MATEMÁTICA 6) CADERNO 4 – CURSO E = FRENTE 1 – ÁLGEBRA 2x 55 = x4 1x € 10 – 5x = x 2 € x2 –4€ + 5x – 14 = 0 € x = – 7 ou x = 2 A nova matriz obtida, de acordo com o enunciado, é – 4x 3x 1 4 2x –x 2 –1 = = 23 –– 4x 3x 1 – 2x 4+x 1 Resposta: x = ––– ou x = – 1 2 Resposta: B 1 2 1 3 4 1 4 6 2 – x . 43 1 € x = – 1 ou x = ––– 2 A solução positiva, x = 2, é um número primo. 2) 23 1 4 II) det(A – x . B) = 0 fi fi (2 – 4x) . (4 + x) – (1 – 2x) . (3 – 3x) = 0 € € 8 + 2x – 16x – 4x2 – 3 + 3x + 6x – 6x2 = 0 € € – 10x2 – 5x + 5 = 0 € 2x2 + x – 1 = 0 € n Módulo 15 – Determinantes 1) 23 I) A – x . B = 7) 2 –2 1 x –x –3 3 4 x = 175 € € – 2x2 + 4x + 18 + 3x + 24 + 2x2 = 175 € , e o determinante dessa matriz é € 7x + 42 = 175 € 7x = 133 € x = 19 Resposta: V = {19} 8 + 8 + 18 – 16 – 6 – 12 = 0 Resposta: C 8) 3) x 1 0 x + 0 y y 1 = x y+1 y x+1 € € x . x – 0.1 + 0.1 – y.y = x(x + 1) – y(y + 1) € € x2 – y2 = x2 + x – y2 – y € 0 = x – y € y = x Observe que a expressão da alternativa a está correta, pois trata-se de uma soma de matrizes, porém, não é equivalente à expressão dada no enunciado que é uma soma de determinantes. Resposta: E 4) II) fi x z 4 x2 2 0 y+z x2 = 4 y=0 € z=2 y+z=–x y 1 5 –1 1 2 = 4z = y –x fi x=–2 y=0 z=2 –2 2 4 0 1 5 –1 1 2 = = – 4 – 10 + 4 + 10 = 0 Resposta: B 11 x1 ––––––––– = 1 1 x 1 I) A = Bt fi 1–x =1–x€ 1x 11 € –––––– 1–x 9) 1 +3 a 1––1a = 0 € (1 + a) . (1 – a) + 3 = 0 € € 1 – a2 + 3 = 0 € a2 = 4 € a = 2 ou a = – 2 € (1 – x)2 = 1 – x € (1 – x)2 – (1 – x) = 0 € Resposta: A € (1 – x) . (1 – x – 1) = 0 € (1 – x) . (– x) = 0 € € x = 1 ou x = 0 fi x = 0, pois deve-se ter 1 – x ≠ 0 € x ≠ 1 fi 10) I) A . B = I fi fi S = {0} Resposta: E 5) € – a4 –– 44b fi Se a matriz A é quadrada de ordem 2 com aij = 2i – j, para i = j , então: aij = 3i – 2j, para i ≠ j I) A = aa II) det A = = 3.22.1––2.11 21 a12 a22 1 –1 4 2 11 Resposta: E 3.1 – 2.2 2.2 – 2 = 2 – (– 4) = 2 + 4 = 6 = 14 –1 2 –a4 a– a– –4 –4 1 b . –14 a–5 – 4 – 5b 4=1 5=0 € – 4b = 0 – 5b = 1 = 10 –54 1 –1 0 1 = 10 0 1 € fi ab == 5– 1 II) Para a = 5 e b = – 1, tem-se A = III) det A = 1 –5 –a4 1 b = –54 1 –1 =–5+4=–1 IV) det A2 = det (A . A) = det A . det A = (– 1) . (– 1) = 1 Resposta: A –1 22 –51 + k . 10 01 = = 22 –51 + k0 0k = 2 +2 k 5–+1k II) det(M + k . I) = 0 fi 2 + k – 1 2 5+k =0fi a–b b–c c–a 11) I) M + k . I = 6) a c b d = – c a d b = d b c a 7) , pois cada troca de ac = ba b d c d –3b2a – 2c 3d c d b b b =0 + x+a y+a z+a x y z .(–1) + =a.b. x y z x+b y+b z+b x y z = = + 1 1 1 1 1 1 = a . b . 0 = 0, pois a 2a. e a 3a. colunas são Resposta: A , pois trata-se do determinante de = (– 2) . 3 . ba a a a 0 0 0 b–c c–a a–b + m+1 m+1 m+2 m+3 m+2 m+3 m+4 = m+2 m+3 m+3 m+4 m+5 = (– 2) . 3 . x = – 6x 1 1 1 2 2 2 = 0, pois a 2a. e a 3a. + .(–1) + uma matriz e da sua transposta, cujos valores são iguais. II) y = a–b b–c c–a iguais. 8) I) x = = Resposta: E filas paralelas provoca a troca do sinal do valor do determinante. Observe que, inicialmente, trocaram de posição a 1a. e a 2a. linhas e, finalmente, trocaram de posição a 1a. e a 2a. colunas. Resposta: D 2) c–a a–b b–c x1 n Módulo 16 – Propriedades dos Determinantes D = b–c c–a a–b x1 fi (2 + k) . (5 + k) + 2 = 0 € 10 + 2k + 5k + k2 + 2 = 0 € € k2 + 7k + 12 = 0 € k = – 4 ou k = – 3 Resposta: C 1) D= colunas são proporcionais. Resposta: C y – 6x III) –– = ––––– = – 6 x x n Módulo 17 – Teorema de Laplace, Regra de Chió e Outras Propriedades Resposta: C 3) I) det A = 2 fi €4. II) det B = 1 1 1 4 4 4 a b c m n p = 3 . (– 1) . a b c m n p a b c 1 1 1 3 3 3 a b c m n p =2€ =2€ =3. m n p 1 1 1 a b c m n p m n p a b c 1 1 1 1 = –– 2 1) A23 = (– 1)2 + 3 . 20 1 2 1 3 1 2 , tem-se a23 = 1 e o seu cofator é dado por: = = 2) Se A é uma matriz quadrada de ordem 4 e det A = – 6, então: det(2A) = x – 97 fi 24 . det A = x – 97 fi fi 16 . (– 6) = x – 97 € – 96 = x – 97 € x = 1 Resposta: C 5) “O determinante da matriz At (transposta de A) é igual ao determinante da matriz A”, pode ser expressa matematicamente por det(At) = det A Resposta: D = (– 1) 5 .2=–2 0 x2 x 0 4 x 6 7 0 3x 3 0 0 x 4 5 = 0 ⇔ 4 . (– 1)1 +2 x2 3x x . x 3 4 =0⇔ 0 0 5 x 3 1 1 1 1 ⇔ 4 . (– 1)3 . x . x 3 4 = 0 ⇔ 4 . (– 1) . x . x . 3 . 1 1 4 = 0, 0 0 5 0 0 5 Resposta: D 4) 1 1 Resposta: D 1 =– 3 = 3 . (– 1) . –– –– 2 2 2– 2 1 0 Na matriz A = 1 para qualquer x Œ ⺢, pois 1 0 Resposta: D 3) 0 x 1 0 0 0 x 8 2 x2 log x 1 0 0 8 x 1 1 0 1 4 = 0 (filas paralelas iguais) 5 x = 0 ⇔ 2 . (– 1)1 + 3 . 1 0 0 x 8 0 8 =0⇔ x ⇔ 2 . (– 1)4 . (x3 – 64x) = 0 ⇔ 2 . 1 . x . (x2 – 64) = 0 ⇔ ⇔ x = 0 ou x2 – 64 = 0 ⇔ x = 0 ou x = – 8 ou x = 8 Resposta: D 4) 1 a a 0 a 1 0 a a 0 1 a 0 a a >0 1 7) det(A2) = det(A . A) = det A . det A = (det A)2 Resposta: B 8) Para A = 1 0 –1 –1 1 1 1 0 –1 –1 1 1 eB= 03 0 3 1 4 1 4 2 5 2 5 , tem-se: = – 33 0 1 2 –5 –7 5 7 Multiplicando a 2a., a 3a. e a 4a. coluna por 1 e somando-as à 1a. coluna, tem-se: I) A . B = 2a 2a 2a 2a II) n = det(AB) = 0, pois a 2a. e a 3a. linha são proporcionais. + + + + 1 1 1 1 a 1 0 a a 0 1 a 0 1 a 1 a > 0 ⇔ (2a + 1) . 1 1 1 a 1 0 a a 0 1 a 0 a a 1 1 0 0 0 (2a + 1) . a a 1–a –a –a 1–a 0 0 ⇔ (2a + 1) . 1 . (– 1)1 + 1 . 0 a a 1 III) Para n = 0, tem-se 7n = 70 = 1 >0 Multiplicando a 1a. linha por (– 1) e somando-a às outras linhas, tem-se: Resposta: 1 9) >0⇔ 1–a –a –a 1–a 0 0 a a 1 I) A = 10 1 1 fi det A = 1 II) B = ac b d fi det B = ad – bc III) det(AB) = 0 fi det A . det B = 0 fi fi 1 . (ad – bc) = 0 ⇔ ad – bc = 0 Resposta: C >0⇔ ⇔ (2a + 1) . 1 . 1 . [(1 – a)2 – a2] > 0 ⇔ ⇔ (2a + 1) . (1 – 2a + a2 – a2) > 0 ⇔ 1 1 ⇔ (2a + 1) . (1 – 2a) > 0 ⇔ – ––– < a < ––– , pois o gráfico da 2 2 função f(a) = (2a + 1) . (1 – 2a) é do tipo . 