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0075
Dados os conjuntos A = { x ∈ Z ∣ 0 ≤ x ≤ 12 } A=\{ x \in \mathbb{Z} \,|\, 0\leq x \leq 12\} A = { x ∈ Z ∣ 0 ≤ x ≤ 12 } , B = { 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 ; 11 } B=\{1;3;5;7;9;11\} B = { 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 ; 11 } e C = { 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 ; 10 ; 12 } C=\{0;2;4;6;8;10;12\} C = { 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 ; 10 ; 12 } , determine:
A ∩ B A\cap B A ∩ B
A ∩ C A\cap C A ∩ C
A ∩ B ∪ C A\cap B\cup C A ∩ B ∪ C
A − ( B − C ) A-(B-C) A − ( B − C )
∁ A B \complement ^{B}_{A} ∁ A B
∁ A C \complement ^{C}_{A} ∁ A C
0075 - Soluções
Reescrevendo o conjunto A = { 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 } ; A=\{ 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12\}; A = { 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 } ; e tendo B = { 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 ; 11 } B=\{1;3;5;7;9;11\} B = { 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 ; 11 } e C = { 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 ; 10 ; 12 } C=\{0;2;4;6;8;10;12\} C = { 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 ; 10 ; 12 } , determinamos:
∙ A ∩ B = B , pois todos os elementos de B tamb e ˊ m pertencem a A , ou ainda B ⊂ A . ∙ A ∩ C = C , pois todos os elementos de C tamb e ˊ m pertencem a A , ou ainda C ⊂ A . ∙ A ∩ B ∪ C = A ; vimos que A ∩ B = B e, simples observa c ¸ a ˜ o , B ∪ C = A . ∙ A − ( B − C ) = C ; veja que B − C = B , pois B ∩ C = ∅ ; assim A − B = C . ∙ ∁ A B = A − B = C , visualmente observ a ˊ vel . ∙ ∁ A C = A − C = B , visualmente observ a ˊ vel . \begin{array}{ll}
\bullet & A\cap B = B,\,\,\text{pois todos os elementos de}\,\,B\,\,\text{também pertencem a}\,\,A,\,\,\text{ou ainda}\,\, B\subset A.\\
\bullet & A\cap C = C,\,\,\text{pois todos os elementos de}\,\,C\,\,\text{também pertencem a}\,\,A,\,\,\text{ou ainda}\,\, C\subset A.\\
\bullet & A\cap B\cup C = A;\,\,\text{vimos que}\,\,A\cap B = B\,\,\text{e, simples observação},\,\, B\cup C = A.\\
\bullet & A-(B-C) = C;\,\,\text{veja que}\,\,B-C = B,\,\,\text{pois}\,\,B\cap C = \varnothing;\,\,\text{assim}\,\,A-B = C.\\
\bullet & \complement ^{B}_{A} = A-B = C,\,\,\text{visualmente observável}.\\
\bullet & \complement ^{C}_{A} = A-C = B,\,\,\text{visualmente observável}.
\end{array} ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ A ∩ B = B , pois todos os elementos de B tamb e ˊ m pertencem a A , ou ainda B ⊂ A . A ∩ C = C , pois todos os elementos de C tamb e ˊ m pertencem a A , ou ainda C ⊂ A . A ∩ B ∪ C = A ; vimos que A ∩ B = B e, simples observa c ¸ a ˜ o , B ∪ C = A . A − ( B − C ) = C ; veja que B − C = B , pois B ∩ C = ∅ ; assim A − B = C . ∁ A B = A − B = C , visualmente observ a ˊ vel . ∁ A C = A − C = B , visualmente observ a ˊ vel .
0074
Dados os conjuntos A = { 0 ; 3 ; 6 ; 9 ; 12 ; 15 ; 18 ; 21 ; 24 ; 27 ; 30 } A=\{0;3;6;9;12;15;18;21;24;27;30\} A = { 0 ; 3 ; 6 ; 9 ; 12 ; 15 ; 18 ; 21 ; 24 ; 27 ; 30 } e B = { 0 ; 5 ; 10 ; 15 ; 20 ; 25 ; 30 } B=\{0;5;10;15;20;25;30\} B = { 0 ; 5 ; 10 ; 15 ; 20 ; 25 ; 30 } , classifique como verdadeira ou falsa cada afirmação abaixo, sempre justificando sua resposta:
A A A é subconjunto de B B B .
B B B é subconjunto de A A A .
