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A Seja A um conjunto com 4 elementos e B um subconjunto de A com 6 elementos. O número de subconjuntos de A com um número de elementos menor ou igual a 6 e disjuntos de B é a) 8 9. b) 8. c) 8 6. d) 4 8. e) 8. Os subconjuntos de A que são disjuntos de B são subconjuntos de (A B). Como B A, n(a B) = n(a) n(a B) = n(a) n(b) = 4 6 = 8. O conjunto A B possui 8 9 subconjuntos, pois C 8;0 + C 8; + + C 8;6 = 8 + 8 + + 8 = 0 6 = 8 8 8 = 8 8 = 8 9 8 7 B Considere a equação: ix + i i 4 6 =. + ix i + i Sendo x um número real, a soma dos quadrados das soluções dessa equação é a). b) 6. c) 9. d). e) 5. 6. ix 4 = + i i + ix i + i ) ix ix + i. ix = x = + ix ix i x x = xi x x =. i + x + x + x + i i + i + i ) = ( i + i ) = i i + i i i. x ) Se z =, temos + i. x 6z = (i) 4 z = z = ou z = + i ou z = i x x 4) i = x = 0 + x + x x + x x + x x i = + i x = + x x i = i x = + + x A soma dos quadrados das soluções é 0 + ( ) + ( ) = 6. I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

4 E Assinale a opção que indica o módulo do número complexo + i cotg x, x kπ, k. a) Icos xl b) ( + sen x)/ c) cos x d) Icossec xl e) Isen xl = = + i cotg x + cotg x = = = sen x cossec x cossec x I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

5 D Considere: um retângulo cujos lados medem B e H, um triângulo isósceles em que a base e a altura medem, respectivamente, B e H, e o círculo inscrito neste triângulo. Se as áreas do retângulo, do triângulo e do círculo, nesta ordem, formam uma progressão geométrica, então B / H é uma raiz do polinômio a) π x + π x + πx = 0. b) π x + π x + x + = 0. c) π x π x + πx + = 0. d) πx π x + πx = 0. e) x π x + πx = 0. ) No triângulo PMR, retângulo, temos PR = ) Da semelhança dos triângulos PMR e PNO, temos: MR NO B (H r) = r B + 4H (I), em que r é o raio do círculo inscrito no triângulo PQR. ) Se as áreas do retângulo, do triângulo isósceles e do círculo nele inscrito formam uma progressão geométrica, então BH BH; ; π r BH portanto, formam uma P.G. e, = BH. π r r BH = 4π BH r = 4π, pois r > 0 4) Substituindo r na equação (I), resulta B H =. B H H = = H B + H BH 4π BH 4π B 4πH B. B 4πH H + 4 B + H B PR = = PO r H r B + 4H I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

H 4π H.. +4 B B.. = B B = (II) 4π H H B 5) Fazendo = x, e substituindo em (II), temos: H x.. x =. x (x + 4) 4π 4π x. = (x + 4) x x x + = + x x 4π 4π 4π π π x 4π x 4π x = x x = x x 4π x x + = π π π π x π x + π x = 0 π x π I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

6 C Se as medidas dos lados de um triângulo obtusângulo estão em progressão geométrica de razão r, então r pertence ao intervalo a) (0, ( + )/). b) ( + )/, ( + 5 )/. c) ( + 5 )/, ( + 5 )/. d) ( + 5 )/, + /. e) + /, ( + )/). Seja um triângulo de lados a, ar e ar, com a > 0 e r > º) De acordo com a condição de existência desse triângulo, tem-se: ar < a + ar r r < 0 + 5 + 5 < r < + 5 mas, como r >, então: < r < (I) º) Para que esse triângulo seja obtusângulo, deve-se ter ainda: (ar ) > a + (ar) r 4 r > 0 + 5 5 r r > 0 + 5 r r + 5 r > 0 r+ + 5 + 5, + 5 > 0 + 5 + 5 r< ou r > (II) º) Das desigualdades (I) e (II), tem-se finalmente: + 5 + 5 < r < I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

