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1.
PREPARAÇÃO PARA TESTE
GLOBAL|27 DE MAIO 1. Considera a função 𝑓, definida ℝ, por 𝑓(𝑥) = 2|𝑥 + 3| − 5. 1.1. Determina: 1.1.1. 𝑓(−4); 𝑓(−4) = 2|−4 + 3| − 5 = 2 × |−1| − 5 = 2 − 5 = −3 1.1.2. 𝑓(6). 𝑓(6) = 2|6 + 3| − 5 = 2 × |9| − 5 = 18 − 5 = 13 1.2. Estuda a função 𝑓 quanto à monotonia, extremos e zeros. 𝑓(𝑥) = 𝑎|𝑥 − 𝑏| + 𝑐 𝑓(𝑥) = 2|𝑥 + 3| − 5 O vértice é (−3, −5) e 𝑎 = 2 > 0 𝐷´ = [−5, +∞[ A função 𝑓 tem um mínimo absoluto que é −5 e minimizante −3 A função 𝑓 é decrescente em ]−∞, −3] e é crescente em [−3, +∞[ 𝑓(𝑥) = 0 ⟺ 2|𝑥 + 3| − 5 = 0 ⟺ 2|𝑥 + 3| = 5 ⟺ |𝑥 + 3| = 5 2 ⟺ 𝑥 + 3 = 5 2 ∨ 𝑥 + 3 = − 5 2 ⟺ ⟺ 𝑥 = 5 2 − 3 ∨ 𝑥 = − 5 2 − 3 ⟺ 𝑥 = 5 2 − 6 2 ∨ 𝑥 = − 5 2 − 6 2 ⟺ 𝑥 = − 1 2 ∨ 𝑥 = − 11 2 Zeros: − e − 1.3. Resolve a condição 1.3.1. 𝑓(𝑥) > 7 2|𝑥 + 3| − 5 > 7 ⟺ 2|𝑥 + 3| > 7 + 5 ⟺ 2|𝑥 + 3| > 12 ⟺ |𝑥 + 3| > 6 ⟺ 𝑥 + 3 > 6 ∨ 𝑥 + 3 < −6 ⟺ 𝑥 > 6 − 3 ∨ 𝑥 < −6 − 3 ⟺ 𝑥 > 3 ∨ 𝑥 < −9 𝐶. 𝑆. = ]−∞, −9[ ∪ ]3, +∞[ 1.3.2. 𝑓(𝑥) = −3 2|𝑥 + 3| − 5 = −3 ⟺ 2|𝑥 + 3| = −3 + 5 ⟺ 2|𝑥 + 3| = 2 ⟺ |𝑥 + 3| = 1 ⟺ 𝑥 + 3 = 1 ∨ 𝑥 + 3 = −1 ⟺ 𝑥 = 1 − 3 ∨ 𝑥 = −1 − 3 ⟺ 𝑥 = −2 ∨ 𝑥 = −4 𝐶. 𝑆. = {−4, −2} 1.4. Define analiticamente a função 𝑓 por ramos. 𝑓(𝑥) = 2|𝑥 + 3| − 5 𝑓(𝑥) = 2(𝑥 + 3) − 5 𝑠𝑒 𝑥 + 3 ≥ 0 2[−(𝑥 + 3)] − 5 𝑠𝑒 𝑥 + 3 < 0 ⟺ 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 6 − 5 𝑠𝑒 𝑥 ≥ −3 2(−𝑥 − 3) − 5 𝑠𝑒 𝑥 < −3 ⟺ 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1 𝑠𝑒 𝑥 ≥ −3 −2𝑥 − 6 − 5 𝑠𝑒 𝑥 < −3 ⟺ 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1 𝑠𝑒 𝑥 ≥ −3 −2𝑥 − 11 𝑠𝑒 𝑥 < −3 1.5. Indica: 1.5.1. o contradomínio da função 𝑎(𝑥) = −𝑓(𝑥 + 2) − 3.
2.
𝐷´ = [−5, +∞[,
logo 𝐷´ = ]−∞, 2] 1.5.2. o contradomínio da função 𝑏(𝑥) = 2𝑓(𝑥) + 1. 𝐷´ = [−5, +∞[, logo 𝐷´ = [−9, +∞[ 1.5.3. os zeros da função 𝑐(𝑥) = 3𝑓(𝑥 − 4). Os zeros da função 𝑓 são − e − , logo os zeros da função 𝑐 são: e Cálculos auxiliares: − + 4 = − + = e − + 4 = − + = 1.5.4. o intervalo ou a união de intervalos em que é negativa a função 𝑑(𝑥) = −2𝑓 𝑥 + . os zeros da função 𝑑 são: −9 e −4 Cálculos auxiliares: − − = − = −9 e − − = − = −4 𝑑(𝑥) < 0: ]−∞, −9[ ∪ ]−4, +∞[ 2. Na figura estão representados, em referencial ortonormado 𝑂𝑥𝑦𝑧, três cubos, cada um deles com 4 cm de aresta. Sabe-se que: o ponto 𝐹 pertence ao eixo 𝑂𝑥; os pontos 𝐻 e 𝐼 pertencem ao eixo 𝑂𝑦; os pontos 𝐶 e 𝑁 pertencem ao eixo 𝑂𝑧; Como os cubos têm 4 cm de aresta, então as coordenadas dos pontos são as seguintes: 𝐴(4, −4, −4); 𝐵(4, 0, −4); 𝐶(0, 0, −4); 𝐷(0, −4, −4); 𝐸(4, −4, 0); 𝐹(4, 0, 0); 𝐺(4, 4, 0); 𝐻(0, 4, 0); 𝐼(0, −4, 0); 𝐽(4, −4, 4); 𝐾(4, 0, 4); 𝐿(4, 4, 4); 𝑀(0, 4, 4); 𝑁(0, 0, 4); 𝑃(0, −4, 4) 2.1. Escreve as coordenadas do vetor 𝐴𝑁 ⃗ + 𝑁𝐺 ⃗. 