10) – sen x –8 –5 0 – sen x cotg x 0 0 cos x = 0 ⇔ sen2x . cos x = 0 fi cos x fi cos x = 0, pois sen x ≠ 0 (observe que cotg x = ––––––– sen x não existe para sen x = 0, consequentemente, o determinante dado não poderia ser calculado). π Assim, cos x = 0 ⇔ x = –– + n . π, n Œ ⺪ 2 Para 0 ≤ x ≤ 2, o menor valor de x é obtido fazendo n = 0, que π resulta x = –– . 2 Resposta: D Resposta: B 5) Se A e B são matrizes quadradas de ordem n, são verdadeiras n Módulo 18 – Inversão de Matrizes as seguintes propriedades: I) det A = det At 1) II) det(A . B) = det A . det B Seja M = 41 31 , então: III) det(A2) = det(A . A) = det A . det A = (det A)2 IV) det A . det At = det A . det A = (det A)2 I) det M = 4 · 1 – 3 · 1 = 1. Não é verdadeira a afirmação det(A + B) = det A + det B II) M’ = Resposta: A 6) I) A = x1 4 x fi det A = x II) B = x 1 0 x 2 –4 fi det B = – x2 III) det (A . B) = 0 fi det A . det B = 0 fi fi (x2 – 4) . (– x2) = 0 ⇔ x2 – 4 = 0 ou – x2 = 0 ⇔ ⇔ x2 = 4 ou x2 = 0 ⇔ x = – 2 ou x = 2 ou x = 0 Resposta: E –31 –14 é a matriz dos cofatores. –– –– III) M = (M’)t ⇒ M = –11 –3 4 1 IV) M–1 = –––––– · M ⇒ M–1 = det M –11 –34 Resposta: B –3 2) Se b = b12 for o elemento da 1.° linha e 2.° coluna matriz inversa, então: A21 –2 b = b12 = ––––––– = ––– = –1 det M 2 Se as matrizes são inversas uma da outra, então: A·B=I⇒ 11 ⇔ 11 ·· 22 ++ 24 ·· xx ⇔ 22 ++ 2x4x ⇔ · 2x 2 4 –1 y = 10 01 ⇔ 1 · (–1) + 2 · y 1 · (–1) + 4 · y –1 + 2y –1 + 4y 2 + 2x = 1 2 + 4x = 0 ⇔ –1 + 2y = 0 –1 + 4y = 1 = 10 01 ⇔ Resposta: B = 10 01 ⇔ 1 x = – –– 2 5) 1 1 ⇒ x + y = – –– + –– = 0. 2 2 1 y = –– 2 Seja A–1 = ⇔ 1 ⇔ – 6x2 + 3x ≠0 ⇔ 3x (–2x + 1) ≠ 0 ⇔ x ≠ 0 e x ≠ –– 2 b , então: d 1 0 0 –1 · 1·a+0·c 0 · a + (–1) · c a –c b –d b d 0 1 II) A + A–1 = = A–1)2 1 0 = 0 –1 2 0 + 0 –2 02· 2· 2++(–2)0 · ·00 ⇔ 1 0 0 1 0 1 = 6) I) Se B = 0 –1 2 0 A–1 = 0 –2 = 2 0 1 0 0 –2 0 –1 0 4 ⇔ a – a2c IV) (A + = = 2 0 0 –2 · 0·0 20 ·· 44 ++ (–2) ·0 Assim, (A + A–1)3 4 0 0 4 = 80 0 –8 ⇔C= =8·A Resposta: E 4) Se M = 1 0 2 1 I) det M = 0 2 2 –2 0 = , então: 0 1 =2 1 0 3 = 10 01 ⇔ a=1 b=0 1 c = –– 2 ⇔ 2 2 · 1 0 1 –– 2 1 – –– 2 2 2 6 1 –– 2 1 – –– 2 = – 1 1 4 0 0 –2 –1 –1 = + =C⇔ 1 –1 · 0 + 2 · – –– 2 –2 0 0–1 0–1 3 –1 = 1 1 3 · 0 + 2 · – –– 2 1 –1 · 1 + 2 · –– 2 B–1 1 d = – –– 2 1 3 · 1 + 2 · –– 2 3+1 –1 + 1 Resposta: B · ac bd = 10 01 ⇔ = 10 01 ⇔ 3 –1 IV) det (A – B + C) = 0 1 = (–1) (2 – 0) = –1 · 2 = –2 2 =C⇒ III) A – B + C = 2 –2 0 II) A21 = (–1)2 + 1 · 4– 0 1 1 B–1 ac bd , então: 1·b+0·d 1·b–2·d a=1 ⇔ b=0 b – 2d = 1 = 2·0+0·4 0 · 0 + (–2) · (4) 0 –2 b b – 2d II) A · A–1)3 11 11 ·· aa +– 2c0 · c ⇔ = 40 0 , seja B–1 = –2 ⇔ = 2 · 0 + 0 · (–2) 0 · 0 + (–2) · (–2) 11 B · B–1 = I ⇒ ⇔ ⇔ 1 0 · 1 0 = 1·b+0·d 0 · b + (–1) · d 1 0 = a c ⇔ a = 1, b = 0, c = 0, d = –1, então III) (A + 0 x ≠0⇔ 1 Resposta: E a c I) A · A–1 = I ⇒ ⇔ 0 x 2x ⇔ 3x + 0 + 0 – 0 – 6x2 – 0 ≠ 0 ⇔ Resposta: E 3) 3 Se A admite inversa, det A ≠ 0 ⇒ 0 0 4 0 –1 –1 1 = 18 – (–2) = 20 3 = 6 –2 1 3 7) I) A = 1 0 1 2 –1 0 3 1 2 ⇒ det A = 3 ⇔ a = a + 2c 2a + b = b + 2d c=c 2c + d = d ⇔ a=d c=0 II) B–1 = 2A ⇒ det B–1 = det (2A) Resposta: D Como a matriz A é quadrada de ordem 3, então: det (2A) = 23 · det A = 8 · det A FRENTE 2 – ÁLGEBRA Assim, det B–1 = 8 · det A 1 1 1 1 III) det B = ––––––– = –––––––– = ––––– = ––– –1 det B 8 · det A 8·3 24 n Módulo 15 – Fatorial, Número Binomial e Triângulo de Pascal ou Tartaglia Resposta: E 1) 8) Resposta: C 1 1 I) det A–1 = –– ⇔ det A = ––––––– = 5 5 det A–1 2) II) det A = 2x x 21! 21 . 20 . 19! –––– = –––––––––––– = 21 . 20 = 420 19! 19! –1 = 5 ⇔ 3x + 2x = 5 ⇔ 5x = 5 ⇔ 3 21! – 20! 21 . 20 . 19! – 20 . 19! 20 . 19! . (21 – 1) ––––––––– = –––––––––––––––––––––– = ––––––––––––––––– = 19! 19! 19! = 20 . 20 = 400 Resposta: D ⇔x=1⇔x–1=0 3) Resposta: E (n + 1)! (n + 1) . n . (n – 1)! ––––––––– = ––––––––––––––––––– = (n + 1) . n = n2 + n (n – 1)! (n – 1)! Resposta: C 9) 4) (X · A)t = B ⇒ [(X · A)t]t = Bt ⇒ € (n + 4) . (n + 3) . (n + 2)! + (n + 3) . (n + 2)! = 15 . (n + 2)! € ⇒ X · A = Bt ⇒ X · A · A–1 = Bt · A–1 ⇒ ⇒X·I= Bt · A–1 ⇒X= Bt · (n + 4)! + (n + 3)! = 15 . (n + 2)! € € (n + 4) . (n + 3) + (n + 3) = 15 € € n2 + 3n + 4n + 12 + n + 3 = 15 € n2 + 8n = 0 € A–1 € n . (n + 8) = 0 fi n = 0, pois n ≥ – 2 Resposta: B Resposta: E 5) 10) a) A · B = = a b c d b) B · A = · a·1+b·0 c·1+d·0 ⇔A·B= = 2a + b 2c + d · 1·a+2·c 0·a+1·c c) AB = BA ⇒ a + 2c c 2 1 a c = a c b d 6) I) 200 . 199 . 198! ––––––––––––––– = 100 . 199 = 19 900 198! . 2 . 1 x +4 1 = 7 x 2– 1 , podemos ter: x+1 = x–1 =0€ 4 2 x x x x +1≥0 –1≥0 € +1<4 –1<2 x≥–1 fi x≥1 x<3 fi x = 1 ou x = 2 II) Para x ≥ 3, tem-se: = 1·b+2·d 0·b+1·d b + 2d d 2a + b 2c + d Se 2 = 200! Resposta: A a·2+b·1 c·2+d·1 a c 1 2 0 1 ⇔B·A= 1 0 = ––––––––– = 200 198 198! . 2! (x + 1)! (x – 1)! 2 . ––––––––– = 7 . ––––––––– € 4!(x – 3)! 2!(x – 3)! = 2 . (x + 1) . x . (x – 1)! 7 . (x – 1)! € ––––––––––––––––––––– = ––––––––––– € 4.3.2.1 2.1 = (x + 1) . x 7 (x + 1) . x € ––––––––––– = ––– € ––––––––––– = 7 € 4.3 2 2.3 a + 2c c b + 2d d € x2 + x = 42 € x2 + x – 42 = 0 € x = 6, pois x ≥ 3 ⇔ Resposta: V = {1; 2; 6} –5 7) nk = np ≠ 0 € k = p ou k + p = n, pois se k + p = n os 4 14) k=0 números binomiais são complementares. Resposta: E 8) 7! 7 . 6 . 5 . 4! = ––––– = ––––––––––––– = 7 . 5 = 35, pois é a soma dos 4!3! 4! . 3 . 2 . 1 514– x = 5x14– 7 ≠ 0 € 5 – x = 5x – 7 ou primeiros elementos de uma diagonal, e o resultado localizase abaixo do último binomial somado. 5 – x + 5x – 7 = 14 € 6x = 12 ou 4x = 16 € x = 2 ou x = 4 Resposta: V = {2; 4} Resposta: 35 10 9) 15) 21 21 21 21 21 21 0 1 … 13 14 … 20 21 20 0 20 … 1 20 13 20 20 … 14 20 Resposta: 462 m 16) Resposta: C I) m m m m m = 512 € + + + … + = 512 € k 0 1 2 m k=0 € 2m = 29 € m = 9 m m m m m m 0 1 … p – 1 p … m – 1m m–1 m–1 m–1 … 1 p–1 p m p p4 = 44 + 54 + 64 + … + 104 = 115 = 11! 11 . 10 . 9 . 8 . 7 . 6! = ––––– = –––––––––––––––––––– = 462 5!6! 