 ⇔ b = ± 2. Por outro lado, h: y = x + 1 intercepta S nos pontos: x² + (x + 1)² = 5 ⇔ x² + x² + 2x + 1 = 5 ⇔ 2x² + 2x − 4 = 0 ⇔ x² + x − 2 = 0 ⇔ x = − 2 ou x = 1, E assim A = (1, 2) e C = (−2, −1) b)A = 1 2 –1 –2 –2 –1 2 1 1 1 = –8 + 2 = 3 u. a. 2 Como, pelo enunciado, queremos o valor positivo de b, tomamos b = 2. Matemática B 9 GABARITO 9x² +90x + 16x² − 40x + 25 = 0 ⇔ 25x² + 50x + 25 = 0 ⇔ x² + 2x + 1 = 0 ⇔x = −1. 32)E y 4(−1) − 2 = −2. Logo, P = (−1, −2). 3 b)(x + 5)² + (y −1)² = 25 E, assim, y = y=x (0,x) = P 3 1 c)Q ∈ Ox e Q ∈ t, então 4 . xQ − 3 . 0 − 2 = 0 ⇔ xQ− = . 2 1 Assim, Q = , 0. Logo: 2 –1 –2 1 3 A= x 1 2 0 1 –5 1 2 1 3 Essa circunferência é do tipo: (x − 3)² + (y − a)² = 9 e y = x é tangente a ela. Então: (x − 3)² + (x − a)² = 9 ⇔ x² − 6x + 9 + x² − 2ax + a² = 9 2x² − (6 + 2a)x + a² = 0 Precisamos ter Δ = 0, logo: (6 + 2a)² − 4 . 2 .a² = 0 ⇔ 36 + 24a + 4a² − 8a² = 0 ⇔ −4a² + 24a + 36 = 0 ⇔ a² − 6a − 9 = 0 ⇔ 6 ± 36 + 36 6 ± 6 2 = a= ⇔ a = 3 ± 3 2. 2 2 2 = 25 4 Note que S: x = 1 y 5 33)a) P (−1, −2) b)(x + 5)² + (y − 1)² = 36 25 c) u. a. 4 O raio da circunferência e a distância do centro: A = (−5, 1) a reta t: 4x −3y − 2 = 0. Logo, 4 . (−5) − 3 . 1− 2 −20 − 3 − 2 = =5 r = dA, t = 25 42 + (−3)2 Logo, a equação da circunferência é: (x + 5)² + (y −1)² = 25 4x − 2 a)O ponto P é dado por x, . E quando o subs 3 tituímos na equação da circunferência, temos: 2 4x − 2 (x + 5)² + − 1 = 25 ⇔ 3 5 2 E 3 1 P x 0 5 1 a)O ponto E é (1, 2). E o coeficiente angular (m) da reta tangente é o oposto inverso do coeficciente angular 1 da reta y= 2x. Logo, m =− . 2 1 Sendo assim, a reta tangente é: y − 2 =− (x − 1) ⇔ 2 x + 2y − 5 = 0. E b) O 2 4x − 2 x² +10x + 25 + − 1 = 25 ⇔ 3 10 12 + 2 34)a) x + 2y − 5 = 0 b)(2 3 + 1, 0). Mas como a circunferência está no 1o quadrante, a = 3 + 3 2. x² + 10x + 1 = P H O ponto de encontro das alturas será o ponto H, no qual H ∈ Ox e H pertence também à reta perpendicular ao segmento OP que passa por E. 16x 2 − 40x + 25 =0⇔ 9 Matemática B GABARITO III. Falso. x² + y² + 2x − 4y = 0 ⇔ x² + 2x + y² − 4y = 0 ⇔ ⇔ (x + 1)² −1 + (y − 2)² − 4 = 0 ⇔ ⇔ (x + 1)² + (y − 2)² = 5 Tal reta é dada por: −(0 − 1) (x − 1) y−2= (0 − 3 ) 3 3 + y − 2 =− ⇔ − 3x − 3y + 3 + 6 = 0 ⇔ 3 x− 3 Se r tangencia essa circunferência a distância, do centro (−1, 2) à reta r deve ser 5. Mas 3x + 3y − 3 − 6 = 0. −2 . (−1) + 2 . 