1º processo: 𝐴𝑁 ⃗ + 𝑁𝐺 ⃗ = (−4, 4, 8) + (4, 4, −4) = (0, 8, 4) 𝐴𝑁 ⃗ = 𝑁 − 𝐴 = (0, 0, 4) − (4, −4, −4) = (−4, 4, 8) 𝑁𝐺 ⃗ = 𝐺 − 𝑁 = (4, 4, 0) − (0, 0, 4) = (4, 4, −4) 2º processo: 𝐴𝑁 ⃗ + 𝑁𝐺 ⃗ = 𝐴𝐺 ⃗ = 𝐺 − 𝐴 = (4, 4, 0) − (4, −4, −4) = (0, 8, 4) 2.2. Determina −3𝑃𝐹 ⃗ − 2𝐿𝑁 ⃗ . −3𝑃𝐹 ⃗ − 2𝐿𝑁 ⃗ = (−4) + (−4) + 12 = √16 + 16 + 144 = √176 = 4√11 𝑃𝐹 ⃗ = 𝐹 − 𝑃 = (4, 0, 0) − (0, −4, 4) = (4, 4, −4) 𝐿𝑁 ⃗ = 𝑁 − 𝐿 = (0, 0, 4) − (4, 4, 4) = (−4, −4, 0) −3𝑃𝐹 ⃗ − 2𝐿𝑁 ⃗ = −3(4, 4, −4) − 2(−4, −4, 0) = (−12, −12, 12) + (8, 8, 0) = (−4, −4, 12) 𝐴 𝐵 𝐶 𝐷 𝐸 𝐹 𝑂 𝐼 𝐽 𝑥 𝑦 𝑧 𝐺 𝐻 𝐿 𝑀 𝐾 𝑁 𝑃
3.
2.3. Define por
uma condição: 2.3.1. a reta 𝐶𝐷; 𝑥 = 0 ∧ 𝑧 = −4 2.3.2. a face [𝐺𝐻𝐿𝑀]. 0 ≤ 𝑥 ≤ 4 ∧ 𝑦 = 4 ∧ 0 ≤ 𝑧 ≤ 4 2.4. Escreve uma equação vetorial da reta 𝐷𝐺. 𝐷𝐺: (𝑥, 𝑦, 𝑧) = (4, 4, 0) + 𝑘(4, 8, 4), 𝑘 ∈ ℝ ou 𝐷𝐺: (𝑥, 𝑦, 𝑧) = (0, −4, −4) + 𝑘(4, 8, 4), 𝑘 ∈ ℝ 𝐷𝐺 ⃗ = 𝐺 − 𝐷 = (4, 4, 0) − (0, −4, −4) = (4, 8, 4) 2.5. Determina uma equação do plano mediador de [𝐹𝑀]. 𝐹(4, 0, 0) e 𝑀(0, 4, 4) (𝑥 − 4) + (𝑦 − 0) + (𝑧 − 0) = (𝑥 − 0) + (𝑦 − 4) + (𝑧 − 4) ⟺ (𝑥 − 4) + 𝑦 + 𝑧 = 𝑥 + (𝑦 − 4) + (𝑧 − 4) ⟺ 𝑥 − 8𝑥 + 16 + 𝑦 + 𝑧 = 𝑥 + 𝑦 − 8𝑦 + 16 + 𝑧 − 8𝑧 + 16 ⟺ −8𝑥 = −8𝑦 + 16 − 8𝑧 ⟺ −8𝑥 + 8𝑦 − 16 + 8𝑧 = 0 ⟺ −𝑥 + 𝑦 + 𝑧 − 2 = 0 2.6. Determina a equação reduzida da superfície esférica de diâmetro [𝐴𝑁]. 𝐴(4, −4, −4) e 𝑁(0, 0, 4) Seja 𝑇 o ponto médio de [𝐴𝑁] e o centro da superfície esférica 𝑇 4 + 0 2 , −4 + 0 2 , −4 + 4 2 = 4 2 , −4 2 , 0 2 = (2, −2, 0) 𝑑( , ) = (2 − 4) + −2 − (−4) + 0 − (−4) = (−2) + 2 + 4 = √4 + 4 + 16 = √24 = 2√6 (𝑥 − 2) + (𝑦 + 2) + 𝑧 = 24 3. No referencial ortonormado da figura estão representadas duas funções 𝑓 e 𝑔, definidas, respetivamente, por: 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 𝑥 − 2 e 𝑔(𝑥) = 𝑥 + 7. Sabe-se que: os pontos 𝐴 e 𝐵 são pontos de interseção dos gráficos das funções 𝑓 e 𝑔; o ponto 𝐴 tem coordenadas (−3, 4); o ponto 𝐶 é o ponto de intersecção do gráfico da função 𝑓 com o eixo 𝑂𝑦; o ponto 𝐷 é o ponto de intersecção do gráfico da função 𝑔 com o eixo 𝑂𝑦 3.1. Determina as coordenadas do ponto 𝐵. 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 𝑥 − 2 e 𝑔(𝑥) = 𝑥 + 7 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⟺ 𝑥 + 𝑥 − 2 = 𝑥 + 7 ⟺ 𝑥 + 𝑥 − 2 − 𝑥 − 7 = 0 ⟺ 𝑥 − 9 = 0 ⟺ 𝑥 = 9 ⟺ 𝑥 = −3 ∨ 𝑥 = 3 𝐵 3, 𝑔(3) logo 𝑔(3) = 3 + 7 = 10. Assim, 𝐵(3, 10) 𝑥 𝐷 𝐶 𝐵 𝐴 𝑦 𝑂 𝑓 𝑔 −3 4
4.