7 A Sejam x, y e z números reais positivos tais que seus logaritmos numa dada base k são números primos satisfazendo log k (xy) = 49, log k (x/z) = 44. Então, log k (xyz) é igual a a) 5. b) 6. c) 67. d) 80. e) 97. Considerando que: log k (xy) = 49 log k x + log k y = 49 () x log k = 44 log k x log k z = 44 () z Se log k x, log k y, log k z são números primos positivos, então pode-se concluir que log k x = 47, log k y = e log k z =, pois se a soma de dois primos é ímpar, então um deles é. Portanto, log k (xyz) = log k x + log k y + log k z = = 47 + + = 5. 8 E Sejam x e y dois números reais tais que e x, e y e o quociente e x 5 4 e y 5 são todos racionais. A soma x + y é igual a a) 0. b). c) log 5. d) log 5. e) log e. e x 5 = e x 5. 4 + e y. 5 = 4 e y. 5 4 e y. 5 4 + e y. 5 = 4. e x + e x. e y. 5 8 5 e y. 5 6 5. e y Então e x. e y. 5 8 5 = 0, pois e x, e y e e x 5 são racionais 4 e y. 5 Assim: e x+y. 5 8. 5 = 0 5. (e x + y 8) = 0 e x + y = 8 x + y = log e 8 =. log e I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

9 B Seja Q(z) um polinômio do quinto grau, definido sobre o conjunto dos números complexos, cujo coeficiente de z 5 é igual a. Sendo z + z + z + um fator de Q(z), Q(0) = e Q() = 8, então, podemos afirmar que a soma dos quadrados dos módulos das raízes de Q(z) é igual a a) 9. b) 7. c) 5. d). e). Sendo Q(z) = (z + az + b) (z + z + z + ), temos: Q(0) = b. = { Q() = 8 { ( + a + b) ( + + + ) = 8 a = { b = Então, Q(z) = (z z + ) (z + z + z + ) e as raízes de Q(z) são tais que z z + = 0 ou z + z + z + = 0 ± 7 i z = ou (z + ) (z + ) = 0. As raízes de Q(z) são, portanto, os números 7 7 z = + i ; z = i ; z = ; z 4 = i ou z 5 = i. Assim, z + z + z + z 4 + z 5 = 7 7 = + + + + + + = 4 4 4 4 = + + + + = 7 0 B Sendo c um número real a ser determinado, decomponha o polinômio 9x 6x + c, numa diferença de dois cubos (x + a) (x + b). Neste caso, a + b c é igual a a) 04. b ) 4. c) 4. d) 4. e) 44. Para que 9x 6x + c = (x + a) (x + b), devemos ter: 9x 6x + c = (a b)x + (a b )x + (a b ) a b = 9 a b = a b = 6 a b = a b = c a b = c a = b = 5 c = 7 Logo, a + b c = + 5 7 = 4 =4 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

D Sobre a equação na variável real x, x = 0, podemos afirmar que a) ela não admite solução real. b) a soma de todas as suas soluções é 6. c) ela admite apenas soluções positivas. d) a soma de todas as soluções é 4. e) ela admite apenas duas soluções reais. x = 0 x = x = 0 Para x, temos: x + = x = x = 4 ou x = 0 Para x, temos: x = x 4 = x = 6 ou x =. O conjunto-solução da equação é: S = 4; 0; ; 6 e 4 + 0 + + 6 = 4 E Determine quantos números de algarismos podem ser formados com,,, 4, 5, 6 e 7, satisfazendo à seguinte regra: O número não pode ter algarismos repetidos, exceto quando iniciar com ou, caso em que o 7 (e apenas o 7) pode aparecer mais de uma vez. Assinale o resultado obtido. a) 04 b) 06 c) 08 d) 0 e) Sendo ou o algarismo das centenas, temos. (6. 5 + ) = 6 números, pois apenas o 7 pode aparecer mais de uma vez. Para, 4, 5, 6 ou 7 como algarismo das centenas, resulta 5. 6. 5 = 50 valores. O total de números, de acordo com o enunciado, é 6 + 50 =. I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