1− 2 2 2 = = 5 < 5. Logo, a 5 5 (−2)2 + 12 reta r é secante à circunferência. 1 IV.Verdadeira. 2y + x + 10 = 0 ⇔ y = − x − 5 2 m E y − 2x − 2 = 0 ⇔ y = 2 x − 2. mr Logo, m . mr = −1. dC,r = Como H ∈ Ox, H = (x, 0), assim: 6+ 3 6 3 3x + 3 . 0 − 3 − 6 = 0 ⇔ x = = +1⇒ 3 3 x = 2 3 + 1. Logo H = (2 3 + 1, 0) 35)C y 37)a) x − y + 1 = 0 b)(x − 2)² + (y − 3)² = C B x r 1. Falso. 2. Verdadeiro. A equação da reta AB é: (y − 1) = 4. Falso. Pois 3 . 3 + 4 . 5 = 9 + 20 = 29 ≥ 12. 36)C 2 .1 = 1. 2 II. Falso. O raio é 2, e assim o ponto P = (0, 2) não pertence à circunferência. 38)D x² + y² − 6y + 7 = 0 ⇔ x² + (y − 3)² − 9 + 7 = 0 ⇔ x² + (y − 3)² = 2 I. Falso. O raio é 2. 3. Verdadeira. Basta imaginar essa circunferência. I. Verdadeiro. A = λ: x² + y² −4x − 6y − 3 = 0 λ: (x − 2)² + (y − 3)² = 16 Logo, Cλ = (2, 3) e rλ = 4. a)Se é perpendicular à reta r, seu coeficiente angular é 1, pois mr = −1. E como passa pelo centro Cλ = (2, 3), temos: y − 3 = 1 . (x − 2) ⇒ x − y +1 = 0 b)Como é tangente à reta r, o raio é a distância do centro até r, ou seja, 1. 2 +1. 3 + 0 5 5 2 dCλ, r = = = 2 2 12 + 12 Logo, a equação da circunferência concêntrica a λ é: 2 5 2 25 = . (x − 2)² + (y − 3)² = 2 2 A 5 −1 4 4 (x − 0) ⇔ y − 1 = x ⇔ y = x + 1 3−0 3 3 mAC E, por outro lado, −3x + 12 −3 x+3 ⇔y= y= 4 4 mr . m = −1. Logo, mAC r 25 2 II. Verdadeiro. III. Verdadeiro. Note que y = 1 + x tem coeficiente angular m1 = 1, enquanto que o coeficiente angular da reta que passa pelo centro (0, 3) e por P = (1, 2) é: 3−2 (x − 1) ⇔ y − 2 = (−1) . (x − 1)⇔ y−2= 0 −1 y = − x + 3 ⇔ y = −1x + 3. m2 Portanto, m1 . m2 = − 1, e assim, é perpendicular. Matemática B 11 GABARITO 39)C Temos x² + y² + 4x + 2y − 11 = 0 ⇔ (x + 2)² − 4 + (y + 1)² − 1 − 11 = 0 ⇔ (x + 2)² + (y + 1)² = 16. Esta circunferência tem centro C = (−2, −1) e o raio r = 4. A reta p, perpendicular a s tem equação 5x + 12y + k = 0 e será secante a circunferência quando dp, C < 4, isto é: 5 . (−2) + 12 . (−1) + k <4⇔ 52 + 122 k − 22 < 4 ⇔ k − 22 < 52 ⇔ −52 < k − 22 < 52 ⇔ 13 ⇔ −30 < k < 74. A reta p intercepta o eixo y num ponto cuja ordenada −k é . Assim, se −30 < k < 74, temos − 74 < − k < 30, ou 12 −74 −k 30 seja, < < . Logo, a ordenada do ponto em que 12 12 12 74 30 p corta o eixo y pertence ao intervalo − , , 12 12 40)C De C1 