3.2. Determina a
área do triângulo [𝐴𝐶𝐷]. 𝑔(0) = 0 + 7 = 7, ou seja, 𝐷(0, 7) 𝑓(0) = 0 + 0 − 2 = −2, ou seja, 𝐶(0, −2) 𝐴[ ] = 3 × 9 2 = 27 2 = 13,5 4. Considera a função 𝑓, de domínio ℝ, definida por: 𝑓(𝑥) = 4𝑥 − 24𝑥 + 32 4.1. Escreve 𝑓(𝑥) na forma 𝑎(𝑥 − ℎ) + 𝑘, 𝑎 ∈ ℝ{0} e indica os intervalos de monotonia. 𝑓(𝑥) = 4𝑥 − 24𝑥 + 32 4𝑥 − 24𝑥 + 32 = 4(𝑥 − 6𝑥) + 32 = 4(𝑥 − 6𝑥 + 3 − 3 ) + 32 = 4(𝑥 − 6𝑥 + 3 ) − 36 + 32 4(𝑥 − 6𝑥 + 9) − 4 = 4(𝑥 − 3) − 4 Assim, 𝑓(𝑥) = 4(𝑥 − 3) − 4 e a função é decrescente em ]−∞, 3] e crescente em [3, +∞[ 4.2. Resolve a seguinte inequação 𝑓(𝑥) ≤ 12. 𝑓(𝑥) ≤ 12 𝑓(𝑥) ≤ 12 ⟺ 4𝑥 − 24𝑥 + 32 ≤ 12 ⟺ 4𝑥 − 24𝑥 + 32 − 12 ≤ 0 ⟺ 4𝑥 − 24𝑥 + 20 ≤ 0 𝑥 = 24 ± (−24) − 4 × 4 × 20 2 × 4 ⟺ 𝑥 = 24 ± √576 − 320 8 ⟺ 𝑥 = 24 ± √256 8 ⟺ 𝑥 = 24 ± 16 8 ⟺ 𝑥 = 40 8 ∨ 𝑥 = 8 8 ⟺ 𝑥 = 5 ∨ 𝑥 = 1 𝑥 ∈ [1, 5] 5. Considera a função real de variável real definida por 𝑔(𝑥) = 2|𝑥 − 1| − 6. 5.1. Exprime 𝑔(𝑥) sem usar o símbolo de valor absoluto e indique o contradomínio de 𝑔. 𝑔(𝑥) = 2|𝑥 − 1| − 6 𝑔(𝑥) = ⎩ ⎨ ⎧ 2(𝑥 − 1) − 6 𝑠𝑒 𝑥 − 1 ≥ 0 2 −(𝑥 − 1) − 6 𝑠𝑒 𝑥 − 1 < 0 𝑔(𝑥) = ⎩ ⎨ ⎧2𝑥 − 2 − 6 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 −2𝑥 + 2 − 6 𝑠𝑒 𝑥 < 1 𝑔(𝑥) = ⎩ ⎨ ⎧ 2𝑥 − 8 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 1 −2𝑥 − 4 𝑠𝑒 𝑥 < 1 O contradomínio da função é 𝐷 = [−6; +∞[. 5.2. Determina, sob a forma de intervalo, os valores de 𝑥 para os quais 𝑔(𝑥) < 4. 𝑔(𝑥) < 4 ⟺ 2|𝑥 − 1| − 6 < 4 ⟺ 2|𝑥 − 1| < 4 + 6 ⟺ 2|𝑥 − 1| < 10 ⟺ |𝑥 − 1| < 10 2 ⟺ |𝑥 − 1| < 5
5.
⟺ 𝑥 −
1 < 5 ∧ 𝑥 − 1 > −5 ⟺ 𝑥 < 5 + 1 ∧ 𝑥 > −5 + 1 ⟺ 𝑥 < 6 ∧ 𝑥 > −4 𝑥 ∈ ]−4, 6[ 6. Em relação a um referencial ortonormado (𝑂, 𝑒⃗, 𝑒⃗), considere: a reta 𝑟: (𝑥, 𝑦) = (2, 1) + 𝑘(6, −2), 𝑘 ∈ ℝ; a reta 𝑠: −4𝑥 + 2𝑦 − 8 = 0; os pontos 𝑃(3, −1) e 𝑄(−1, −3). 6.1. Indique as coordenadas de três pontos da reta 𝑟. 𝑟: (𝑥, 𝑦) = (2, 1) + 𝑘(6, −2), 𝑘 ∈ ℝ (𝑥, 𝑦) = (2, 1) + (6𝑘, −2𝑘) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (2 + 6𝑘, 1 − 2𝑘) Para 𝑘 = −1; (𝑥, 𝑦) = 2 + 6 × (−1), 1 − 2 × (−1) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (2 − 6, 1 + 2) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (−4, 3). Assim, 𝑃 (−4,3) Para 𝑘 = 0; (𝑥, 𝑦) = (2 + 6 × 0, 1 − 2 × 0) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (2 + 0, 1 − 0) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (2, 1). Assim, 𝑃 (2, 1) Para 𝑘 = 2; (𝑥, 𝑦) = (2 + 6 × 2, 1 − 2 × 2) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (2 + 12, 1 − 4) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (14, −3). Assim, 𝑃 (14, −3) 6.2. Escreva uma equação vetorial da reta 𝑡 paralela à reta 𝑟 e que passe no ponto 𝑃. 