A A A e B B B são disjuntos .
A interseção não é vazia.
A − B = ∅ . A-B=\varnothing. A − B = ∅ .
B − A = ∅ . B-A=\varnothing. B − A = ∅ .
0074 - Soluções
Cada afirmação refere-se direta ou indiretamente a conceitos teóricos básicos, mas de conhecimento necessário:
∙ Falsa, pois A ⊄ B , isto e ˊ , h a ˊ elementos de A que n a ˜ o pertencem a B . ∙ Falsa, pois B ⊄ A , isto e ˊ , h a ˊ elementos de B que n a ˜ o pertencem a A . ∙ Falsa, pois A ∩ B ≠ ∅ . Lembre-se, disjuntos, s a ˜ o conjuntos cuja interse c ¸ a ˜ o e ˊ um conjunto vazio, isto e ˊ , A ∩ B = ∅ . ∙ Verdadeira, pois A ∩ B = { 0 ; 15 ; 30 } . ∙ Falsa, pois A − B = { 3 ; 6 ; 9 ; 12 ; 18 ; 21 ; 24 ; 27 } , isto e ˊ , A − B ≠ ∅ . ∙ Falsa, pois B − A = { 5 ; 10 ; 20 ; 25 } , isto e ˊ , B − A ≠ ∅ . \begin{array}{ll}
\bullet & \text{Falsa, pois}\,\,A\not \subset B,\,\,\text{isto é, há elementos de}\,\,A\,\,\text{que não pertencem a}\,\,B.\\
\bullet & \text{Falsa, pois}\,\,B\not \subset A,\,\,\text{isto é, há elementos de}\,\,B\,\,\text{que não pertencem a}\,\,A.\\
\bullet & \text{Falsa, pois}\,\,A\cap B \neq \varnothing.\,\,\text{Lembre-se, disjuntos, são conjuntos cuja interseção é}\\
& \text{um conjunto vazio, isto é},\,\,A\cap B = \varnothing.\\
\bullet & \text{Verdadeira, pois}\,\,A\cap B = \{ 0; 15; 30 \}.\\
\bullet & \text{Falsa, pois}\,\,A-B = \{ 3; 6; 9; 12; 18; 21; 24; 27 \},\,\,\text{isto é},\,\,A-B\neq \varnothing.\\
\bullet & \text{Falsa, pois}\,\,B-A = \{ 5; 10; 20; 25 \},\,\,\text{isto é},\,\,B-A\neq \varnothing.
\end{array} ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ Falsa, pois A ⊂ B , isto e ˊ , h a ˊ elementos de A que n a ˜ o pertencem a B . Falsa, pois B ⊂ A , isto e ˊ , h a ˊ elementos de B que n a ˜ o pertencem a A . Falsa, pois A ∩ B = ∅ . Lembre-se, disjuntos, s a ˜ o conjuntos cuja interse c ¸ a ˜ o e ˊ um conjunto vazio, isto e ˊ , A ∩ B = ∅ . Verdadeira, pois A ∩ B = { 0 ; 15 ; 30 } . Falsa, pois A − B = { 3 ; 6 ; 9 ; 12 ; 18 ; 21 ; 24 ; 27 } , isto e ˊ , A − B = ∅ . Falsa, pois B − A = { 5 ; 10 ; 20 ; 25 } , isto e ˊ , B − A = ∅ .