temos: x² − 2x + y² − 2y = 0 ⇔ (x − 1)² − 1 + (y − 1)² − 1 = 0 ⇔ (x − 1)² + (y − 1)² = 2. Logo, o centro de C1 é (1, 1) e o raio de C1 é r1 = 2. De C2 temos: x² − 4x + y² − 4y = 0 ⇔ (x −2)² − 4 + (y − 2)² − 4 = 0 ⇔ (x − 2)² + (y − 2)² = 8. Logo, o centro de C2 é (2, 2) e o raio de C2 e r2 = 8. e área de C2 = AC2 = π . r22 = π . ( 8)² = 8π. Note que C2 tem raio: dC, P = (13 − 9)2 + (−2 − 0)2 = 16 + 4 = 20. 42)D Assim, área de C1 = AC1 = π . r12 = π . ( 2)² = 2π. C1: x² + y² + 8x − 2y − 83 = 0 (x − 4)² − 16 + (y − 1)² − 1 − 83 = 0 ⇔ (x − 4)² + (y − 1)² = 100. 2−0 (V) A reta AB é: (y −0) = . (x − 1) ⇔ y = 2x − 2. 2 −1 1 1 Se − , − 3 ∈ AB, devemos ter − 3 = 2 . − − 2 2 2 ⇔ − 3 = − 3, logo, pertence. (F) Pois A nem pertence a esta reta. senα senβ (F) Pela lei dos senos temos que = ⇔ 1 2 2 (sen α ) ⇔ = 2 2. (sen β) Logo C2 : (x − 13)² + (y + 2)² = 20. Note agora que: dC1, O > RC1 + RC2, pois: (13 − (−4))2 + (−2 − 1)2 = 172 + 32 = 289 + 9 = = 298 ≈ 17,1 > 14,4 ≈ 10 + 20 = RC1 + RC2 Raio de C1 Raio de C2 Logo, estas circunferências não se tocam em ponto algum e são externas. Assim os pontos internos a C1 e externos a C2 são todos os pontos de C1, e a área de C1 é dado por: AC1 = π . R2c1 = π . 10² = π . 100 = 100π. 41)V - F - V - F - F (V) (x − 1)² + y² = 1 ⇔ x² − 2x + 1 + y² − 1 = 0 ⇔ x² + y² − 2x = 0 (F) Como o raio de λ1 é rλ1 = 1, o seu comprimento é 2π . rλ1 = 2π . 1 = 2π. 12 Matemática B Portanto, a área hachurada é igual a A = AC2 − AC1 = = 8π − 2π = 6π GABARITO ( 43)a) P = 3, 3 circulares de ângulo 120° e raio 2. A área do segmento circular é a diferença entre a área do setor circular AOB e a área do triângulo AOB, ou seja, 1 1 4π − . π . 2²− − . 2 . 2 . sen 120° = − 3. 2 3 3 ) b) 4π + 2 3 u.a. 3 a)Na figura a seguir, sejam O = (0, 0); Q = (2, 0); P = (xP, yP) e R = (xP, 0). Assim, a área pedida é: 4π 4π π . 2² − 2 . − 3 = + 2 3. 3 3 44)10 y P yp C 30° 2 30° 2 0 60° Q R x Como a circunferência que passa por P tem centro (2, 0) e é tangente o eixo y, ela contém a origem e seu raio é 2. Além disso, o triângulo OQP é isósceles com OQ = QP = 2 e, portanto, seu ângulo externo de vértice Q mede 2 . 