𝑟: (𝑥, 𝑦) = (2, 1) + 𝑘(6, −2), 𝑘 ∈ ℝ e 𝑃(3, −1) Como a reta 𝑡 é paralela à reta 𝑟 podemos usar o mesmo vetor (retas paralelas têm o mesmo declive). 𝑡: (𝑥, 𝑦) = (3, −1) + 𝑘(6, −2), 𝑘 ∈ ℝ 6.3. Escreva uma equação reduzida da reta 𝑃𝑄. 1º Processo: 𝑃(3, −1) e 𝑄(−1, −3) 𝑃𝑄 ⃗ = 𝑄 − 𝑃 = (−1, −3) − (3, −1) = (−1 − 3, −3 + 1) = (−4, −2) 𝑃𝑄: (𝑥, 𝑦) = (3, −1) + 𝑘(−4, −2), 𝑘 ∈ ℝ (𝑥, 𝑦) = (3, −1) + 𝑘(−4, −2) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (3, −1) + (−4𝑘, −2𝑘) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (3 − 4𝑘, −1 − 2𝑘) 𝑥 = 3 − 4𝑘 𝑦 = −1 − 2𝑘 ⟺ 𝑥 − 3 = −4𝑘 𝑦 + 1 = −2𝑘 ⟺ −𝑥 + 3 = 4𝑘 −𝑦 − 1 = 2𝑘 ⟺ 𝑘 = −𝑥 + 3 4 𝑘 = −𝑦 − 1 2 −𝑦 − 1 2 = −𝑥 + 3 4 ⟺ 4(−𝑦 − 1) = 2(−𝑥 + 3) ⟺ −4𝑦 − 4 = −2𝑥 + 6 ⟺ −4𝑦 = −2𝑥 + 6 + 4 ⟺ −4𝑦 = −2𝑥 + 10 ⟺ 𝑦 = −2𝑥 −4 + 10 −4 ⟺ 𝑦 = 𝑥 2 − 5 2 ⟺ 𝑦 = 1 2 𝑥 − 5 2 Assim, 𝑃𝑄: 𝑦 = 𝑥 − 2º Processo: 𝑃(3, −1) e 𝑄(−1, −3) 𝑃𝑄 ⃗ = 𝑄 − 𝑃 = (−1, −3) − (3, −1) = (−1 − 3, −3 + 1) = (−4, −2) Equação reduzida da reta 𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑏, onde 𝑚 é o declive da reta e 𝑏 a ordenada na origem
6.
Tendo o vetor
𝑢 ⃗ = (𝑢 , 𝑢 ) o declive obtém-se 𝑚 = , 𝑢 ≠ 0 𝑃𝑄 ⃗ = (−4, −2), logo 𝑚 = ⟺ 𝑚 = Usando, por exemplo, o ponto 𝑄(−1, −3) 𝑦 = 1 2 𝑥 + 𝑏 ( , ) − 3 = 1 2 × (−1) + 𝑏 ⟺ −3 = − 1 2 + 𝑏 ⟺ 𝑏 = −3 + 1 2 ⟺ 𝑏 = − 6 2 + 1 2 ⟺ 𝑏 = − 5 2 Assim, 𝑃𝑄: 𝑦 = 𝑥 − 6.4. Determine as coordenadas do ponto 𝑀, ponto de interseção entre a reta 𝑟 e a reta 𝑠. 𝑟: (𝑥, 𝑦) = (2, 1) + 𝑘(6, −2), 𝑘 ∈ ℝ. Equação reduzida (𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑏) da reta 𝑟 𝑚 = − 2 6 ⟺ 𝑚 = − 1 3 𝑦 = − 1 3 𝑥 + 𝑏 ( , ) 1 = − 1 3 × 2 + 𝑏 ⟺ 1 = − 2 3 + 𝑏 ⟺ 1 = − 2 3 + 𝑏 ⟺ 𝑏 = 1 + 2 3 ⟺ 𝑏 = 5 3 𝑟: 𝑦 = − 1 3 𝑥 + 5 3 Equação reduzida (𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑏) da reta 𝑠 𝑠: −4𝑥 + 2𝑦 − 8 = 0 −4𝑥 + 2𝑦 − 8 = 0 ⟺ 2𝑦 = 4𝑥 + 8 ⟺ 𝑦 = 4𝑥 2 + 8 2 ⟺ 𝑦 = 2𝑥 + 4 Interseção entre as retas 𝑟 e 𝑠 𝑦 = − 1 3 𝑥 + 5 3 𝑦 = 2𝑥 + 4 ⟺ 2𝑥 + 4 = − 1 3 𝑥 + 5 3 _______________________ ⟺ 6𝑥 3 + 12 3 = − 1 3 𝑥 + 5 3 _______________________ ⟺ 6𝑥 + 12 = −𝑥 + 5 _____________________ ⟺ 6𝑥 + 𝑥 = −12 + 5 _____________________ ⟺ 7𝑥 = −7 __________ ⟺ 𝑥 = −1 ________ ⟺ 𝑥 = −1 𝑦 = 2 × (−1) + 4 ⟺ 𝑥 = −1 𝑦 = −2 + 4 ⟺ 𝑥 = −1 𝑦 = 2 ⟺ 𝑀(−1, 2) 6.5. Determine a área do triângulo [𝑂𝐴𝐵], onde 𝑂 é a origem do referencial e os pontos 𝐴 e 𝐵 são os pontos de interseção da reta 𝑠 com, respetivamente, o eixo 𝑂𝑥 e o eixo 𝑂𝑦. 𝑠: −4𝑥 + 2𝑦 − 8 = 0 ⟺ 𝑦 = 2𝑥 + 4 Eixo 𝑂𝑥 𝑦 = 2𝑥 + 4 0 = 2𝑥 + 4 ⟺ 2𝑥 = −4 ⟺ 𝑥 = −2 𝐴(−2, 0) Eixo 𝑂𝑦 𝑦 = 2𝑥 + 4 𝑦 = 2 × 0 + 4 ⟺ 𝑦 = 4 𝐵(0, 4) 𝑨 𝑩 𝒙 𝒚 𝑶 𝑦 = 2𝑥 + 4
7.