0073
Se A = { 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 } A=\{1;2;3;4;5;6;7;8;9\} A = { 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 } e B = { 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 } B=\{1;3;5;7;9\} B = { 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 } , determine:
A ∪ B A\cup B A ∪ B
A ∩ B A\cap B A ∩ B
A − B A-B A − B
B − A B-A B − A
∁ B A \complement^{A}_{B} ∁ B A
∁ A B \complement_{A}^{B} ∁ A B
0073 - Soluções
Visualização e compreensão da simbologia aplicada aos conjuntos:
∙ A ∪ B = A ∙ A ∩ B = B ∙ A − B = { 2 ; 4 ; 6 ; 8 } ∙ B − A = ∅ ∙ ∁ B A = B − A = ∅ ∙ ∁ A B = A − B = { 2 ; 4 ; 6 ; 8 } \begin{array}{ll}
\bullet & A\cup B = A \\
\bullet & A\cap B = B \\
\bullet & A-B = \{ 2; 4; 6; 8 \} \\
\bullet & B-A = \varnothing \\
\bullet & \complement^{A}_{B} = B-A = \varnothing\\
\bullet & \complement_{A}^{B} = A-B = \{ 2; 4; 6; 8 \}
\end{array} ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ A ∪ B = A A ∩ B = B A − B = { 2 ; 4 ; 6 ; 8 } B − A = ∅ ∁ B A = B − A = ∅ ∁ A B = A − B = { 2 ; 4 ; 6 ; 8 }
0072
Enumere os elementos dos seguintes conjuntos:
A = { x ∣ x e ˊ primo, positivo e menor que 23 } A = \{ x\,|\,x \text{ é primo, positivo e menor que 23} \} A = { x ∣ x e ˊ primo, positivo e menor que 23 }
B = { x ∣ x e ˊ um polo geogr a ˊ fico } B = \{ x\,|\,x \text{ é um polo geográfico} \} B = { x ∣ x e ˊ um polo geogr a ˊ fico }
C = { x ∣ x e ˊ m u ˊ ltiplo positivo de 3 e menor que 45 } C = \{ x\,|\,x \text{ é múltiplo positivo de 3 e menor que 45} \} C = { x ∣ x e ˊ m u ˊ ltiplo positivo de 3 e menor que 45 }
D = { x ∣ x e ˊ divisor positivo de 45 } D = \{ x\,|\,x \text{ é divisor positivo de 45} \} D = { x ∣ x e ˊ divisor positivo de 45 }
E = { x ∣ x e ˊ ı ˊ mpar maior que 9 } E = \{ x\,|\,x \text{ é ímpar maior que 9}\} E = { x ∣ x e ˊ ı ˊ mpar maior que 9 }
F = { x ∣ x e ˊ primo, positivo e menor que 2 } F = \{ x\,|\,x \text{ é primo, positivo e menor que 2} \} F = { x ∣ x e ˊ primo, positivo e menor que 2 }
0072 - Soluções
Utilizando a enumeração como forma de descrição desses conjuntos:
∙ A = { 2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11 ; 13 ; 17 ; 19 } ∙ B = { norte; sul } ∙ C = { 3 ; 6 ; 9 ; 12 ; 15 ; 18 ; 21 ; 24 ; 27 ; 30 ; 33 ; 36 ; 39 ; 42 } ∙ D = { 1 ; 3 ; 5 ; 9 ; 15 ; 45 } ∙ E = { 11 ; 13 ; 15 ; … } ∙ F = { } ou ∅ \begin{array}{ll}
\bullet & A = \{ 2; 3; 5; 7; 11; 13; 17; 19 \}\\
\bullet & B = \{ \text{norte; sul} \}\\
\bullet & C = \{ 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21; 24; 27; 30; 33; 36; 39; 42 \}\\
\bullet & D = \{ 1; 3; 5; 9; 15; 45 \}\\
\bullet & E = \{ 11; 13; 15; \ldots \}\\
\bullet & F = \{ \}\,\,\text{ou}\,\, \varnothing
\end{array} ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ A = { 2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11 ; 13 ; 17 ; 19 } B = { norte; sul } C = { 3 ; 6 ; 9 ; 12 ; 15 ; 18 ; 21 ; 24 ; 27 ; 30 ; 33 ; 36 ; 39 ; 42 } D = { 1 ; 3 ; 5 ; 9 ; 15 ; 45 } E = { 11 ; 13 ; 15 ; … } F = { } ou ∅
0071
Duas questões:
a) Demonstre que os pontos A ( 7 ; 5 ) , B ( 2 ; 3 ) , C ( 6 ; − 7 ) A(7;\,5),\,B(2;\,3),\,C(6;\,-7) A ( 7 ; 5 ) , B ( 2 ; 3 ) , C ( 6 ; − 7 ) são os vértices de um triângulo retângulo.
b) Encontre a área desse triângulo retângulo.