D Seja x um número real no intervalo 0 < x < π/. Assinale a opção que indica o comprimento do menor intervalo que contém todas as soluções da desigualdade π x tg x cos sec(x) 0. a) π/ b) π/ c) π/4 d) π/6 e) π/ Sendo 0 < x <, temos: π x.tg x. cos. sec x 0. cotg x. 0 cos x cos x. cotg x. - 0 π cos x + cos x. cotg x cotg x tg x 0 < x tg x π 6 Assim, o comprimento do menor intervalo que contém π todas as soluções da desigualdade é. 6 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

4 C Assinale a opção que indica a soma dos elementos de A B, sendo: A = x k = sen : k =, e B = y k = sen : k =,. a) 0 b) c) d) + / e) + / Sendo: A = x k = sen k. π : k =, = = x = sen π : x = sen 4π 4 B = y k = sen (k + 5). π : k =, = = y = sen 8. π ; y = sen. π 4 temos: A B = {x, x, y, y } Portanto: x + x + y + y = = sen π +sen 4π +sen 8π +sen π = 4 4 4 4 k π 4 (k + 5) π 4 4 4 4 = sen π + sen π + sen π + cos π = 4 6 4 4 = + + = I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

5 C Sejam A = (a jk ) e B = (b jk ), duas matrizes quadradas n x n, onde a jk e b jk são, respectivamente, os elementos da linha j e coluna k das matrizes A e B, definidos por j k a jk =, quando j k, a jk =, quando j < k k j e jk b jk = ( ) p jk. p p=0 O traço de uma matriz quadrada (c jk ) de ordem n x n é definido por n p = c pp. Quando n for ímpar, o traço de A + B é igual a a) n (n )/. b) (n ) (n + )/4. c) (n n + )/(n ). d) (n )/n. e) (n )/(n ) n O traço da matriz C = A + B é c pp tal que p = p c pp = + ( ) p, pois: p ) b jk = ( ) p jk. = ( ) 0 jk. + ( ) jk. + p 0 + ( ) jk. +... + ( ) jk jk. = ( ) jk = ( ) jk jk j ) a jk =, quando j = k. k Portanto, o traço da matriz C = A + B é n p = c pp = c + c +... + c nn = = + ( ) + + ( ) n +... + + ( ) n n Se n é ímpar, então n p = jk p = 0 n c pp = + +... + + ( ) = n (n ). (n ) n = n = = n + n n I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

6 A Considere no plano cartesiano xy o triângulo delimitado pelas retas x = y, x = y e x = y + 0. A área desse triângulo mede a) 5/. b) /4. c) /6. d) 9/4. e) 7/. I. O ponto A é a intersecção entre as retas de equações x = y e x= y + 0 e, portanto, suas coordenadas são as soluções do sistema x = y x = A (; 4) x = y + 0 y = 4 II. O ponto D é a intersecção entre as retas de equações x = y e x = y + 0 e, portanto, suas coordenadas são as soluções do sistema x = y x = 5 5 5 D 5; x = y + 0 y = III.Sendo S a área do triângulo ABD, delimitado pelas retas x = y, x = y e x = y + 0, temos: 5 0. 0. 4 S = S ABC S BCD = = 5 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