𝐴∆ = 𝐴𝑂 ×
𝐵𝑂 2 ⟺ 𝐴∆ = 2 × 4 2 ⟺ 𝐴∆ = 8 2 ⟺ 𝐴∆ = 4 7. Em relação ao referencial o. m. 𝑂𝑥𝑦 da figura, considere os pontos 𝐴(−1, 4), 𝐵(−3, −4), 𝐶(5, −2) e 𝐷(4, 2). 7.1. Define, através de uma equação, a circunferência de centro em 𝐶 e que contenha 𝐷. 𝐶𝐷 é igual ao raio da circunferência 𝐶𝐷 = (5 − 4) + (−2 − 2) ⟺ 𝐶𝐷 = 1 + (−4) ⟺ 𝐶𝐷 = √1 + 16 ⟺ 𝐶𝐷 = √17 (𝑥 − 5) + (𝑦 + 2) = √17 (𝑥 − 5) + (𝑦 + 2) = 17 7.2. Mostra que a mediatriz de [𝐴𝐶] é definida pela equação 𝑦 = 𝑥 − 1 e verifica se o ponto 𝐵 pertence à mediatriz. Mediatriz do segmento de reta [𝐴𝐶]; pontos 𝑃(𝑥, 𝑦), 𝐴(−1, 4), 𝐶(5, −2) 𝑃𝐴 = 𝑃𝐶 (𝑥 + 1) + (𝑦 − 4) = (𝑥 − 5) + (𝑦 + 2) ⟺ (𝑥 + 1) + (𝑦 − 4) = (𝑥 − 5) + (𝑦 + 2) ⟺ 𝑥 + 2𝑥 + 1 + 𝑦 − 8𝑦 + 16 = 𝑥 − 10𝑥 + 25 + 𝑦 + 4𝑦 + 4 ⟺ 2𝑥 + 1 − 8𝑦 + 16 = −10𝑥 + 25 + 4𝑦 + 4 ⟺ 2𝑥 − 8𝑦 + 17 = −10𝑥 + 4𝑦 + 29 ⟺ 2𝑥 − 8𝑦 + 17 + 10𝑥 − 4𝑦 − 29 = 0 ⟺ 12𝑥 − 12𝑦 − 12 = 0 ⟺ 𝑥 − 𝑦 − 1 = 0 ⟺ −𝑦 = −𝑥 + 1 ⟺ 𝑦 = 𝑥 − 1 equação da mediatriz do segmento de reta [𝐴𝐶] 𝑦 = 𝑥 − 1 ( , ) − 4= −3 − 1 ⟺ −4 = −4, o ponto 𝐵 pertence à mediatriz 7.3. Mostra que o triângulo [𝐵𝐶𝐷] é rectângulo e classifique-o quanto aos lados. 𝐵(−3, −4), 𝐶(5, −2), 𝐷(4, 2) 𝐵𝐶 = (−3 − 5) + (−4 + 2) ⟺ 𝐵𝐶 = (−8) + (−2) ⟺ 𝐵𝐶 = √64 + 4 𝑨 𝑩 𝑪 𝑫 𝒙 𝒚 𝑶 𝑨 𝑩 𝑪 𝑫 𝒙 𝒚 𝑶 𝑨 𝑩 𝑪 𝑫 𝒙 𝒚 𝑶
8.
⟺ 𝐵𝐶 =
√68 𝐶𝐷 = (5 − 4) + (−2 − 2) ⟺ 𝐶𝐷 = 1 + (−4) ⟺ 𝐶𝐷 = √1 + 16 ⟺ 𝐶𝐷 = √17 𝐵𝐷 = (−3 − 4) + (−4 − 2) ⟺ 𝐵𝐶 = (−7) + (−6) ⟺ 𝐵𝐶 = √49 + 36 ⟺ 𝐵𝐶 = √85 Como todos os lados do triângulo têm comprimento diferente, o triângulo [𝐵𝐶𝐷] quanto aos lados é escaleno. 𝐵𝐶 + 𝐶𝐷 = 𝐵𝐷 ⟺ √68 + √17 = √85 ⟺ 68 + 17 = 85 ⟺ 85 = 85 O triângulo [𝐵𝐶𝐷], quanto à amplitude dos ângulos, é retângulo. 7.4. Determina as coordenadas do vetor −3𝐴𝐷 ⃗ + 𝐵𝐶 ⃗. 𝐴(−1, 4), 𝐵(−3, −4), 𝐶(5, −2), 𝐷(4, 2) 𝐴𝐷 ⃗ = 𝐷 − 𝐴 = (4, 2) − (−1, 4) = (4 + 1, 2 − 4) = (5, −2) 𝐴𝐷 ⃗ = (5, −2) 𝐵𝐶 ⃗ = 𝐶 − 𝐵 = (5, −2) − (−3, −4) = (5 + 3, −2 + 4) = (8, 2) 𝐵𝐶 ⃗ = (8, 2) −3𝐴𝐷 ⃗ + 𝐵𝐶 ⃗ = −3(5, −2) + (8, 2) = (−15, 6) + (8, 2) = (−15 + 8, 6 + 2) = (−7, 8) −3𝐴𝐷 ⃗ + 𝐵𝐶 ⃗ = (−7, 8) 7.5. Determina 𝐴𝐷 ⃗ . 𝐴(−1, 4), 𝐷(4, 2) 𝐴𝐷 ⃗ = 𝐷 − 𝐴 = (4, 2) − (−1, 4) = (4 + 1, 2 − 4) = (5, −2) 𝐴𝐷 ⃗ = 5 + (−2) = √25 + 4 = √29
9.