0071 - Solução
a) Encontrando os valores de cada lado:
A B = ( 7 − 2 ) 2 + ( 5 − 3 ) 2 → A B = 29 AB=\sqrt{(7-2)^2+(5-3)^2}\to\,AB=\sqrt{29} A B = ( 7 − 2 ) 2 + ( 5 − 3 ) 2 → A B = 29
B C = ( 2 − 6 ) 2 + ( 3 + 7 ) 2 → B C = 116 BC=\sqrt{(2-6)^2+(3+7)^2}\to\,BC=\sqrt{116} BC = ( 2 − 6 ) 2 + ( 3 + 7 ) 2 → BC = 116
A C = ( 7 − 6 ) 2 + ( 5 + 7 ) 2 → A C = 145 AC=\sqrt{(7-6)^2+(5+7)^2}\to\,AC=\sqrt{145} A C = ( 7 − 6 ) 2 + ( 5 + 7 ) 2 → A C = 145
Por Pitágoras , ( A B ) 2 + ( B C ) 2 = ( A C ) 2 → 29 + 116 = 145 (AB)^2+(BC)^2=(AC)^2\to 29+116=145 ( A B ) 2 + ( BC ) 2 = ( A C ) 2 → 29 + 116 = 145 , assim Δ A B C \Delta ABC Δ A BC é retângulo.
b) A área de qualquer triângulo( A Δ ) (A_{\Delta}) ( A Δ ) é obtida pela metade do produto da base pela altura, ou seja:
A Δ = 1 2 ⋅ ( A B ) ⋅ ( B C ) = 1 2 ⋅ 29 ⋅ 116 → A Δ = 29 A_{\Delta}=\dfrac{1}{2}\cdot(AB)\cdot(BC)=\dfrac{1}{2}\cdot\sqrt{29}\cdot\sqrt{116}\to\boxed{A_{\Delta}=29} A Δ = 2 1 ⋅ ( A B ) ⋅ ( BC ) = 2 1 ⋅ 29 ⋅ 116 → A Δ = 29
0070
Demonstre que os pontos A ( 3 ; 8 ) , B ( − 11 ; 3 ) , C ( − 8 ; − 2 ) A(3;\,8),\,B(-11;\,3),\,C(-8;\,-2) A ( 3 ; 8 ) , B ( − 11 ; 3 ) , C ( − 8 ; − 2 ) são os vértices de um triângulo isósceles.
0070 - Solução
Primeiramente, devemos verificar se os pontos dados determinam um triângulo, através das três condições de existência; assim:
⇛ ∣ A B ‾ − B C ‾ ∣ < A C ‾ < A B ‾ + B C ‾ → \Rrightarrow|\overline{AB}-\overline{BC}|<\overline{AC}<\overline{AB}+\overline{BC}\to ⇛ ∣ A B − BC ∣ < A C < A B + BC →
∣ 221 − 34 ∣ < 221 < 221 + 34 → 9 , 03 < 14 , 86 < 20 , 69 ✓ |\sqrt{221}-\sqrt{34}|<\sqrt{221}<\sqrt{221}+\sqrt{34}\to\boxed{9,03<14,86<20,69}\,\checkmark ∣ 221 − 34 ∣ < 221 < 221 + 34 → 9 , 03 < 14 , 86 < 20 , 69 ✓
⇛ ∣ B C ‾ − A C ‾ ∣ < A B ‾ < B C ‾ + A C ‾ → \Rrightarrow|\overline{BC}-\overline{AC}|<\overline{AB}<\overline{BC}+\overline{AC}\to ⇛ ∣ BC − A C ∣ < A B < BC + A C →
∣ 34 − 221 ∣ < 221 < 34 + 221 → 9 , 03 < 14 , 86 < 20 , 69 ✓ |\sqrt{34}-\sqrt{221}|<\sqrt{221}<\sqrt{34}+\sqrt{221}\to\boxed{9,03<14,86<20,69}\,\checkmark ∣ 34 − 221 ∣ < 221 < 34 + 221 → 9 , 03 < 14 , 86 < 20 , 69 ✓
⇛ ∣ A B ‾ − A C ‾ ∣ < B C ‾ < A B ‾ + A C ‾ → \Rrightarrow|\overline{AB}-\overline{AC}|<\overline{BC}<\overline{AB}+\overline{AC}\to ⇛ ∣ A B − A C ∣ < BC < A B + A C →
∣ 221 − 221 ∣ < 34 < 221 + 221 → 0 < 5 , 83 < 29 , 73 ✓ |\sqrt{221}-\sqrt{221}|<\sqrt{34}<\sqrt{221}+\sqrt{221}\to\boxed{0<5,83<29,73}\,\checkmark ∣ 221 − 221 ∣ < 34 < 221 + 221 → 0 < 5 , 83 < 29 , 73 ✓
Entendida a existência de tal triângulo, vamos ao que se pede:
A B ‾ = ( 3 + 11 ) 2 + ( 8 − 3 ) 2 → A B ‾ = 221 \overline{AB}=\sqrt{(3+11)^2+(8-3)^2}\to \overline{AB}=\sqrt{221} A B = ( 3 + 11 ) 2 + ( 8 − 3 ) 2 → A B = 221
B C ‾ = ( − 11 + 8 ) 2 + ( 3 + 2 ) 2 → B C ‾ = 34 \overline{BC}=\sqrt{(-11+8)^2+(3+2)^2}\to\overline{BC}=\sqrt{34} BC = ( − 11 + 8 ) 2 + ( 3 + 2 ) 2 → BC = 34
A C ‾ = ( 3 + 8 ) 2 + ( 8 + 2 ) 2 → A C ‾ = 221 \overline{AC}=\sqrt{(3+8)^2+(8+2)^2}\to\overline{AC}=\sqrt{221} A C = ( 3 + 8 ) 2 + ( 8 + 2 ) 2 → A C = 221
Como A B ‾ = A C ‾ \overline{AB}=\overline{AC} A B = A C , o triângulo é isósceles.