7 A Sejam A:(a, 0), B:(0, a) e C:(a, a), pontos do plano cartesiano, em que a é um número real não nulo. Nas alternativas abaixo, assinale a equação do lugar geométrico dos pontos P:(x, y) cuja distância à reta que passa por A e B, é igual à distância de P ao ponto C. a) x + y xy ax ay + a = 0 b) x + y + xy + ax + ay + a = 0 c) x + y xy + ax + ay + a = 0 d) x + y xy ax ay a = 0 e) x + y + xy ax ay a = 0 Sendo A(a;0), B(0;a), C(a;a) e P(x;y), temos: x y º) reta AB: + = x + y a = 0 a a º) distância de P à reta AB: x + y a d P,AB = º) distância entre os pontos P e C: d P,C = (x a) + (y a) x + y a 4º) d P,AB = d P,C = = (x a) + (y a) (x + y a) =. [(x a) + (y a) ] x + y xy ax ay + a = 0 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

8 B Seja P n um polígono regular de n lados, com n >. Denote por a n o apótema e por b n o comprimento de um lado de P n. O valor de n para o qual valem as desigualdades b n a n e b n > a n, pertence ao intervalo a) < n < 7. b) 6 < n < 9. c) 8 < n <. d) 0 < n <. e) < n < 5. ) Sem perda de generalidade, consideremos dois polígonos (de (n ) e n lados), inscritos no mesmo círculo de raio R, como se vê na figura seguinte. π b em que tg = =. ( n n ) a n π b e de modo análogo, tg =. n n a n ) De 0 < b n a n e b n > a n > 0, tem-se: b b.) n. n a n a n π π tg < = tg n 6 π π assim: < n > 6 (I) n 6 b n b.) >. n > a n a n ( ) ( ) b n a n ( ) ( ) ( ) π π tg > > = tg n 8 π π assim: > n < 8 n < 9 (II) n 8 ) De (I) e (II), tem-se, finalmente: 6 < n < 9 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

9 E Sejam P e P octógonos regulares. O primeiro está inscrito e o segundo circunscrito a uma circunferência de raio R. Sendo A a área de P e A a área de P, então a razão A / A é igual a a) 5/8. b) 9 /6. c) ( ). d) (4 + )/8. e) ( + )/4. Sejam a e a = R as medidas dos apótemas dos octógonos P e P, respectivamente. Como cos (x) =. cos x, temos. π cos =. cos π + = 8 8 =. cos π cos π = +, pois 8 8 4 cos π > 0 8 No triângulo AOM, temos: a a cos π = + = 8 R 4 R a = R + 4 Assim, A = A a a + + = 4 = R 4 R I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

0 C Considere uma pirâmide regular de base hexagonal, cujo apótema da base mede cm. Secciona-se a pirâmide por um plano paralelo à base, obtendo-se um tronco de volume igual a cm e uma nova pirâmide. Dado que a razão entre as alturas das pirâmides é /, a altura do tronco, em centímetros, é igual a a) ( 6 ) / 4. b) ( 6 ) /. c) ( 6) /. d) ( ) / 6. e) ( 6 ) /. Sendo a a medida, em centímetros, de cada aresta da base menor do tronco e x a medida, em centímetros, da altura do tronco, temos: a h a º) = = a = H º) A área da base maior, em centímetros quadrados, é: 6. A B = = 6 4 º) A área da base menor, em centímetros quadrados, é: A b = = 4º) O volume do tronco, em centímetros cúbicos, é dado por: V = x (A B + A b + A B. A b ) = = (6 + + 6 ) = x ( + 6 ) Assim: x ( + 6 ) = x = x = 6. ( ). 4 x 6 + 6 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

As questões dissertativas, numeradas de a 0, devem ser resolvidas e respondidas no caderno de soluções. Determine o conjunto C, sendo A, B e C conjuntos de números reais tais que A B C = {x : x + x }, A B = {x : 8 x. 4 x x > 0}, A C = {x : log(x + 4) 0}, B C = {x : 0 x + 7 < }. Considerando-se que: ) x + x x + x 0 x ou x ) 8 x. 4 x x > 0 x. x 4 > 0 x > ou x < x < ) log (x + 4) 0 0 < x + 4 4 < x 7 5 4) 0 x + 7 < x < 5) (A B C) (A B) (A C) (B C) = C 6) pode-se concluir que 5 C = {x 4 < x < ou x = ou x } 5 Resposta: C = {x 4 < x < ou x = ou x } I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