8. Na figura
encontra-se representada graficamente a função 𝑓. 8.1. Indique o domínio, o contradomínio e os zeros da função 𝑓. Domínio: 𝐷 = [−4; 6]; Contradomínio: 𝐷 = [−2; 2]; Zeros de 𝑓: −3, 2 e 5 8.2. Indique, caso existam, os extremos absolutos da função 𝑓. O máximo absoluto é o 2. O mínimo absoluto é o −2. 8.3. Construa o quadro de sinais e o quadro de variação da função 𝑓. Quadro de sinais 𝑥 −4 −3 2 5 6 𝑓(𝑥) − − 0 + 0 − 0 + + Quadro de variação 𝑥 −4 −2 −1 1 3 6 𝑓(𝑥) −1 ↗ 1 → 1 ↗ 2 ↘ −2 ↗ 1 8.4. Indique o conjunto-solução da condição 𝑓(𝑥) ≤ −1. 𝑓(𝑥) ≤ −1 ⟺ 𝑥 ∈ {−4} ∪ [2,5;4] 8.5. Determine o valor de 𝑓(1) − 𝑓(−4). 𝑓(1) − 𝑓(−4) = 2 − (−1) = 2 + 1 = 3 𝒙 𝒚 𝟎 𝟏 𝟐 𝟑 𝟒 𝟓 𝟔 −𝟐 −𝟏 −𝟒 −𝟑 𝟐 𝟏 −𝟏 −𝟐 𝒙 𝒚 𝟎 𝟏 𝟐 𝟑 𝟒 𝟓 𝟔 −𝟐 −𝟏 −𝟒 −𝟑 𝟐 𝟏 −𝟏 −𝟐
10.
9. No referencial
o. m. 𝑥𝑂𝑦 da figura, estão representados três pontos e uma circunferência. Sabe-se que: a circunferência tem centro em 𝐶(3, −1) e raio 2; os pontos 𝐴 e 𝐵 tem, respectivamente, coordenadas (−4, 2) e (−1, −3); 9.1. Defina por uma condição a região colorida. Círculo de centro em 𝐶(3, −1) e raio 2: (𝑥 − 3) + (𝑦 + 1) ≤ 2 ⟺ (𝑥 − 3) + (𝑦 + 1) ≤ 4 Região colorida: (𝑥 − 3) + (𝑦 + 1) ≤ 4 ∧ (𝑥 ≥ 3 ∨ 𝑦 ≥ −1) 9.2 Determine a equação reduzida da reta 𝐴𝐵. 1º Processo: 𝐴(−4, 2) e 𝐵(−1, −3) 𝐴𝐵 ⃗ = 𝐵 − 𝐴 = (−1, −3) − (−4, 2) = (−1 + 4, −3 − 2) = (3, −5) 𝐴𝐵: (𝑥, 𝑦) = (−4, 2) + 𝑘(3, −5), 𝑘 ∈ ℝ (𝑥, 𝑦) = (−4, 2) + 𝑘(3, −5) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (−4, 2) + (3𝑘, −5𝑘) ⟺ (𝑥, 𝑦) = (−4 + 3𝑘, 2 − 5𝑘) 𝒙 𝒚 𝟎 𝟏 𝟓 𝟔 −𝟐 −𝟏 −𝟒 −𝟑 𝟐 𝟏 −𝟏 −𝟐 −𝟑 −𝟒 𝟐 𝟑 𝟒 𝑪 𝑨 𝑩 𝒙 𝒚 𝟎 𝟏 𝟓 𝟔 −𝟐 −𝟏 −𝟒 −𝟑 𝟐 𝟏 −𝟏 −𝟐 −𝟑 −𝟒 𝟐 𝟑 𝟒 𝑪 𝑨 𝑩
11.