5 . 4 . 3 . 2 . 1 . 6! + 20 = 21 20 13 14 14 10) p=4 Utilizando a Relação de Stifel, observando as duas linhas do Triângulo de Pascal acima, tem-se: m–1 0 k +k 2 = 20 + 31 + 42 + 53 + 64 = 74 = m–1 … m–1 Resposta: E m e são números binomiais complementares, m–p = mm– p = 55 pois p + m – p = m, então, m II) Utilizando a Relação de p n Módulo 16 – Teorema do Binômio e Termo Geral 1) I) Os coeficientes da linha 4 do triângulo de Pascal são 1, 4, 6, 4 e 1. II) (x – y)4 = 1x4y0 – 4x3y1 + 6x2y2 – 4x1y3 + 1x0y4 = Stifel, observando as duas linhas do Triângulo de Pascal = x4 – 4x3y + 6x2y2 – 4xy3 + y4 acima, tem-se: mp –– 11 + mp– 1 = mp fi fi 10 + m – 1 = 55 € m – 1 = 45 p p 2) I) Os coeficientes da linha 6 do Triângulo de Pascal são 1, 6, 15, 20, 15, 6 e 1 II) (x – 2)6 =1x620 – 6x521 + 15x422 – 20x323 + 15x224 – 6x125 + Resposta: B + 1x026 = x6 – 12x5 + 60x4 – 160x3 + 240x2 – 192x + 64 4 11) 4 4 4 4 4 4 = + + + + =2 k 0 1 2 3 4 k=0 4 = 16, pois 3) centes de x, o termo geral é Tk + 1 = é a soma de todos os números binomiais da linha 4. Resposta: 16 6 6 6 6 6 6 = + + + + = k 1 2 3 4 5 k=1 = 26 – 6 0 – 6 6 13) k=2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 3 6! = ––––– = 3!3! seguinte (5 + 1 = 6) e na coluna seguinte (2 + 1 = 3), em relação ao último binomial somado. 6– T4 = 4) 6 . 5 . 4 . 3! = –––––––––––– = 5 . 4 = 20, pois é a soma dos primeiros 3 . 2 . 1 . 3! elementos da coluna 2, e o resultado localiza-se na linha Resposta: 20 . 2k 103 . (x ) 2 10 – 3 . 23 = 120 . x14 . 8 = 960 . x14 Resposta: 960x14 = + + + = k 2 2 10 – k = 64 – 1 – 1 = 62 Resposta: 62 5 10k . (x ) II) Fazendo k = 3, obtém-se o 4o. termo, assim: 5 12) I) No desenvolvimento de (x2 + 2)10, com expoentes decres- I) No desenvolvimento de Tk + 1 = 4 k . (x2)4 – k . x 2 3 + ––– 2 k 4 , o termo geral é 3 ––– 2 4 k = . x8 – 2k . k 3 ––– 2 II) Para obter o termo em x4, devemos ter 8 – 2k = 4 € k = 2, assim: T3 = 42 . x Resposta: A 8–2.2 . 2 –––2 = 6 . x 3 4 9 27 . ––– = –––– . x4 4 2 5) I) No desenvolvimento de Tk + 1 = = 12k . (x ) 2 12 – k x 2 1 + ––– x3 . (x – 3)k = 12 , o termo geral é 12k . x 24 – 2k 4) 12k . x 24 – 5k II) Para obter o termo em x2, devemos ter 24 – 5k = 2 € 22 € k = ––– , assim, não existe o termo pedido, pois k œ ⺞. 5 para que se tenha o binomial 5) I) No desenvolvimento de Tk + 1 = = 8k . x 8–k 8k . 4 k . 4 x + ––– 3x k 8 , o termo geral é = .x ––– k 3x 4 8 8–k . 4k . 3– k . x– k = . 3– k . x8 – 2k II) Para obter o termo independente de x, isto é, o termo com x0, devemos ter 8 – 2k = 0 € k = 4, assim, o termo é Tk + 1 = T5 (5o. termo) Dispondo dos algarismos 1, 2, 3 e 4, sem repetição, podem ser formados: I) Números com 1 algarismo, num total de 4 II) Números com 2 algarismos, num total de 4 . 3 = 12 III) Números com 3 algarismos, num total de 4 . 3 . 2 = 24 IV) Números com 4 algarismos, num total de 4 . 3 . 2 . 1 = 24 Assim, a quantidade pedida é 4 + 12 + 24 + 24 = 64 Resposta: E 7) S = (1 – 1)104 = 0104 = 0 Com 14 clubes de futebol, o número de possibilidades para escolher o time que joga no seu campo é 14 e o número de maneiras para escolher o seu adversário é 13. Assim, o total de jogos é 14 . 13 = 182 ou A14,2 = 14 . 13 = 182 Resposta: C Resposta: 182 A soma dos coeficientes do desenvolvimento de (3x + 2y)5 é obtida fazendo x = 1 e y = 1, assim: S = (3 . 1 + 2 . 1)5 = (3 + 2)5 = 55 = 3125 Resposta: 3125 8) A soma dos coeficientes do desenvolvimento de (x – y)104 é obtida fazendo x = 1 e y = 1, assim: n Módulo 17 – Arranjos Simples e Permutações Simples 1) 2) 3) D U . 6) Resposta: D 7) Números de 4 algarismos são do tipo M C Dispondo dos algarismos de 0 a 9, sem repetição, para formar números pares, existem duas situações: I) Se o número terminar com zero, o número de possibilidades é 9 para M, 8 para C e 7 para D, totalizando 9 . 8 . 7 = 504. II) Se o número não terminar com zero, o número de possibilidades é 4 para U (2, 4, 6 ou 8), 8 para M (deve ser diferente de U e diferente de zero), 8 para C e 7 para D, totalizando 4 . 8 . 8 . 7 = 1792 Assim, a quantidade pedida é 504 + 1792 = 2296 Resposta: 2296 12k ≠ 0 Resposta: não existe 6) D U . Dispondo dos algarismos de 0 a 9, sem repetição, para formar números ímpares, o número de possibilidades é: I) 5 para U (1, 3, 5, 7 ou 9) II) 8 para M (deve ser diferente de U e diferente de zero) III) 8 para C (deve ser diferente de U e de M) IV) 7 para D (deve ser diferente de U, de M e de C) Assim, a quantidade pedida é 5 . 8 . 8 . 7 = 2240 Resposta: 2240 . x– 3k = Observe que k deve ser um número natural entre 0 e 12 Números de 4 algarismos são do tipo M C Já que os livros são diferentes, o número de maneiras de distribuir esses livros é A42,2 = 42 . 41 = 1722 Resposta: B Existem 10 maneiras para escolher o coordenador, 9 maneiras para o secretário e 8 para o digitador, assim, o número de equipes é 10 . 9 . 8 = 720 ou A10; 3 = 10 . 9 . 8 = 720 Resposta: E Números de 3 algarismos são do tipo C D U . Dispondo dos algarismos de 0 a 9, sem repetição, para formar números maiores que 500, o número de possibilidades é: I) 5 para C (5, 6, 7, 8 ou 9) II) 9 para D (deve ser diferente de C) III) 8 para U (deve ser diferente de C e de D) Assim, a quantidade pedida é 5 . 9 . 8 = 360 Resposta: 360 8) A palavra VESTIBULAR tem 10 letras, assim, o número de anagramas é P10 = 10! = 10 . 9 . 8 . 7 . 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 3 628 800 Resposta: 3 628 800 Questões 9 a 16: A palavra ALIMENTO tem 8 letras. 9) O número de anagramas que começam com M é P7 = 7! = 7 . 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 5 040 Resposta: 5 040 10) O número de anagramas que terminam com O é P7 = 7! = 7 . 