Determine o conjunto A formado por todos os números complexos z tais que z z + = e 0 < z i. z i z + i Se z = a + bi, então a bi a + bi ) + = a + bi i a bi + i (a bi).(a bi + i) + (a bi).(a bi + i) + + (a + bi i).(a + bi) = (a + bi i).(a bi + i) (a b + 6b) + a(b i)i = a + b b + a b + 6b = a + b b + a(b ) = 0 b b + = 0 a = 0 ou b = b = ou b = a = 0 ou b = (a = 0 e b = ) ou (a = 0 e b = ) ou a e b = ) 0 < a + bi i 0 < a + (b ) De () e (), temos: a = 0 e b = e, portanto, z = i Resposta: A = {i} Seja k um número inteiro positivo e A k = {j : j k e mdc(j, k) = }. Verifique se n(a ), n(a 9 ), n(a 7 ) e n(a 8 ), estão ou não, nesta ordem, numa progressão aritmética ou geométrica. Se for o caso, especifique a razão. A k = {j ; j k e mdc (j; k) = } e k um número inteiro positivo, então n (A k ) = k k de., quando k é múltiplo 9 Assim: n (A ) = =, n (A 9 ) = 9 = 6, 7 8 n (A 7 ) = 7 = 8 e n (A 8 ) = 8 = 54. n (A Como 9 ) n (A = 7 ) n (A = 8 ) =, os números n (A ) n (A 9 ) n (A 7 ) n (A ) =, n (A 9 ) = 6, n (A 7 ) = 8 e n (A 8 ) = 54, nesta ordem, estão em progressão geométrica de razão. Resposta: Estão em progressão geométrica, de razão. I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

4 Considere a equação: x p + x = x. a) Para que valores do parâmetro real p a equação admite raizes reais? b) Determine todas essas raízes reais. Sendo x (I), temos: x p + x = x (x p) + 4 (x p).(x ) + 4.(x ) = x 4 (x p).(x ) = p 4(x ) 6(x p)(x ) = = p 8p(x ) + 6(x ), se x e x p 0 (II) Assim: 6x 4 6x 6px + 6p = = p 8px + 8p + 6x 4 x + 6 6x 8px = p 8p + 6 x (4 p) 4 p = x =, pois x 8( p) 4 p Para que a equação admita raízes reais, devemos ter: p < 4 p > 0 p x p x p + 4 p + 4 4 x 4 p < (4 p) p p < 8( p) p(p 4) 0 (4 p) p + 4 8( p) 4 p + 4 4 p < 4 0 p 0 p 4 4 4 p Respostas: a) 0 p b) x = 4 p I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

5 Sendo x, y, z e w números reais, encontre o conjunto solução do sistema log [(x + y)(w z) ] = 0, x+z 8. y z+w = 0, x + y + 6z w = 0. ) log [(x + y) (w z) )] = 0 (x + y) = x + y = w z w z x + y + z = w (I) ) x + z 8. y z + w = 0 x + z = + y z + w x + z = + y z + w x y + 6z = + w (II) ) x + y + 6z w = 0 x + y + 6z w = 8 x + y + 6z = w + 8 (III) De (I), (II) e (III), fazendo w = k, temos: x x + y + z = k x + y + z = k y + 6z = + k x 5y = k x + y + 6z = k + 8 y = 8 + k x + y + z = k x = 8 x 5y = k y = 8 5 y = z = 8 5 x = + k y = z = w = k, k 5 8 5 Resposta: (x, y, z, w) = + k,,, k, k 5 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