𝑥 = −4
+ 3𝑘 𝑦 = 2 − 5𝑘 ⟺ 𝑥 + 4 = 3𝑘 𝑦 − 2 = −5𝑘 ⟺ 𝑘 = 𝑥 + 4 3 𝑘 = 𝑦 − 2 −5 𝑦 − 2 −5 = 𝑥 + 4 3 ⟺ 3(𝑦 − 2) = −5(𝑥 + 4) ⟺ 3𝑦 − 6 = −5𝑥 − 20 ⟺ 3𝑦 = −5𝑥 − 20 + 6 ⟺ 3𝑦 = −5𝑥 − 14 ⟺ 𝑦 = −5𝑥 3 − 14 3 ⟺ 𝑦 = − 5 3 𝑥 − 14 3 Assim, 𝐴𝐵: 𝑦 = − 𝑥 − 2º Processo: 𝐴(−4, 2) e 𝐵(−1, −3) 𝐴𝐵 ⃗ = 𝐵 − 𝐴 = (−1, −3) − (−4, 2) = (−1 + 4, −3 − 2) = (3, −5) Equação reduzida da reta 𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑏, onde 𝑚 é o declive da reta e 𝑏 a ordenada na origem Tendo o vetor 𝑢 ⃗ = (𝑢 , 𝑢 ) o declive obtém-se 𝑚 = , 𝑢 ≠ 0 𝐴𝐵 ⃗ = (3, −5), logo 𝑚 = ⟺ 𝑚 = − Usando, por exemplo, o ponto 𝐴(−4, 2) 𝑦 = − 5 3 𝑥 + 𝑏 ( , ) 2 = − 5 3 × (−4) + 𝑏 ⟺ 2 = 20 3 + 𝑏 ⟺ 𝑏 = 2 − 20 3 ⟺ 𝑏 = 6 3 − 20 3 ⟺ 𝑏 = − 14 3 Assim, 𝐴𝐵: 𝑦 = − 𝑥 − 9.3. Determine uma equação vetorial da reta que passa pelo ponto 𝐵 e é paralela à reta 𝐴𝐶. 𝐴(−4, 2), 𝐵(−1, −3) e 𝐶(3, −1) 𝐴𝐶 ⃗ = 𝐶 − 𝐴 = (3, −1) − (−4, 2) = (3 + 4, −1 − 2) = (7, −3) Duas retas paralelas têm o mesmo declive, logo para definir uma reta paralela à reta 𝐴𝐶 usa-se o mesmo vetor da reta 𝐴𝐶, ou seja, 𝐴𝐶 ⃗ = (7, −3) (um vetor que lhe seja colinear) Uma equação vetorial da reta que passa pelo ponto 𝐵 e é paralela à reta 𝐴𝐶, será, (𝑥, 𝑦) = 𝐵 + 𝑘𝐴𝐶 ⃗, 𝑘 ∈ ℝ 𝒙 𝒚 𝟎 𝟏 𝟓 𝟔 −𝟐 −𝟏 −𝟒 −𝟑 𝟐 𝟏 −𝟏 −𝟐 −𝟑 −𝟒 𝟐 𝟑 𝟒 𝑪 𝑨 𝑩
12.
Assim, (𝑥, 𝑦)
= (−1, −3) + 𝑘(7, −3), 𝑘 ∈ ℝ 9.4. Determine 𝐶𝑀 ⃗ , sendo 𝑀 o ponto médio do segmento de reta [𝐴𝐵]. 𝐴(−4, 2), 𝐵(−1, −3) e 𝐶(3, −1) 𝑀 −4 − 1 2 , 2 − 3 2 𝑀 − 5 2 , − 1 2 𝐶𝑀 ⃗ = 𝑀 − 𝐶 = − 5 2 , − 1 2 − (3, −1) = − 5 2 − 3, − 1 2 + 1 = − 5 2 − 6 2 , − 1 2 + 2 2 = − 11 2 , 1 2 𝐶𝑀 ⃗ = − 11 2 + 1 2 ⟺ 𝐶𝑀 ⃗ = 121 4 + 1 4 ⟺ 𝐶𝑀 ⃗ = 122 4 ⟺ 𝐶𝑀 ⃗ = √122 2 9.5. Determine a área do triângulo [𝑂𝑅𝑆], considerando 𝑂 a origem do referencial e 𝑅 e 𝑆 os pontos de interseção da mediatriz do segmento de reta [𝐴𝐵] com, respetivamente, o eixo 𝑂𝑥 e o eixo 𝑂𝑦. Mediatriz do segmento de reta [𝐴𝐵]; pontos 𝑃(𝑥, 𝑦), 𝐴(−4, 2) e 𝐵(−1, −3) 𝑃𝐴 = 𝑃𝐵 (𝑥 + 4) + (𝑦 − 2) = (𝑥 + 1) + (𝑦 + 3) ⟺ (𝑥 + 4) + (𝑦 − 2) = (𝑥 + 1) + (𝑦 + 3) ⟺ 𝑥 + 8𝑥 + 16 + 𝑦 − 4𝑦 + 4 = 𝑥 + 2𝑥 + 1 + 𝑦 + 6𝑦 + 9 ⟺ 8𝑥 + 16 − 4𝑦 + 4 = 2𝑥 + 1 + 6𝑦 + 9 ⟺ 8𝑥 − 4𝑦 + 20 = 2𝑥 + 6𝑦 + 10 ⟺ 8𝑥 − 4𝑦 + 20 − 2𝑥 − 6𝑦 − 10 = 0 ⟺ 6𝑥 − 10𝑦 + 10 = 0 ⟺ 3𝑥 − 5𝑦 + 5 = 0 ⟺ −5𝑦 = −3𝑥 − 5 𝒙 𝒚 𝟎 𝟏 𝟓 𝟔 −𝟐 −𝟏 −𝟒 −𝟑 𝟐 −𝟏 −𝟐 −𝟑 −𝟒 𝟐 𝟑 𝟒 𝑪 𝑨 𝑩 𝟏 segmento de reta 𝑨𝑩 → mediatriz de [𝑨𝑩] → 𝑹 𝑺 𝑶
13.