30° = 60°. No triângulo QPR, QR 1 xP − 2 ⇔ xP = 3 e cos 60° = ⇔ − = QP 2 2 sen 60° = PR 3 yP ⇔ = ⇔ yP = 3. QP 2 2 ( ) Dessa forma, P = 3, 3 . b)Observe a figura a seguir: y 01. Falso. A alcança B no instante t = 2h ao passarem pelo marco de 120 km. A A t=0 O 60 A A t=1 O 60 60 A, B t=2 O 60 120 02.Verdadeiro. O ponto médio de AB é: x + x B y A + yB 0 + 5 3 + 0 5 3 M = A , = , . Logo, , = 2 2 2 2 2 2 o coeficiente ângular da reta que passa por M e pela 3 −0 3 origem é m = 2 = . 5 5 −0 2 04.Falso.As retas t e s não são perpendiculares, pois 16 4 4 ms . mt = . − = − ≠ − 1. 9 3 3 08.Verdadeiro. Note que: C: x² + y² − 2x − 10y + 22 = 0 ⇔ (x − 1)² + (y − 5)² − 25 − 1 + 22 = 0 ⇔ (x − 1)² + (y − 5)² = 4 Logo, o centro de C é CC = (1, 5) e o raio é rC = 2. Por outro lado, C' = x² + y² − 8x − 4y + 10 = 0 ⇔ (x − 4)² − 16 + (y − 2)² − 4 + 10 = 0 ⇔ (x − 4)² + (y − 2)² = 10. A C Logo, o centro de C' é CC' = (4, 2) e o raio é rC' = 10. dCC , CC ’ = (4 − 1)2 + (2 − 5)2 = 3 2 e rC + rC' = 2 + 10. Com isso, temos: 60° 0 x 60° Portanto: dCC , CC ’ = 3 2 ≈ 4,24 < 5,16 ≈ 2 + 10 = rC + rC'. B A área da região sombreada é a diferença entre a área do círculo de raio 2 e a área de dois segmentos Matemática B 13 GABARITO 48)B 45)A Representando as circunferência C1 e C2 de raios 2 e 3, respectivamente, e a reta r pela figura: A 10 3 02 01 2 B C2 C1 r C s O1 = (4, 3) e O2 = (10, 11) A distância entre os dois postes deverá ser 2a. c Temos por II e III que b = 5 e que e = = 0,943. Com a c2 isso, 2 = (0,943)² = 0,889, ou seja c² = 0,889a². a Dessa forma, da fórmula a² = b² + c², temos: a² = b² + 0,889a² ⇔ a² . (1 − 0,889) = b² ⇔ 1 0,111a² = b² ⇔ a² = 5 . ⇔ 0,111 1 1 1 =5. = 5 . = 5 . 3 = 15. Logo, a a = 52 . 1 0,111 0, 333 3 distância deverá ser aproximadamente: 2a = 2 . 15 = 30 m 49)A Temos O1O2 = (10 − 4)2 + (11− 3)2 = 10. Traçando a reta s paralela à r pelo centro O2, obtemos o retângulo ABCO2, sendo BC = AO2 = 3 e AB = O2C. Pelo teorema de Pitágoras, no triângulo O1O2C, temos: 10² = (2 + 3)² + (O2C)² ⇔ AB = 5 3. 46)C A reta procurada terá pontos da forma (x, x + b). Quando "colocarmos" a reta na equação da elipse, temos: x2 x2 + (x + b)² = 1 ⇔ + x² + 2xb + b² − 1 = 0 ⇔ 4 4 5x 2 5x 2 − 1 = 0 (*) + 2xb + b² − 1 = 0 ⇔ b² + 2xb + 4 4 Para a reta ser tangente, devemos ter Δ = 0, ou seja, 5x 2 4x² − 4 . − 1 = 0 ⇔ 4x² − 5x² + 4 = 0 ⇔ x = ± 2 4 Assim, em (*) se x = 2, temos que: b² + 4b + 4 = 0 ⇔ b1 = −2 ou, em (*) se x = −2, temos que: b² − 4b + 4 = 0 ⇔ b2 = 2. x² + y² + 2x + 4y − 4 = 0 ⇔ (x + 1)² − 1 + (y + 2)² − 4 − 4 = 0 ⇔ (x + 1)² + (y + 2)² = 9. Logo, o centro de C1 é (−1, −2). Agora, note que o raio de C2 é igual a dC1, C2 − raio de C1, pois elas são tangentes. Logo, rC2 = (−1− 4)2 + (−2 − 3)2 − 3 = 25 + 25 − 3 = 5 2 − 3. Logo, a soma de b1 com b2 fica 2 + (−2) = 0. 