0069
Encontre a distância( d ) (d) ( d ) entre os pontos:
a) ( − 2 ; 3 ) (-2;\,3) ( − 2 ; 3 ) e ( 5 ; 1 ) (5;\,1) ( 5 ; 1 )
b) ( 6 ; − 1 ) (6;\,-1) ( 6 ; − 1 ) e ( − 4 ; − 3 ) (-4;\,-3) ( − 4 ; − 3 )
0069 - Soluções
a) d = ( x 2 − x 1 ) 2 + ( y 2 − y 1 ) 2 = ( 5 + 2 ) 2 + ( 1 − 3 ) 2 = 49 + 4 → d = 53 d=\sqrt{(x_{2}-x_{1})^2+(y_{2}-y_{1})^2}=\sqrt{(5+2)^2+(1-3)^2}=\sqrt{49+4}\to\boxed{d=\sqrt{53}} d = ( x 2 − x 1 ) 2 + ( y 2 − y 1 ) 2 = ( 5 + 2 ) 2 + ( 1 − 3 ) 2 = 49 + 4 → d = 53
b) d = ( x 2 − x 1 ) 2 + ( y 2 − y 1 ) 2 = ( − 4 − 6 ) 2 + ( − 3 + 1 ) 2 = 104 → d = 2 26 d=\sqrt{(x_{2}-x_{1})^2+(y_{2}-y_{1})^2}=\sqrt{(-4-6)^2+(-3+1)^2}=\sqrt{104}\to\boxed{d=2\sqrt{26}} d = ( x 2 − x 1 ) 2 + ( y 2 − y 1 ) 2 = ( − 4 − 6 ) 2 + ( − 3 + 1 ) 2 = 104 → d = 2 26
0068
Um trabalho pode ser feito em duas horas pelo primeiro funcionário, em três horas pelo segundo funcionário e em seis horas pelo terceiro funcionário. Em quanto tempo esse mesmo trabalho pode ser feito pelos três funcionários juntos?
0068 - Solução
Em uma única hora:
O primeiro funcionário completa metade( 1 2 ) \left(\dfrac{1}{2}\right) ( 2 1 ) do trabalho;
O segundo funcionário completa um terço( 1 3 ) \left(\dfrac{1}{3}\right) ( 3 1 ) do trabalho e;
O terceiro funcionário completa um sexto( 1 6 ) \left(\dfrac{1}{6}\right) ( 6 1 ) do trabalho.
Assim, nesta única hora, os três funcionários, completam:
1 2 + 1 3 + 1 6 = 3 + 2 + 1 6 = 1 \dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{6}=\dfrac{3+2+1}{6}=1 2 1 + 3 1 + 6 1 = 6 3 + 2 + 1 = 1 , ou seja, 100% do trabalho.
0067
Um fazendeiro cria galinhas e coelhos. Num dado momento, esses animais somam um total de cinquenta cabçeas e cento e quarenta pés. Obtenha a razão entre o número de coelhos e o número de galinhas.