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 5040 Resposta: 5040 11) O número de anagramas que começam com M e terminam com L é P6 = 6! = 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 720 Resposta: 720 –7 12) O número de anagramas que começam com uma vogal é 4 . P7 = 4 . 7! = 4 . 5040 = 20 160 Resposta: 20 160 2) C7,3 = 73 = 7! 7.6.5 ––––––– = –––––––– = 35 3! . 4! 3.2.1 Resposta: 35 13) O número de anagramas que terminam com uma consoante é 4 . P7 = 4 . 7! = 4 . 5040 = 20 160 Resposta: 20 160 14) O número de anagramas que começam com vogal e terminam com consoante é 4 . 4 . P6 = 4 . 4 . 6! = 4 . 4 . 720 = 11520 Resposta: 11520 3) C21,2 = 212 = 21! 21 . 20 ––––––– = –––––––– = 210 2! . 19! 2.1 Resposta: 210 4) C21,3 = 213 = 21! 21 . 20 . 19 ––––––– = ––––––––––– = 1330 3! . 18! 3.2.1 Resposta: 1330 15) O número de anagramas que começam e terminam com vogal é 4 . 3 . P6 = 4 . 3 . 6! = 4 . 3 . 720 = 8640 Resposta: 8640 5) 16) I) Começam com vogal, 20160 anagramas (Ex. 40). II) Terminam em consoante, 20160 anagramas (Ex. 41). III) Começam com vogal e terminal em consoante, 11520 anagramas (ex. 42). IV) Começam com vogal ou terminam em consoante, um total de 20160 + 20160 – 11520 = 28 800 anagramas. Resposta: 28 800 17) Dos 6 vagões do trem, um deles é o restaurante, assim, após a locomotiva deve ser colocado um dos outros 5 vagões. Para as demais posições não há restrições, logo, pode-se permutar os 4 vagões restantes com o restaurante. Portanto, o número de maneiras de montar a composição é 5 . P5 = 5 . 5! = 5 . 120 = 600 Resposta: D I) Dos 12 brinquedos, a criança mais nova deve ganhar 5, e o número de maneiras de escolhê-los é C12,5. II) Dos 7 brinquedos restantes, deve-se escolher 4 para a criança mais velha, num total de C7,4 maneiras. III) Os 3 brinquedos restantes ficarão com a outra criança. Assim, o número de maneiras de distribuir os 12 brinquedos é 12! 7! 12 7 . = ––––––– = ––––––– = C12,5 . C7,4 = 5 4 5! . 7! 4! . 3! 12 . 11 . 10 . 9 . 8 7.6.5 = ––––––––––––––––––– . ––––––––– = 792 . 35 = 27720 5.4.3.2.1 3.2.1 Resposta: 27720 6) Para comissões de 5 pessoas com, necessariamente, 2 médicos, devem-se escolher, portanto, 3 enfermeiros entre os 6 existentes. O número de maneiras de escolhê-los é 6.5.4 6 C6,3 = = ––––––––– = 20 3 3.2.1 Resposta: C 18) Existem 3 formas de escolher o banco em que a família Souza irá sentar e P3 formas de posicioná-la nesse banco. Existem 2 formas de escolher, entre os bancos que sobraram, aquele em que o casal Lúcia e Mauro senta. Para cada um desses bancos existem duas formas de posicionar o casal (à esquerda ou à direita do banco, por exemplo) e, para cada uma dessas formas, P2 maneiras de o casal trocar de lugar entre si. Existem P4 formas de posicionar as quatro outras pessoas. Assim, no total, temos: 3 . P3 . 2 . 2 . P2 . P4 = 12 . 3! . 2! . 4! = 3456 maneiras distintas de dispor os passageiros no lotação. Resposta: E n Módulo 18 – Combinações Simples, Permutações, Arranjos e Combinações com Repetição 1) Como não importa a ordem dos livros escolhidos, o número procurado é dado por C8,3 = Resposta: 56 8– 83 = 8! 8.7.6 ––––––– = –––––––– = 56 3! . 5! 3.2.1 7) I) Todos os júris de 7 pessoas tem pelo menos um advogado. II) O número de formas de compor o júri é 10! 10 . 9 . 8 C10,7 = –––––– = –––––––– = 120 6 7!3! Resposta: A 8) Dos 7 professores especializados em Parasitologia, devem ser escolhidos 4 e, dos 4 especializados em Microbiologia, devem ser escolhidos 2. Assim, o número de equipes diderentes que poderão ser formadas é 7.6.5 4.3 4 7 C7,4 . C4,2 = . = ––––––––– . –––––– = 35 . 6 = 210 4 2 3.2.1 2.1 Resposta: 210 9) Temos apenas 4 salgadinhos que são servidos quentes e os 6 restantes são servidos frios. Se a travessa deve ter exatamente 2 salgadinhos frios e só 2 quentes então o número total de possibilidades de compor essa travessa é: 4! 6! 6.5.4.3.2.1 C4,2 . C6,2 = ––––– . ––––– = ––––––––––––––– = 90 2! 2! 2! 4! 2 . 2. 2 Resposta: A 10) Existem 3 possibilidades: I) A comissão é formada por 1 especialista e 2 outros profissionais. Assim, tem-se: C3,1 . C9,2 = 3 . 36 = 108 II) A comissão é formada por 2 especialistas e 1 outro profissional. Assim, tem-se: C3,2 . C9,1 = 3 . 9 = 27 III) A comissão é formada por 3 especialistas. Assim, tem-se: C3,3 = 1 O total de comissões possíveis de se formar é: 108 + 27 + 1 = 136 Resposta: D 17) Devem-se escolher 5 frutas entre os 3 tipos disponíveis (maçãs, peras e laranjas), independente da ordem da escolha, assim, obrigatoriamente tem-se alguma repetição. Trata-se, portanto de combinações completas de 3 elementos em grupos de 5. Assim, o número de tipos de pacotes é dado 7.6 7 por C*3,5 = C3 + 5 – 1,5 = C7,5 = = –––––– = 21 5 2.1 Pode-se pensar em obter o número de soluções inteiras não negativas da equação m + p + ᐉ = 5, que é dado por 7! 7.6 (5, 2+) = –––––– = –––––– = 21 P 7 5! . 2! 2.1 Resposta: 21 (3A,2R) 11) P6 6! 6.5.4 = ––––––– = –––––––– = 60 3! . 2! 2.1 Resposta: 60 2 18) I) O número de comissões diferentes, de 2 pessoas cada, que podemos formar com os n diretores de uma firma é Cn,2. n! Logo: Cn,2 = k € ––––––––– = k € n . (n – 1) = 2k 2!(n – 2)! 12) I) O número total de permutações da palavra economia é P8 . II) Se, ao formar estas comissões, tivermos que indicar uma das pessoas para presidente e a outra para suplente então o número de comissões será An,2 e portanto: An, 2 = k + 3 € n . (n – 1) = k + 3 II) O número de permutações que começam com O é P7. O número das que terminam em O também é P7. III) O número de permutações que começam e terminam com O é P6. IV) O número de permutações pedidas é P82 – 2 . P7 + P6 = III) De (a) e (b), temos: 2k = k + 3 € k = 3 10 800 IV) Resposta: E 쎻 n–1 Assim sendo: (n – 1)! = 120 € (n – 1)! = 1.2.3.4.5 € (n – 1)! = 5! € €n–1=5€n=6 Resposta: C fi n (n – 1) = 6 € n = 3 FRENTE 3 – GEOMETRIA PLANA E ANALÍTICA n Módulo 15 – Razão Entre as Áreas de Figuras Semelhantes e Área dos Polígonos Regulares 1) I) A área do quadrado ABCD, em cm2, é S1 = 122 = 144 12 II) AE = AF = –––– = 4, em cm. 3 III) A área do triângulo AEF, em cm2, é 14) Lembrando que o primeiro algarismo deve ser diferente de zero, a quantidde de números de 3 algarismos existentes no sistema decimal de numeração é 9 . 