50)B 47)D Pelas informações do gráfico temos que: 80 120 − 10 = 50 e b = − 10 = 30. a= 2 2 Logo, por Pitágoras temos: a² = b² + c² ⇔ 50² = 30² + c² ⇔ c² = 2500 − 900 = 1600 ⇔ c = 40 Assim, como |F1 − F2| = 2c, temos que a distância é de 2 . c = 2 . 40 = 80 metros. 14 Matemática B (V)Se x = 0, então y = 1. Se y = 0, então x = −1. Logo, a circunferência tangencia em (0, 1) e (−1, 0). 9x 2 + 4 y 2 = 36 (V) 2 x + (−4)y 2 = 4 10x 2 = 40 x² = 4 ⇔ x = ± 2 E, assim, elas se interceptam em (2, 0) e (−2, 0), que são, de fato, os vértices da hipérbole. (F)O semieixo maior da elipse 9x² + 4y² = 36 ⇔ x 2 y2 + = 1 é paralelo ao eixo y. 4 9 x2 O eixo real da hipérbole x² − 4y² = 4 ⇔ − y² = 1 é 4 paralelo ao eixo x. GABARITO 51)B c) Note que P pertence à reta y = x, logo P =(k, k). Como (k, k) está na elipse, temos: k2 k2 + = 1 ⇔ k² + 4k² = 100 ⇔ 5k² = 100 ⇔ k² = 20 100 25 ⇔ k = 2 5, positivo pelo fato de P ∈ 1° quadrante. Assim, P = (2 5, 2 5) e, com isso, 5 3 c 5 = a 3 e= 2 2 ( ) ( ) 55)a) x − 5 + x − 4 = 1 9 4 Centro = (5, 4) a = 5 − 2 = 3 e b = 6 − 4 = 2. 2 dO, P = (2 ) ( 2 ) 5 − 0 + 2 5 − 0 = 20 + 20 = = 40 = 2 10. 52)C Pela definição de elipse, a corda deverá medir 2a, como a = 10, a corda deverá medir 2 . 10 = 20 m. (x − 1)2 56) 3−0 3 (x − 5) ⇔ y = − (x − 5) ⇔ 0−5 5 5y + 3x − 15 = 0. AC . BD 10 . 6 = (F)A = = 30. 2 2 (V)O raio desta circunferência deverá ser: 3 . 0 + 5 . 0 + (−15) −15 15 = = . = dO, AB 34 34 32 + 52 (F)y − 0 = 225 Logo, a equação ficará: x² + y² = 34 2 x2 y (V) + = 1 ⇔ 9x² + 25y² = 225 25 9 (V)É interior, pois se substituirmos (3, 2) na fórmula temos 9 . 3² + 25 . 2² = 81 + 100 < 225. Basta de senhar a reta AB para verificar que P é exterior ao x² + 4y² − 2x + 16y + 13 = 0 ⇔ (x − 1)² − 1 + (2y + 4)² − 16 + 13 = 0 ⇔ (x − 1)² + 4(y + 2)² = 4 ⇔ (x − 1)2 x 2 y2 x 2 y2 + = 1 ⇔ 2 + 2 = 1 ⇒ a = 3, b = 2 e por Pitá9 4 3 2 goras c² = a² − b² = 9 − 4 = 5 ⇒ c = 5. F2 = ( 5, 0). b)6 e 4 eixo maior = 2 . a = 2 . 3 =6 eixo menor = 2 . b = 2 . 