⟺ 𝑦 = −3 −5 𝑥
− 5 −5 ⟺ 𝑦 = 𝑥 + 1 equação da mediatriz do segmento de reta [𝐴𝐵] Interseção da mediatriz com o eixo 𝑂𝑥 𝑦 = 3 5 𝑥 + 1 ∧ 𝑦 = 0 ⟺ 0 = 3 5 𝑥 + 1 ⟺ − 3 5 𝑥 = 1 ⟺ −3𝑥 = 5 ⟺ 𝑥 = − 5 3 Assim, 𝑅 − , 0 . Interseção da mediatriz com o eixo 𝑂𝑦 𝑦 = 3 5 𝑥 + 1 ∧ 𝑥 = 0 ⟺ 𝑦 = 3 5 × 0 + 1 ⟺ 𝑦 = 0 + 1 ⟺ 𝑦 = 1 Assim, 𝑆(0, 1). 𝐴[ ] = 𝑂𝑅 × 𝑂𝑆 2 𝐴[ ] = 5 3 × 1 2 ⟺ 𝐴[ ] = 5 3 2 ⟺ 𝐴[ ] = 5 6 10. Considera os polinómios seguintes: 𝐴(𝑥) = 𝑥 − 2𝑥 + 2𝑥 − 1 𝐵(𝑥) = 𝑥 − 3𝑥 + 1 𝐶(𝑥) = 2𝑥 − 4 10.1. Determina uma forma reduzida do polinómio 𝐴(𝑥) − 𝐵(𝑥) × 𝐶(𝑥). 𝐴(𝑥) − 𝐵(𝑥) × 𝐶(𝑥) = 𝑥 − 2𝑥 + 2𝑥 − 1 − (𝑥 − 3𝑥 + 1) × (2𝑥 − 4) 𝐴(𝑥) − 𝐵(𝑥) × 𝐶(𝑥) = 𝑥 − 2𝑥 + 2𝑥 − 1 − (2𝑥 − 4𝑥 − 6𝑥 + 12𝑥 + 2𝑥 − 4) 𝐴(𝑥) − 𝐵(𝑥) × 𝐶(𝑥) = 𝑥 − 2𝑥 + 2𝑥 − 1 − 2𝑥 + 4𝑥 + 6𝑥 − 12𝑥 − 2𝑥 + 4 𝐴(𝑥) − 𝐵(𝑥) × 𝐶(𝑥) = 𝑥 − 4𝑥 + 10𝑥 − 12𝑥 + 3 10.2. Determina o resto da divisão de 𝐴(𝑥) por 𝑥 − 5, sem efetuar a divisão. Teorema do Resto 𝐴(𝑥) = 𝑥 − 2𝑥 + 2𝑥 − 1 ⟺ 𝐴(5) = 5 − 2 × 5 + 2 × 5 − 1 ⟺ 𝐴(5) = 625 − 2 × 125 + 10 − 1 ⟺ 𝐴(5) = 625 − 250 + 9 ⟺ 𝐴(5) = 625 − 250 + 9 ⟺ 𝐴(5) = 375 + 9 ⟺ 𝐴(5) = 384 10.3. Determina o polinómio quociente e polinómio resto da: 10.3.1. divisão inteira de 𝐴(𝑥) por 𝐵(𝑥), utilizando o algoritmo da divisão inteira; 𝑥 −2𝑥 0𝑥 2𝑥 −1 𝑥 − 3𝑥 + 1 −𝑥 +3𝑥 −𝑥 𝑥 + 𝑥 + 2 𝑥 −𝑥 2𝑥 −1 −𝑥 +3𝑥 −𝑥 2𝑥 𝑥 −1 −2𝑥 6𝑥 −2 𝑄(𝑥) = 𝑥 + 𝑥 + 2 7𝑥 −3 𝑅(𝑥) = 7𝑥 − 3 𝑹 𝑶 𝑺 𝟓 𝟑 𝟏
14.
10.3.2. divisão inteira
de 𝐴(𝑥) por 𝐶(𝑥), utilizando a Regra de Ruffini. 1 −2 0 2 −1 2𝑄(𝑥) = 𝑥 + 2 ⟺ 𝑄(𝑥) = (𝑥 + 2) ⟺ 𝑄(𝑥) = + 1 2 2 0 0 4 1 0 0 2 3 𝑅(𝑥) = 3 11. Considere os seguintes polinómios: 𝐴(𝑥) = 𝑥 − 𝑥 𝐵(𝑥) = 3𝑥 − 4𝑥 + 2 𝐶(𝑥) = 𝑥 − 3 11.1 Determine na forma reduzida e ordenada os polinómios: 11.1.1 𝐴(𝑥) − 2 × 𝐵(𝑥); 𝐴(𝑥) − 2 × 𝐵(𝑥) = 𝑥 − 𝑥 − 2 × (3𝑥 − 4𝑥 + 2) = 𝑥 − 𝑥 − 6𝑥 + 8𝑥 − 4 = −6𝑥 − 𝑥 + 9𝑥 − 4 11.1.2 𝐵(𝑥) × 𝐶(𝑥). 𝐵(𝑥) × 𝐶(𝑥) = (3𝑥 − 4𝑥 + 2) × (𝑥 − 3) = 3𝑥 − 9𝑥 − 4𝑥 + 12𝑥 + 2𝑥 − 6 = 3𝑥 − 9𝑥 − 4𝑥 + 14𝑥 − 6 11.2. Determine o resto da divisão de 𝐵(𝑥) por 𝑥 + 2, sem efetuar a divisão. 𝐵(𝑥) = 3𝑥 − 4𝑥 + 2 𝐵(−2) = 3 × (−2) − 4 × (−2) + 2 ⟺ 𝐵(−2) = 3 × (−8) + 8 + 2 ⟺ 𝐵(−2) = −24 + 10 ⟺ 𝐵(−2) = −14 11.3. Determine o polinómio-quociente e polinómio-resto da: 11.3.1. divisão inteira de 𝐵(𝑥) por 𝐴(𝑥), utilizando o algoritmo da divisão inteira; 3𝑥 0𝑥 −4𝑥 2 −𝑥 + 𝑥 −3𝑥 +3𝑥 −3𝑥 − 3 +3𝑥 −4𝑥 −2 𝑄(𝑥) = −3𝑥 − 3 −3𝑥 +3𝑥 𝑅(𝑥) = −𝑥 − 2 −𝑥 −2 11.3.2. divisão inteira de 𝐵(𝑥) por 𝐶(𝑥), utilizando a Regra de Ruffini. 3 0 −4 2 𝑄(𝑥) = 3𝑥 + 9𝑥 + 23 3 9 27 69 3 9 23 71 𝑅(𝑥) = 71
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