10 . 10 = 900 Resposta: 900 15) Lembrando que o primeiro algarismo deve ser diferente de zero, com os algarismos 0, 1, 2, 3 e 4, a quantidade de números de 3 algarismos é 4 . 5 . 5 = 100 Resposta: 100 n . (n – 1) = 2k Resposta: A 13) Sejam L, L as duas letras iguais e L1, L2, L3, ... Ln–2 as outras n – 2. Se as duas letras iguais devem ficar juntas então devemos calcular as permutações de n – 1 elementos, pois as duas letras iguais valem por uma única letra. L1, L2, L3, LL , L4, ... Ln–2 k = 3 AE . AF 4.4 S2 = –––––––– = ––––– = 8 2 2 IV) A área S do octógono, em centímetros quadrados, é: S = S1 – 4 . S2 = 144 – 4 . 8 = 144 – 32 = 112 Resposta: D 2) 16) I) A quantidade total de números de 4 algarismos é 9 . 10 . 10 . 10 = 9000 II) A quantidade de números de 4 algarismos distintos é 9 . 9 . 8 . 7 = 4536 III) A quantidade de números de 4 algarismos com pelo menos dois algarismos iguais é 9000 – 4536 = 4464 Resposta: 4464 –9 I) Se a é a área de cada um dos 6 triângulos equiláteros que 5) formam o hexágono central de área k, então, k = 6a. II) A soma das áreas dos triângulos ACE e BDF é 9a + 9a = 18a = 3 . 6a = 3k Resposta: C 3) I) SHEX = 6 . SOAB fi 6 = 6 . SOAB € SOAB = 1 SOAB + SOBC 2 . SOAB II) SABC = ––––––––––––– = –––––––––– = SOAB = 1 2 2 Resposta: A O pentágono hachurado tem área S correspondente a dois triângulos equiláteros de lado 1, assim, tem-se: 12 . 3 3 S = 2 . –––––––– = –––– 4 2 6) Resposta: E 4) 2 1 I) SHEX = 6 . SOAB fi 2 = 6 . SOAB € SOAB = ––– = ––– 6 3 SOAB + SOBC 2 . SOAB 1 II) SABC = ––––––––––––– = –––––––––– = SOAB = ––– 2 2 3 1 5 III) SPENT = SHEX – SABC = 2 – ––– = ––– 3 3 Resposta: E ᐉ 3 3 2 3 I) ᐉ = 2 fi R = ––––– = ––––– = 2 2 ᐉ2 . 3 3 22 . II) S = 12 . –––––––– – π . R2 = 12 . –––––––– – 3 . ( 3 )2 = 4 4 = 12 . 3 – 3 . 3 = 3 . (4 . 3 – 3) Resposta: B 10 – 7) III) A área do polígono de n lados é dada por a . 3 3 a . I) AH = HC = ––––––– fi AC = 2 . ––––––– = a . 3 2 2 b.a 2 . r2 – a2 . a n . ––––– = n . –––––––––––––––– = na r2 – a2 2 2 2 . SOAB SOAB + SOBC a2 . 3 II) SABC = ––––––––––––– = ––––––––– = SOAB = ––––––– 2 2 4 Resposta: C x . a . 3 x . AC III) SACM = –––––––– = –––––––––– 2 2 9) Sendo R o raio do círculo maior (figura I) e r o raio de cada círculo menor (figura II), tem-se: I) 2 . π . R = 3 . 2 . π . r € R = 3 . r 1 1 IV) SABCM = ––– . SHEX fi SABC + SACM = ––– . SHEX fi 4 4 II) s = π . r2 III) S = π . R2 = π . (3 . r)2 = π . 9 . r2 = 9 . π . r2 = 9 . s 1 . 3 x . a . 3 . 3 fi ––––––– + –––––––––– = ––– . 6 . ––––––– € 4 4 2 4 a2 a2 Resposta: E a x 3a a € ––– + ––– = –––– € 2a + 4x = 3a € 4x = a € x = ––– 4 2 8 4 10) V) Utilizando o Teorema de Pitágoras no triângulo ACM, temos: 2 a 49a = ––––– fi = 3a + ––– 16 16 a (AM)2 = (AC)2 + x2 = (a . 3)2 + ––– 4 2 2 2 7a fi AM = –––– 4 Resposta: B I) 8) I) O polígono regular de n lados é formado por n triângulos isósceles congruentes, como o da figura a seguir: — M é ponto médio de BC — N é ponto médio de BD fi CD b — — fi MN // CD e MN = –––– = ––– 2 2 b.h II) A área do triângulo BCD é A = ––––– 2 h b h MN . ––– ––– . ––– 2 2 2 III) A área do triângulo MNP é ––––––––––– = ––––––––––– = 2 2 b.h ––––– 4 b.h 1 b.h 1 = –––––––– = ––––– = ––– . ––––– = ––– . A 8 4 2 4 2 Resposta: C SABC 11) I) SABC = 2 . SADE € ––––––– = 2 SADE II) Se a razão de semelhança entre duas figuras semelhantes II) Pelo Teorema de Pitágoras, tem-se: 2 + b ––– 2 a2 = r2 € 2 = b ––– 2 r2 – a2 fi é k, a razão entre as áreas dessas figuras é k2, então: SABC ––––––– = SADE BC ––––– DE 2 fi2= BC ––––– DE 2 2 = fi ––––– DE BC Resposta: D b fi ––– = 2 r2 – a2 € b = 2 . r2 – a2 – 11 n Módulo 16 – Coordenadas Cartesianas Ortogonais e Razão de Secção 8) Representando graficamente os pontos (0; 0), (a; 0), (a; b) e (0; b), com a > b > 0, tem-se: 1) Ligando os pontos, na ordem dada, por linhas retas, forma-se um retângulo de área a . b, cujo centro é o ponto Resposta: retângulo; (a . b) u.a.; 9) 2) Para que os pontos A(a; 3) e B(– 2; b) sejam coincidentes, os pares ordenados devem ser iguais, portanto, (a; 3) = (– 2; b) ⇔ a = – 2 e b = 3 Resposta: a = – 2 e b = 3 3) a) b = 0; c) a > 0 e b < 0; 4) Se a < 0 e b > 0, então: I) P(a; – b) pertence ao 3o. quadrante, pois a < 0 e – b < 0 II) Q(b; – a) pertence ao 1o. quadrante, pois b > 0 e – a > 0 Resposta: D 5) 6) a b ; ––– ––– 2 2 a b De acordo com o enunciado, tem-se a figura a seguir. b) a = 0; d) a = – b I) Se o ponto A(a – 3; 5) pertence à bissetriz dos quadrantes ímpares, então, a – 3 = 5 ⇔ a = 8 II) Se o ponto B(4; 2b) pertence à bissetriz dos quadrantes pares, então, 4 = – 2b ⇔ b = – 2 Resposta: a = 8 e b = – 2 a) reta paralela ao eixo das ordenadas (eixo y) b) reta paralela ao eixo das abscissas (eixo x) 7) ; ––– ––– 2 2 Sendo ᐉ = 1 a medida do lado do triângulo equilátero ABC, tem-se, para o vértice C: 1 ᐉ I) xC = ––– = ––– 2 2 ᐉ 3 1 3 3 II) yC = ––––– = ––––– = –––– 2 2 2 Resposta: B 10) Observando que o quadrilátero da figura é um paralelogramo de base b = 4 e altura h = 5, sua área é dada por b . h = 4 . 