2 = 4 2 + ( y + 2) =1 4 1 a = 2 b = 1 ⇒ c² = a² − b² = 4 − 1 = 3 ⇒ c = 3 . Logo, os focos são F1 = (1 – 3 , –2), F2 = (1 + 3 , –2) 57)12 m Pelos dados fornecidos, temos a = 10 e b = 8. Logo, por Pitágoras, a² = b² + c² ⇔ 100 = 64 + c² ⇔ c = 6. Assim, a distância focal é igual a 2 . c = 2 . 6 = 12 m. 2 54)a) V1 =(−3, 0), V2 = (3, 0), F1 = (− 5, 0) e F2 = ( 5, 0) + quadrilátero. Logo, V1 =(−3, 0), V2 = (3, 0), F1 = (− 5, 0) e 2 ( y + 2) = 1; 4 1 F1 = (1 – 3 , –2), F2 = (1 + 3 , –2) 53)F − F − V − V − V 2 ( ) ( ) Logo, a equação fica: x − 5 + x − 4 = 1 2 2 3 2 2 2 (x + 4) − 3 y ( ) b) + =1 1 16 Centro = (−4, 3) a = 7 − 3 = 4 e b = − 3 − (−4) = 1 2 2 ( ) ( y − 3) Logo, a equação fica: x +2 4 + =1 2 1 4 2 2 58)(x + 3) + ( y − 4) = 1; focos F1 = (– 3, 0), F2 = (–3, 8) 20 36 9x² + 5y² + 54x − 40y − 19 = 0 (3x + 9)² − 81 + 5 (y² − 8y) − 19 = 0 (3 (x + 3)) ² + 5 (y − 4)² − 80 = 100 9 (x + 3) ² + 5 (y − 4)² = 180 2 2 ( ( y − 4) x + 3) + =1 20 36 b = 20 a = 6 Por Pitágoras, c² = a² − b² = 36 − 20 = 16 ⇒ c = 4. Assim, F1 = (– 3, 0), F2 = (–3, 8). Matemática B 15 GABARITO 59)Centro: C = (4, –3); a = 5, b = 4; focos F1 = (1, – 3), F2 = (7, – 3) 62)D Do enunciado temos a figura: Centro = (4, −3) y A(0,9) Como a = 5 e b = 4, por pitágoras c = 3. Assim, os focos são: F1 = (4 − 3, −3) = (1, −3) F2 = (4 + 3, −3) = (7, −3) 6 F2 x e as medidas dos eixos são: maior 2 . a = 2 . 5 = 10 menor 2 . b = 2 . 4 = 8 a=9 b=? c=6 9 B(x,3) 0 60)Vértices: A1 = (–5, 0) e A2 = (5, 0); focos F1 = (− 21, 0), F2 = ( 21, 0) 4x² + 25y² = 100 x 2 y2 + = 1⇒ c² = 25 − 4 ⇒ c = 21 25 4 a = 5 b = 2 6 x –6 F 1 Temos que b² + c² = a² ⇒ b² + 6² = 9² ⇒ b² = 45 ⇒ b = 45 Assim, a equação da elipse fica: x 2 y2 61) + =1 1 10 Como B (x, 3) pertence à elipse, temos: 32 x 2 + = 1 ⇔ x = 2 10. 81 45 Vértices: V1 = (–5, 0) e V2 = (5, 0) Focos: F1 = (− 21, 0), F2 = ( 21, 0) Como F1 = (0, −3) e F2 = (0, 3), temos que c = 3 e o centro é (0, 0). Por ser 2 o comprimento do eixo menor, temos que b = 1. E, assim, a² = b² + c² = 1² + 3² = 10 ⇒ a = 10. Portanto a equação fica: x 2 y2 + =1 1 10 1 Logo, a área do triângulo BF1F2é: − . 12 . 2 10 = 12 10 2 63)E Como está centrada na origem e passa pelos pontos (1, 0) e (0, −2), temos que a = 2 e b = 1. Assim: c² = a² − b² = 2² − 1² = 3 ⇒ c = 3. Logo, a distância focal é 2 . c = 2 3 e a excentricidade ée= 16 y2 x 2 + =1 81 45 Matemática B c 3 = . a 2