6 Dentre 4 moças e 5 rapazes deve-se formar uma comissão de 5 pessoas com, pelo menos, moça e rapaz. De quantas formas distintas tal comissão poderá ser formada? Das C 9,5 = 6 comissões possíveis sem nenhuma restrição, só não serve aquela constituída pelos cinco rapazes. Logo, tal comissão poderá ser formada de 6 = 5 formas distintas. Resposta: 5 formas distintas I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

7 Considere um triângulo isósceles ABC, retângulo em B. Sobre o lado BC, considere, a partir de B, os pontos D e E, tais que os comprimentos dos segmentos BC, BD, DE, EC, nesta ordem, formem uma progressão geométrica decrescente. Se β for o ângulo EA^D, determine tg β em função da razão r da progressão. Sendo AB = BC = x e BC, BD, DE e EC, nesta ordem, termos de uma progressão geométrica decrescente de razão r, temos: BD = xr, DE = xr e EC = xr I) No triângulo ABD: tg α = xr tg α = r x II) No triângulo ABE: tg (α + B) = xr + xr tg α + tg β = r + r x tg α. tg β r + tg β = r + r r tg β r + tg β = r + r r tg β r tg β tg β + r tg β + r tg β = r r tg β = (I) + r + r Por outro lado, tem-se: x = xr + xr + xr r + r = r (II) De (I) e (II), tem-se finalmente: tg β = r tg β = r + ( r) r Resposta: tg β = r r I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

8 Considere, no plano cartesiano xy, duas circunferências C e C, que se tangenciam exteriormente em P:(5, 0). O ponto Q:(0, ) é o centro de C. Determine o raio da circunferência C, sabendo que ela tangencia a reta definida pela equação x = y. º)Sendo Q(0;) o centro de C e T(5;0) o ponto de tangência das circunferências, temos: TQ = (0 5) + ( 0) = 9, como raio de C. º)A distância de Q(0;) à reta x y = 0 é 0 d = = º)A distância de T(5;0) à reta x y = 0 é 0 5 5 d = = Portanto, d d = 5 = 4º)Sendo semelhantes os triângulos assinalados na figura, temos: r 9 5 r = 5. 9 r. 9. r = r. ( 9 ) = 5. 9 5. 9. ( 9 + ) r = = ( 9 ). ( 9 + ) 90 + 0 9 45 + 5 9 = = 98 49 45 + 5 9 Resposta: 49 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

9 Seja C uma circunferência de raio R inscrita num triângulo equilátero de altura h. Seja C uma segunda circunferência, de raio R, que tangencia dois lados do triângulo internamente e C externamente. Calcule (R R )/h. Sejam O e O os centros das circunferências C e C, respectivamente. Como o triângulo ABC é eqüilátero, temos: h h R = e portanto AH = O triângulo AB C é eqüilátero, pois é semelhante ao triângulo ABC e, portanto, h h R =. AH =. = 9 Logo, h h R R 9 h h = = = h h 9h 9 R Resposta: R = h 9 I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

0 Os quatro vértices de um tetraedro regular, de volume 8/ cm, encontram-se nos vértices de um cubo. Cada vértice do cubo é centro de uma esfera de cm de raio. Calcule o volume da parte do cubo exterior às esferas. º)Se a for a medida (em centímetros) de cada aresta do cubo, então cada aresta do tetraedro regular terá medida (em centímetros) igual a a e seu volume (em centímetros cúbicos) será expresso por (a ). = 8 Assim: = a = a a º)O volume da parte do cubo exterior às esferas é igual à diferença entre o volume do cubo e oito oitavos do volume de uma dessas esferas. Assim, sendo V o volume procurado, em centímetros cúbicos, tem-se: V = 4. π. = 4 4π = 4 (6 π) 4 (6 π) Resposta: cm I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6

COMENTÁRIO E GRÁFICO Prova extremamente longa, composta de questões difíceis e que exigiram dos candidatos mais bem preparados muita energia e determinação nas extensas resoluções. I T A ( º d i a ) - D e z e m b r o / 0 0 6