5 = 20, em unidades de área. Resposta: C 11) 1) 2) 3) 4) 5) É falsa, pois pontos de abscissa nula estão no eixo Oy. É verdadeira. É verdadeira. É verdadeira. É falsa, pois os pontos da bissetriz dos quadrantes pares são do tipo (a; – a) Resposta: 2, 3 e 4 12 – 12) AB = (5 – 4)2 + (0 – 3)2 = 1 + 9 = 10 16) Para os pontos A(3; 4), B(– 2; 4) e C(2; 2), tem-se: AC = (0 – 4)2 + (4 – 3)2 = 16 + 1 = 17 I) AB = (3 + 2)2 + (4 – 4)2 = 25 = 5 AD = (2 – 4)2 + (–3 – 3)2 = 4 + 36 = 40 = 2 10 II) AC = (3 – 2)2 + (4 – 2)2 = 1 + 4 = 5 BE = (–4 – 5)2 + (2 – 0)2 = 81 + 4 = 85 III) BC = (2 + 2)2 + (4 – 2)2 = 16 + 4 = 20 = 2 5 BF = | 5 – 0 | = 5 V) O perímetro do triângulo ABC é AB + AC + BC = CD = (2 – 0)2 + (–3 – 4)2 = 4 + 49 = 53 CG = (– 6 – 0)2 + (– 4 – 4)2 DE = (– 4 – 2)2 + (2 + 3)2 EF = (0 + 4)2 + (0 – 2)2 = 36 + 64 = 10 = 5 + 5 + 2 5 = 5 + 3 5 Resposta: 5 + 3 5 = 36 + 25 = 61 = 16 + 4 = 20 = 2 5 Resposta: AB = 10 ; AC = 17 ; AD = 2 10 ; BE = 85 ; BF = 5; CD = 53; CG = 10; DE = 61 ; EF = 2 5 13) De acordo com o enunciado, temos a figura a seguir: 17) Para os pontos A(5; 10), B(11; 2) e C(8; 11), tem-se: I) AB = (11 – 5)2 + (10 – 2)2 = 36 + 64 = 100 = 10 II) AC = (8 – 5)2 + (11 – 10)2 = 9 + 1 = 10 (11 – 8)2 + (11 – 2)2 = 9 + 81 = 90 III) BC = IV)Como AB2 = AC2 + BC2, tem-se que o triângulo ABC é retângulo com catetos AC e BC, assim, sua área é da por 3 . 10 AC . BC 10 . 90 10 . 3 10 ––––––– = ––––––––––– = –––––––––––– = ––––––– = 15 2 2 2 2 Respostas: Triângulo retângulo; 15u.a. 18) Para os pontos A(0; 1), B(3; 5), C(7; 2) e D(4; – 2), tem-se: Existem duas possibilidades para o quadrado ABCD, assim, tem-se: I) Se o centro do quadrado for o ponto (1; 1), a distância à (1 – 0)2 + (1 – 0)2 = 2 origem (0; 0) é I) AB = (3 – 0)2 + (5 – 1)2 = 32 + 42 = 5 II) BC = (7 – 3)2 + (5 – 2)2 = 42 + 32 = 5 III) CD = (7 – 4)2 + (2 + 2)2 = 32 + 42 = 5 IV) DA = (4 – 0)2 + (1 + 2)2 = 42 + 32 = 5 V) AC = (7 – 0)2 + (2 – 1)2 = 72 + 12 = 50 VI) BD = (4 – 3)2 + (5 + 2)2 = 12 + 72 = 50 VII) Como AB = BC = CD = DA (lados congruentes) e AC = BD (diagonais congruentes), tem-se que o quadrilátero II) Se o centro do quadrado for o ponto (2; 2), a distância à origem (0; 0) é (2 – 0)2 + (2 – 0)2 = 8 = 2 2 Resposta: E ABCD é um quadrado. Resposta: Quadrado 19) Para os pontos A(2; – 2), B(– 3; – 1) e C(1; 6), tem-se: 14) Sendo P(x; – 8), Q(3; 0) e PQ = 8, tem-se: PQ = (x – 3)2 + (– 8 – 0)2 ⇒ 8 = (x – 3)2 + 64 ⇒ ⇒ 64 = (x – 3)2 + 64 ⇔ (x – 3)2 = 0 ⇔ x – 3 = 0 ⇔ x = 3 2 –2 1 – 3 – 1 1 = – 2 – 2 – 18 + 1 – 12 + 6 = – 27 ≠ 0, 1 6 1 assim, os pontos A, B e C não estão alinhados, portanto, I) D = Resposta: C são vértices de um triângulo. II) AB = (2 + 3)2 + (– 1 + 2)2 = 25 + 1 = 26 15) Se P(–1; a) pertence ao 2.° quadrante, então a ⬎ 0, assim, sendo Q(a; – 2) e PQ = 5, tem-se: III) AC = (2 – 1)2 + (6 + 2)2 = 1 + 64 = 65 PQ = (a + 1)2 + (a + 2)2 = 5 ⇒ (a + 1)2 + (a + 2)2 = 25 ⇔ IV)BC = (1 + 3)2 + (6 + 1)2 = 16 + 49 = 65 ⇔ a2 + 2a + 1 + a2 + 4a + 4 = 25 ⇔ 2a2 + 6a – 20 = 0 ⇔ V) Como AC = BC ≠ AB, tem-se que o triângulo ABC é ⇔ a2 + 3a – 10 = 0 ⇔ a – 5 ou a = 2 ⇒ a = 2, pois a ⬎ 0 Resposta: E isósceles e não equilátero. Resposta: C – 13 25) Se (2; 5) é o ponto médio do segmento de extremos (5; y) e (x; 7), 20) Para A(– 3; 6) e P(3; y), tem-se: então: AP = 10 ⇒ (3 + 3)2 + (y – 6)2 = 10 ⇔ ⇔ 36 + (y – 6)2 = 10 ⇒ 36 + (y – 6)2 = 100 ⇔ ⇔ (y – 6)2 = 64 ⇔ y – 6 = – 8 ou y – 6 = 8 ⇔ ⇔ y = – 2 ou y = 14 ⇒ P(3; – 2) ou P(3; 14) 21) Se P(x; y) é o ponto equidistante da origem O(0; 0) e dos pontos A(1; 0) e B(0; 3), então: ⇒ ⇔ PB = PO ⇒ PA = PO x2 + (y – 3)2 (x – 1)2 + = x2 + y2 (x – 1)2 + y2 = x2 + y2 x2 + (y – 3)2 = x2 + y2 y2 – 6y + 9 = 0 = x2 + ⇔ – 2x + 1 = 0 1 3 Resposta: P –––; ––– 2 2 y2 ⇔ 6y = 9 ⇒ x2 + y2 – 6y + 9 = x2 + y2 x2 – 2x + 1 + y2 = x2 + y2 ⇒ ⇔ ⇔ ⇒ PA = PC ⇔ 2x = 1 1 3 ⇒ P ––– ; ––– 2 2 1 x = –– 2 26) O centro C(– 4; 1) da circunferência é o ponto médio do diâmetro de extremos P(2; 6) e Q(xQ; yQ), então: 2 + xQ ––––––– =–4 2 ⇔ 6 + yQ ––––––– = 1 2 xQ = – 10 yQ = – 4 ⇒ Q(– 10; – 4) 2+6 –1–3 I) O ponto médio do lado BC é M ––––––; –––––– = M(4; – 2) 2 2 II) O comprimento da mediana AM é dado por (3 – 4)2 + (8 + 2)2 = 1 + 100 = 101 AM = Resposta: E 28) No triângulo de vértices A(1; 1), B(3; – 4) e C(– 5; 2), tem-se: I) O ponto médio do lado AC é x2 + y2 = (x – 1)2 + (y – 7)2 ⇒ x2 + y2 = (x – 7)2 + (y + 1)2 x2 + y2 = x2 – 14x + 49 + y2 + 2y + 1 x + 7y = 25 y=3 ⇔ 7x – y = 25 x + 7y = 25 ⇔ 49x – 7y = 175 ⇔ II) O comprimento da mediana BM é dado por 2x + 14y = 50 3 (3 + 2)2 + – 4 – –– 2 BM = ⇔ 14x – 2y = 50 x + 7y = 25 1–5 1+2 3 M ––––––; –––––– = M – 2; ––– 2 2 2 x2 + y2 = x2 – 2x + 1 + y2 – 14y + 49 x=4 x=–1 ⇒x+y=–1+3=2 y=3 27) No triângulo de vértices A(3; 8), B(2; – 1) e C(6; – 3), tem-se: 3 y = –– 2 C(7; – 1), então: PA = PB Resposta: Q(– 10; – 4) ⇔ 22) Se P(x; y) é o ponto equidistante dos pontos A(0; 0), B(1; 7) e ⇔ y+7 –––––– = 5 2 Resposta: B Resposta: P(3; – 2) ou P(3; 14) 5+x –––––– = 2 2 = ⇔ 50x = 200 2 121 25 + ––– = 4 = 221 221 –––– = –––––– 4 2 Resposta: D 29) No triângulo de vértices A(0; 0), B(3; 7) e C(5; – 1), tem-se: ⇒ P(4; 3) 3+5 7–1 I) O ponto médio do lado BC é M ––––––; –––––– = M(4; 3) 2 2 Resposta: P (4; 3) II) O comprimento da mediana AM é dado por 23) Sendo M o ponto médio de AB e, sendo d, a distância entre o portão e o ponto médio de AB, temos: 2+4 2+8 M = ––––––; –––––– = (3;5) e d = 2 2 (3 – 3)2 + (9 – 5)2 = 4 Resposta: D 24) Se M(2; 3) é o ponto médio do segmento AB com A(5; 2) e AM = (4 – 0)2 + (3 – 0)2 = 16 + 9 = 25 = 5 Resposta: AM = 5 30) Sendo A(– 3; 5), B(1; 7), C(xC; yC) e D(xD; yD) os vértices de um paralelogramo e sendo P(1; 1) o ponto médio das diagonais, tem-se: I) B(xB; yB), então: 5 + xB ––––––– =2 2 2 + yB ––––––– =3 2 Resposta: E ⇔ xB = – 1 ⇒ B(– 1; 4) yB = 4 II) xA + xC –––––––– = xP 2 ⇔ yA + yC –––––––– = yP 2 xB + xD –––––––– = xP 2 yB + yD –––––––– = yP 2 ⇔ – 3 + xC –––––––– =1 2 xC = 5 ⇒ C(5; – 3) yC = – 3 ⇔ xD = 1 ⇒ D(1; – 5) yD = – 5 5 + yC –––––––– =1 2 1 + xD –––––––– =1 2 7 + yD –––––––– =1 