0067 - Solução
Vamos chamar de "g" o número de galinhas e de "c" o número de coelhos. Cada galinha possui dois pés, portanto, "2g" nos fornece o número total de pés de galinha e, cada coelho possui quatro pés, portanto "4c" nos fornece o número total de pés de coelhos. Dessa forma podemos montar um sistema de equações em função do número de galinhas(g) e do número de coelhos©:
{ g + c = 50 2 g + 4 c = 140 \left\{\begin{array}{rcrcr}g & + & c & = & 50\\\\2g & + & 4c & = & 140\end{array}\right. ⎩ ⎨ ⎧ g 2 g + + c 4 c = = 50 140
Isolando "g" na primeira equação teremos g = 50 − c g=50-c g = 50 − c . Substituindo g = 50 − c g=50-c g = 50 − c na segunda equação, teremos:
2 ( 50 − c ) + 4 c = 140 → 100 − 2 c + 4 c = 140 → 2 c = 40 → c = 20 coelhos 2(50-c)+4c=140\to 100-2c+4c=140\to 2c=40\to\boxed{c=20\,\text{coelhos}} 2 ( 50 − c ) + 4 c = 140 → 100 − 2 c + 4 c = 140 → 2 c = 40 → c = 20 coelhos
Substituindo c = 20 c=20 c = 20 na equação g = 50 − c g=50-c g = 50 − c , teremos:
g = 50 − 20 → g = 30 galinhas g=50-20\to\boxed{g=30\,\text{galinhas}} g = 50 − 20 → g = 30 galinhas
Portanto, a razão pedida será: c g = 2 3 ✓ \boxed{\dfrac{c}{g}=\dfrac{2}{3}}\,\,\checkmark g c = 3 2 ✓
0066
Numa fábrica, cinco máquinas de igual capacidade de produção, levam cinco dias para produzir cinco peças, operando cinco horas por dia. Quantas peças seriam produzidas por dez máquinas iguais às primeiras, trabalhando dez horas por dia, durante dez dias?
0066 - Solução
Diante dessas várias grandezas, vamos propor o seguinte esquema:
Pe c ¸ as Dias M a ˊ quinas Horas por dia \begin{array}{ccccccc}\text{Peças} && \text{Dias} && \text{Máquinas} && \text{Horas por dia}\end{array} Pe c ¸ as Dias M a ˊ quinas Horas por dia
↑ 5 x ↑ 5 10 ↑ 5 10 ↑ 5 10 \,\,\left\uparrow\begin{array}{c}5\\\\x\end{array}\right.\,\,\,\quad\quad\left\uparrow\begin{array}{c}5\\\\10\end{array}\right.\,\,\quad\left\uparrow\begin{array}{c}5\\\\10\end{array}\right.\quad\quad\quad\quad\left\uparrow\begin{array}{c}5\\\\10\end{array}\right. ⏐ ↑ 5 x ⏐ ↑ 5 10 ⏐ ↑ 5 10 ⏐ ↑ 5 10
Tomamos todas as razões na mesma forma, pois são grandezas diretamente proporcionais; posteriormente, resolvemos a equação surgente; assim:
5 x = 5 10 ⋅ 5 10 ⋅ 5 10 → 5 x = 1 2 ⋅ 1 2 ⋅ 1 2 → 5 x = 1 8 → x = 40 pe c ¸ as \dfrac{5}{x}=\dfrac{5}{10}\cdot\dfrac{5}{10}\cdot\dfrac{5}{10}\to\dfrac{5}{x}=\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{1}{2}\to\dfrac{5}{x}=\dfrac{1}{8}\to\boxed{x=40\,\text{peças}} x 5 = 10 5 ⋅ 10 5 ⋅ 10 5 → x 5 = 2 1 ⋅ 2 1 ⋅ 2 1 → x 5 = 8 1 → x = 40 pe c ¸ as
0065
Num escritório de contabilidade trabalham 40 funcionários dando atendimento ao público. a razão entre o número de homens e o número de mulheres, nessa ordem, é de 2 para 3. Obtenha o número de homens e o número de mulheres que dão atendimento ao público.