2 Resposta: (5; – 3) e (1; – 5) 14 – ⇔ 31) Representando os pontos dados num sistema cartesiano, tem-se a figura a seguir. Se o ponto P(3; m) pertence a um dos lados do triângulo ABC, assim, A, P e C devem estar observa-se que esse lado é AC, alinhados, portanto: 1 2 1 3 m 1 5 –4 1 = 0 ⇔ m + 10 – 12 – 5m + 4 – 6 = 0 ⇔ ⇔ – 4m = 4 ⇔ m = – 1 Resposta: A 4) 0 a 1 a –4 1 1 2 1 é M(5; 0) que coincide com o O ponto médio da diagonal AC ponto médio da diagonal BD, assim: xB + xD –––––––– = xM 2 yB + yD –––––––– = yM 2 ⇔ 1 + xD ––––––– =5 2 3 + yD ––––––– =0 2 ⇔ 5) I) P(x0; y0), A(– 1; – 2) e B(2; 1) estão alinhados, então: x0 y0 1 –1 –2 1 2 1 1 n Módulo 17 – Alinhamento de Três Pontos e Curvas 1) 4 –1 8 1 –2 –4 1 1 1 II) P(x0; y0), C(– 2; 1) e D(1; – 4) estão alinhados, então: = 4 + 2 – 32 + 2 + 8 + 16 = 0, assim, os x0 y0 1 –2 1 1 1 –4 1 pontos A, B e C são alinhados. Resposta: Sim 2) –3 –2 5 2 9 4 1 1 1 III) – 3x0 + 3y0 + 3 = 0 ⇔ 5x0 + 3y0 + 7 = 0 = – 6 – 18 + 20 – 18 + 12 + 10 = 0, assim, os pontos A, B e C são colineares. Resposta: A 3) = 0 ⇔ x0 + y0 + 8 – 1 + 4x0 + 2y0 = 0 ⇔ ⇔ 5x0 + 3y0 + 7 = 0 Para os pontos A(– 3; – 2), B(5; 2) e C(9; 4), tem-se: D= = 0 ⇔ – 2x0 + 2y0 – 1 + 4 – x0 + y0 = 0 ⇔ ⇔ – 3x0 + 3y0 + 3 = 0 Para os pontos A(4; – 1), B(8; 1) e C(– 2; – 4), tem-se: D = ≠ 0 ⇔ a + 2a + 4 – a2 ≠ 0 ⇔ a2 – 3a – 4 ≠ 0 ⇔ ⇔a≠–1ea≠4 Resposta: D xD = 9 ⇒ D(9; – 3) yD = – 3 Resposta: A Para que os pontos A(0; a), B(a; – 4) e C(1; 2) sejam vértices de um triângulo, deve-se ter: Representando os pontos dados num sistema cartesiano, tem-se a figura a seguir: ⇔ x0 – y0 – 1 = 0 8x0 + 4 = 0 ⇔ 3 y0 = – –– 2 1 x0 = – –– 2 3x0 – 3y0 – 3 = 0 5x0 + 3y0 + 7 = 0 ⇔ x0 – y0 – 1 = 0 1 x0 = – –– 2 1 3 ⇒ P –– ; – –– 2 2 1 3 Resposta: P – –– ; – –– 2 2 6) ⇔ ⇔ Para os pontos A(0; 2), B(4; 0) e C(– 1; – 2), tem-se: I) D = 0 2 1 4 0 1 –1 –2 1 = – 2 – 8 – 8 = – 18 II) A área do triângulo ABC é dada por |D| | – 18 | 18 S = –––– = ––––––– = –– = 9 2 2 2 Resposta: C – 15 7) I) Se B é o ponto em que a reta x + y = 1 encontra o eixo x, então yB = 0, logo, xB + 0 = 1 ⇔ xB = 1, portanto, B(1; 0) II) Se C é o ponto em que a reta x + y = 1 encontra o eixo y, então xC = 0, logo, 0 + yC = 1 ⇔ yC = 1, portanto, C(0; 1) III) Para os pontos A(3; 4), B(1; 0) e C(0; 1), tem-se: D= 3 1 0 4 0 1 1 1 1 10) Para os pontos A(1; 3), B(4; 7) e C(6; 5), tem-se: I) AB = (4 – 1)2 + (7 – 3)2 = 9 + 16 = 25 = 5 II) AC = (6 – 1)2 + (5 – 3)2 = 25 + 4 = 29 III) BC = (6 – 4)2 + (5 – 7)2 = 4 + 4 = 8 = 2 2 IV)O perímetro do triângulo ABC é 5 + 29 + 2 2 =1–3–4=–6 IV) A área do triângulo ABC é dada por V) A área do triângulo ABC é 3 7 5 1 1 1 14 = ––– = 7 2 2 |D| |–6| 6 S = –––– = –––––– = –– = 3 2 2 2 Resposta: B 8) 1 4 6 =5+2 perímetro área = 7 Resposta: Representando o quadrilátero no sistema cartesiano, tem-se: 2 + 29 11) Se os pontos A(7; 5), B(3; – 4) e C(x; 6), com x inteiro, formam um triângulo de área 29, então: 7 5 1 3 –4 1 x 6 1 = 29 = 8⇔ – 28 + 5x + 18 + 4x – 42 – 15 = 58 2 ⇔ ⇔ 9x – 67 = 58 ⇔ 9x – 67 = 58 ou 9x – 67 = – 58 ⇔ 125 ⇔ x = ––––– ou x = 1 ⇒ x = 1, pois x é inteiro 9 Resposta: x = 1 A área do quadrilátero é dada por 9) 1 1 12) Se os pontos A –– ; 1 , B(– 3; 4) e C t; – –– são colineares, 2 2 então: (AC + BD) . h (3 + 1) . 1 –––––––––––– = ––––––––– = 2 2 2 Resposta: 2u.a. Representando o quadrilátero no sistema cartesiano, tem-se: 1 –– 2 1 1 –3 4 1 t 1 – –– 2 1 3 1 = 0 ⇔ 2 + t + –– – 4t + –– + 3 = 0 ⇔ 2 4 27 9 ⇔ 8 + 4t + 6 – 16t + 1 + 12 = 0 ⇔ – 12t = – 27 ⇔ t = ––– = –– 12 4 Resposta: A 13) Para os pontos A(1; 2), B(3; 4) e C(4; 5), tem-se: D = I) A área do triângulo ABC é S1 = II) A área do triângulo ACD é S2 = 2 5 1 7 1 1 3 –4 1 2 2 5 1 3 –4 1 –2 –3 1 2 16 – 2 4 5 1 1 1 = 0, portanto, A, B e C estão alinhados e pertencem ao gráfico da função f(x) = x + 1, pois f(1) = 2, f(3) = 4 e f(4) = 5 41 = ––– = 20,5 2 Resposta: D 14) A distância real entre o ponto de partida C da joaninha e o de chegada A é o comprimento da hipotenusa de um triângulo retângulo de catetos 2 m e 6 m. 44 = ––– = 22 2 III) A área do quadrilátero ABCD é S1 + S2 = 20,5 + 22 = 42,5 Resposta: 42,5u.a. 1 3 4 Assim sendo, essa distância d, em metros, é: d= = 2 22 + 62 = 40 10 Resposta: A n Módulo 18 – Equação Geral da Reta 15) 1) I) O ponto A(a; 1) pertence à reta x + 2y = 0, então: a + 2 . 1 = 0 ⇔ a = – 2 fi A(– 2; 1) II) O ponto B(2; b) pertence à reta x + 2y = 0, então: 2 + 2b = 0 ⇔ b = – 1 fi B(2; – 1) III) A distância entre os pontos A(–2; 1) e B(2; – 1) é d = (2 + 2)2 + (1 + 1)2 = 16 + 4 = 20 = 2 5 Resposta: A Sendo x a medida do lado da malha quadriculada da figura 2, a medida do lado da malha quadriculada da figura 3 é 2x. Assim, A’B’ = 4x, AB = 3x e, portanto, o fator de ampliação da figura 2 para a figura 3 é: 2) 3 II) O ponto (1; 2) pertence à reta y = –– x + q – 3, então: 2 3 7 2 = –– . 1 + q – 3 ⇔ q = –– 2 2 A’B’ 4x 4 ––––– = –––– = ––– AB 3x 3 Resposta: C 16) A⌬ABC 3 1 1 –3 1 1 I) O ponto (1; 2) pertence à reta y = 2x + p – 2q, então: 2 = 2 . 1 + p – 2q ⇔ p – 2q = 0 III) 3) Resposta: 12 u. a. 5y + 2x – 2 = 0 ⇔ 2x + 5y = 2 y = 2x + 1 4 ≠ 0 ⇔ – 6k + 6 + 6 – 3k ≠ 0 ⇔ 9k ≠ 12 ⇔ k ≠ –– 3 ⇔ Resposta: C 4) Resposta: C 1 1 =0€x=–4 1 20) Os pontos A, B e P estão alinhados, então: 1 3 1 4 1 1 =0 € k=–5 k k + 12 1 tem A reta y = – 2 é horizontal, portanto, é mediatriz de um segmento vertical, cujo ponto médio deve ter y = – 2. Um possível segmento tem extremos A(0; 0) e B(0; – 4), pois yA + yB 0 + (– 4) xA = xB e ––––––––– = ––––––––– = – 2 2 2 19) Os pontos A, B e C pertencem a uma mesma reta € Resposta: D 1 x = – –– 4 1 1 fi P – –– ; –– 1 4 2 y = –– 2 ⇔ 5 –1 –16 – 2x + y = 1 1 1 II) A reta vertical que passa pelo ponto P – –– ; –– 4 2 1 equação x = – –– 4 Resposta: C 18) Sendo S a área do triângulo de vértices A(6;8), B(2;2) e C(8;4), temos: 3 € 1 x 7 21 7 ⇔ p + q = 7 + –– = ––– q = –– 2 2 2 I) O ponto P de intersecção das retas y = 2x + 1 e 5y + 2x – 2 = 0 é dado pela solução do sistema formado pelas duas equações, assim: 17) Se A, B e C são vértices de um triângulo, então necessariamente: 6 8 1 2 2 1 8 4 1 S = –––––––––––––– = 14 2 p=7 Resposta: C – 24 5 5 1 = –––––– = 12 u.a. = ––––––––––––– 2 2 k 0 1 2 –6 1 1 3 1 p – 2q = 0 7 ⇔ q = –– 2 Resposta: A 5) A reta passa pelos pontos (0; 3) e (5; 0), assim, sua equação é dada por: 0 5 x 3 0 y 1 1 = 0 ⇔ 3x + 5y – 15 = 0 ⇔ 1 Portanto: 3 . k + 2 = – 13 3 ⇔ 5y = – 3x + 15 ⇔ y = – ––– x + 3 5 Resposta: C Resposta: A – 17 6) Os pontos I1 e I2 pertencem à parábola y = x2 e à reta 3 y = – ––– x + 3, logo, suas coordenadas são as soluções do 5 sistema formado pelas duas equações, assim: y = x2 3 y = – ––x + 3 5 ⇔ y = x2 ⇔ 3 x2 = – ––x + 3 5 2 + 3x – 15 = 0 –b –3 + 3x – 15 = 0 é –––– = –––– , que corresponde à soma das a 5 abscissas dos pontos I1 e I2. Resposta: A 7) A reta passa pelos pontos (– 2; 0) e (2; 3), assim, sua equação é dada por: –2 2 x 0 3 y 1 1 1 = 0 ⇔ – 6 + 2y – 3x + 2y = 0 ⇔ ⇔ – 3x + 4y – 6 = 0 ⇔ 3x – 4y + 6 = 0 Resposta: C 8) I) Os pontos P(3; yP), (0; 8) e (4; 0) estão alinhados, pois pertencem ao gráfico da função do 1o. grau f(x), então: 3 0 4 yP 8 0 1 1 = 0 ⇔ 24 + 4yP – 32 = 0 ⇔ yP = 2 fi P(3; 2) 1 II) O gráfico da y = g(x) é uma reta que passa pelos pontos P(3; 2) e (– 1; 0), assim, sua equação é dada por: 3 2 –1 0 x y por P(3; 6), assim, sua equação é: 0 3 x y = x2 5x A soma dos valores de x que satisfazem a equação 5x2 II) A mediana traçada do vértice M é o segmento de reta que — une o vértice M(0; 0) e o ponto médio do lado NQ, dado 1 1 = 0 ⇔ 2x – y + 2 – 3y = 0 ⇔ 2x – 4y + 2 = 0 ⇔ 1 x+1 ⇔ x – 2y + 1 = 0 ⇔ 2y = x + 1 ⇔ y = –––––– 2 0 6 y 1 1 = 0 ⇔ 3y – 6x = 0 ⇔ 3y = 6x ⇔ y = 2x 1 Resposta: E 11) A equação da reta r que passa por (2; 5) e (5; 9) é dada por: 2 5 x 5 9 y 1 1 = 0 ⇔ 18 + 5x + 5y – 9x – 2y – 25 = 0 ⇔ 1 ⇔ – 4x + 3y – 7 = 0 Um outro ponto dessa reta é (500; 669), pois, para x = 500 tem-se: – 4 . 500 + 3y – 7 = 0 ⇔ 3y = 2007 ⇔ y = 669 Resposta: A 12) A equação da reta que passa por A(1; 2) e B(3; 3) é dada por: 1 3 x 2 3 y 1 1 = 0 ⇔ 3 + 2x + 3y – 3x – y – 6 = 0 ⇔ 1 x 3 ⇔ – x + 2y – 3 = 0 ⇔ 2y = x + 3 ⇔ y = ––– + ––– 2 2 Resposta: D 13) a) A reta x = – 3 é vertical e a distância ao ponto P(2; 10) é d = 2 – (– 3) = 2 + 3 = 5 b) A reta y = 6 é horizontal e a distância ao ponto P(2; 10) é d = 10 – 6 = 4 Respostas: a) 5 b) 4 14) a) Para que as retas ax – 5y + 7 = 0, 2x + ay – 8 = 0 e 2ax – 7y + 8 = 0 sejam concorrentes no mesmo ponto, o sistema formado pelas três equações deve ter uma única solução (x; y), que corresponde ao ponto onde as retas se interceptam, assim: Resposta: D 9) A reta passa pelos pontos (0; 3) e (4; 0), assim, sua equação é dada por: 0 4 x 3 0 y 1 1 = 0 ⇔ 3x + 4y – 12 = 0 1 ax – 5y + 7 = 0 2x + ay – 8 = 0 ⇔ 2ax – 7y + 8 = 0 ⇔ ax – 5y = – 7 2x + ay = 8 ⇔ 3y = 6 ax = 3 x+a=4 ⇔ y=2 Outra maneira: A equação da reta cujas intersecções com os x y eixos são (p; 0) e (0; q) é dada por ––– + ––– = 1, assim, para p q ⇔ os pontos (4; 0) e (0; 3), tem-se: x y ––– + ––– = 1 ⇔ 3x + 4y = 12 ⇔ 3x + 4y – 12 = 0 4 3 Resposta: D — 10) I) Sendo P o ponto médio do lado NQ, com N(2; 9) e Q(4; 3), tem-se: 2+4 xN + xQ xP = –––––––– = –––––– = 3 2 2 fi P(3; 6) yN + yQ 9+3 yP = –––––––– = –––––– = 6 2 2 ⇔ ax – 5y = – 7 2x + ay = 8 2ax – 7y = – 8 ax – 5y = – 7 ⇔ 2x + ay = 8 y=2 3 x = –– a ⇔ x=4–a y=2 –2 ⇔ + ax – 10 = – 7 ⇔ 2x + 2a = 8 y=2 3 4 – a = –– a ⇔ x=4–a y=2 a2 – 4a + 3 = 0 ⇒ a = 1 ou a = 3 x=4–a y=2 b) O ponto de intersecção é dado por x=4–a , assim: y=2 x=3 I) Para a = 1 fi , então, o ponto é (3; 2). y=2 x=1 II) Para a = 3 fi , então, o ponto é (1; 2). y=2 Resposta: a) 1 ou 3 b) para a = 1 (3; 2) para a = 3 (1; 2) 18 – 15) I) x y 1 3 – 2 1 = 0 ⇔ – 2x + y + 3m + 2 – 3y – mx = 0 ⇔ 1 m 1 ⇔ (– 2 – m)x – 2y + 3m + 2 = 0 II) A reta x = 5 é vertical, assim, a reta obtida no item (I) deve ser horizontal, isto é, a equação deve ser do tipo y = contante, independente do valor de x, portanto, devese ter: – 2 – m = 0 ⇔ m = – 2 Resposta: C 16) Uma reta paralela ao eixo y é uma reta vertical e sua equação é do tipo x = constante, assim, para que a reta passe pelo ponto P(2; 3), a equação é dada por x = 2. Resposta: A ⇔ x = 4 – 2y 5(4 – 2y) + 3y = 15 – 7y = – 5 ⇔ ⇔ x = 4 – 2y ⇔ x = 4 – 2y 20 – 10y + 3y = 15 5 y = ––– 7 fiP 18 x = ––– 7 ⇔ ; ––– ––– 7 7 18 IV) A equação da reta r que passa por P 5 ; ––– ––– 7 7 18 5 e O(0; 0) é dada por: 18 5 ––– –– 7 7 0 0 x y 1 1 1 5 18 = 0 ⇔ ––– x – ––– y = 0 ⇔ 7 7 5 x ⇔ 5x – 18y = 0 ⇔ 18y = 5x ⇔ y = ––– 18 Resposta: B 17) Os pontos A(3; – 2), B(m; n) e O(0; 0) estão alinhados, então: 3 –2 1 m n 1 = 0 ⇔ 2m + 3n = 0 0 0 1 Resposta: 2m + 3n = 0 18) I) O ponto P de intersecção das retas 3x + 5y – 7 = 0 e 4x + 6y – 5 = 0 é dado pela solução do sistema formado pelas duas equações, assim: 4x + 6y – 5 = 0 ⇔ 4x + 6y = 5 3x + 5y – 7 = 0 ⇔ ⇔ 3x + 5y = 7 – 18x – 30y = – 42 ⇔ 20x + 30y = 25 17 x = – ––– 2 13 y = ––– 2 ⇔ 4x + 6y = 5 2x = – 17 17 13 fi P – ––– ; ––– 2 2 fi II) A reta paralela ao eixo Ox (horizontal) que passa pelo 17 13 ponto P – ––– ; ––– 2 2 13 tem equação y = ––– . 2 Resposta: C 19) I) A equação da reta que passa por (0; 5) e (3; 0) é dada por: 0 3 x 5 0 y 1 1 = 0 ⇔ 5x + 3y – 15 = 0 1 II) A equação da reta que passa por (0; 2) e (4; 0) é dada por: 0 4 x 2 0 y 1 1 = 0 ⇔ 2x + 4y – 8 = 0 ⇔ x + 2y – 4 = 0 1 III) O ponto P de intersecção das retas 5x + 3y – 15 = 0 e x + 2y – 4 = 0 é dado pela solução do sistema formado pelas duas equações, assim: x + 2y – 4 = 0 5x + 3y – 15 = 0 ⇔ x = 4 – 2y 5x + 3y = 15 ⇔ – 19