0065 - Solução
Vamos chamar de "h" o número de homens e de "m" o número de mulheres, chegando à proporção h m = 2 3 ( I ) \dfrac{h}{m}=\dfrac{2}{3}\,(I) m h = 3 2 ( I ) . Além disso, sabemos que h + m = 40 ( I I ) h+m=40(II) h + m = 40 ( II ) . De ( I ) (I) ( I ) e ( I I ) (II) ( II ) , formamos o sistema:
{ h m = 2 3 h + m = 40 \left\{\begin{array}{rcrcr}&&\dfrac{h}{m} & = & \dfrac{2}{3}\\\\h & + & m & = & 40\end{array}\right. ⎩ ⎨ ⎧ h + m h m = = 3 2 40
Da primeira equação, obtemos h = 2 m 3 h=\dfrac{2m}{3} h = 3 2 m e da segunda, obtemos h = 40 − m h=40-m h = 40 − m . Assim:
2 m 3 = 40 − m → 2 m = 120 − 3 m → 5 m = 120 → m = 24 \dfrac{2m}{3}=40-m\to 2m=120-3m\to 5m=120\to\boxed{m=24} 3 2 m = 40 − m → 2 m = 120 − 3 m → 5 m = 120 → m = 24
Substituindo m = 24 m=24 m = 24 na segunda equação: h + 24 = 40 → h = 16 h+24=40\to\boxed{h=16} h + 24 = 40 → h = 16
Portanto, teremos 24 mulheres e 16 homens, responsáveis pelo antendimento ao público.
0064
Certo dia, no escritório "A", das 125 pessoas que ali trabalham, 25 faltaram. No escritório "B", onde trabalham 140 pessoas, a porcentagem de faltantes foi a mesma do escritório "A". Sendo assim, quantas pessoas foram trabalhar nos dois escritórios?
0064 - Solução
⇛ \Rrightarrow ⇛ Escritório "A":
↑ 125 100 % 25 x % ↑ \left\uparrow\begin{array}{ccc}125\, && 100\%\\&&\\25\, && x\%\end{array}\right\uparrow ⏐ ↑ 125 25 100% x % ⏐ ↑
Como as duas grandezas são diretamente proporcionais , tomamos as razões na mesma forma, resolvendo a equação surgente, isto é:
125 25 = 100 x → 5 1 = 100 x → x = 20 % \dfrac{125}{25}=\dfrac{100}{x}\to\dfrac{5}{1}=\dfrac{100}{x}\to\boxed{x=20\%} 25 125 = x 100 → 1 5 = x 100 → x = 20%
Portanto, tivemos 100 pessoas que compareceram ao trabalho no escritório "A".
⇛ \Rrightarrow ⇛ Escritório "B":
Se a porcentagem de faltantes foi a mesma do escritório "A", isto é, 20 % 20\% 20% , teremos:
↑ 140 100 % y 25 % ↑ \left\uparrow\begin{array}{ccc}140\, && 100\%\\&&\\y\, && 25\%\end{array}\right\uparrow ⏐ ↑ 140 y 100% 25% ⏐ ↑
Como as duas grandezas são diretamente proporcionais , tomamos as razões na mesma forma, resolvendo a equação surgente, isto é:
140 y = 100 25 → 140 y = 4 → y = 35 \dfrac{140}{y}=\dfrac{100}{25}\to\dfrac{140}{y}=4\to\boxed{y=35} y 140 = 25 100 → y 140 = 4 → y = 35
Portanto, tivemos 35 pessoas ausentes e, consequentemente, 105 pessoas que compareceram.
Somando as presenças dos dois escritórios, teremos 100 + 105 = 205 100+105=\boldsymbol{205} 100 + 105 = 205 pessoas .
0063
Um funcionário tem um lote de documentos para protocolar. Se já executou um quinto de sua tarefa, obtenha a razão entre o número de documentos já protocolados e o número restante.
0063 - Solução
A razão é a divisão tomada na ordem em que foram apresentadas as informações. Sendo um quinto protocolados, restam ainda quatro quintos. Assim, a razão(R), nesta ordem, será
R = 1 5 4 5 → R = 5 20 → R = 1 4 R=\dfrac{\frac{1}{5}}{\frac{4}{5}}\to R=\dfrac{5}{20}\to\boxed{\boldsymbol{R=\dfrac{1}{4}}} R = 5 4 5 1 → R = 20 5 → R = 4 1
0062
Trabalhando 8(oito) horas por dia, os 2.500(dois mil e quinhentos) operários de uma empresa automobilística produzem 500(quinhentos) veículos em 30(trinta) dias. Quantos dias serão necessários para que 1.200(um mil e duzentos) operários produzam 450(quatrocentos e cincoenta) veículos, trabalhando 10(dez) horas por dia?
0062 - Solução
Observe o esquema:
Horas por Dia Oper a ˊ rios Ve ı ˊ culos Dias \begin{array}{ccccccc}\text{Horas por Dia} && \text{Operários} && \text{Veículos} && \text{Dias}\end{array} Horas por Dia Oper a ˊ rios Ve ı ˊ culos Dias
↓ 8 10 ↓ 2.500 1.200 ↑ 500 450 ↑ 30 x \,\,\left\downarrow\begin{array}{c}8\\\\10\end{array}\right.\quad\quad\quad\quad\quad\left\downarrow\begin{array}{c}2.500\\\\1.200\end{array}\right.\quad\quad\quad\left\uparrow\begin{array}{c}500\\\\450\end{array}\right.\quad\quad\,\,\,\left\uparrow\begin{array}{c}30\\\\x\end{array}\right. ↓ ⏐ 8 10 ↓ ⏐ 2.500 1.200 ⏐ ↑ 500 450 ⏐ ↑ 30 x
Tomamos, na mesma forma, as grandezas diretamente proporcionais e, na forma invertida, as grandezas inversamente proporcionais; posteriormente, resolvemos a equação surgente; assim:
30 x = 10 8 ⋅ 1200 2500 ⋅ 500 450 \dfrac{30}{x}=\dfrac{10}{8}\cdot\dfrac{1200}{2500}\cdot\dfrac{500}{450} x 30 = 8 10 ⋅ 2500 1200 ⋅ 450 500
Como se trata de multiplicações e/ou divisões fracionárias, podemos simplificar numeradores por denominadores, até obtermos frações irredutíveis; assim:
30 x = 30 45 → x = 45 dias \dfrac{30}{x}=\dfrac{30}{45}\to\boxed{\boldsymbol{x=45}\,\textbf{dias}} x 30 = 45 30 → x = 45 dias
0061
Se 2 3 \frac{2}{3} 3 2 (dois terços) de uma obra foram realizados em 5(cinco) dias por 8(oito) operários trabalhando 6(seis) horas por dia. O restante da obra será feito, agora com 6(seis) operários, trabalhando 10(dez) horas por dia, em quantos dias?
0061 - Solução
↓ 2 3 da obra 1 3 da obra ↓ 5 dias x ↑ 8 oper a ˊ rios 6 oper a ˊ rios ↑ 6 h/d 10 h/d \left\downarrow\begin{array}{c}\frac{2}{3}\,\text{da obra}\\\\\frac{1}{3}\,\text{da obra}\end{array}\right.\left\downarrow\begin{array}{c}5\,\text{dias}\\\\x\end{array}\right.\left\uparrow\begin{array}{c}8\,\text{operários}\\\\6\,\text{operários}\end{array}\right.\left\uparrow\begin{array}{c}6\,\text{h/d}\\\\10\,\text{h/d}\end{array}\right. ↓ ⏐ 3 2 da obra 3 1 da obra ↓ ⏐ 5 dias x ⏐ ↑ 8 oper a ˊ rios 6 oper a ˊ rios ⏐ ↑ 6 h/d 10 h/d
Tomamos, na mesma forma, as grandezas diretamente proporcionais e, na forma invertida, as grandezas inversamente proporcionais; posteriormente, resolvemos a equação surgente; assim:
5 x = 2 3 1 3 ⋅ 6 8 ⋅ 10 6 \dfrac{5}{x}=\dfrac{\frac{2}{3}}{\frac{1}{3}}\cdot\dfrac{6}{8}\cdot\dfrac{10}{6} x 5 = 3 1 3 2 ⋅ 8 6 ⋅ 6 10
Como se trata de multiplicações e/ou divisões fracionárias, podemos simplificar numeradores por denominadores, até obtermos frações irredutíveis; assim:
5 x = 5 2 ⇒ 5 x = 10 → x = 2 dias \dfrac{5}{x}=\dfrac{5}{2}\Rightarrow 5x=10\to\boxed{x=2\,\text{dias}} x 5 = 2 5 ⇒ 5 x = 10 → x = 2 dias
0060
Se 12 operários fazem 72m de muro em um dia, quantos metros farão 20 operários em um dia?
0060 - Solução
Observe o esquema:
↑ 12 oper a ˊ rios 72 m 20 oper a ˊ rios x ↑ \left\uparrow\begin{array}{ccc}12\,\text{operários} && 72m\\&&\\20\,\text{operários} && x\end{array}\right\uparrow ⏐ ↑ 12 oper a ˊ rios 20 oper a ˊ rios 72 m x ⏐ ↑
Como as duas grandezas são diretamente proporcionais , tomamos as razões na mesma forma, resolvendo a equação surgente, isto é:
12 20 = 72 x → 12 ⋅ x = 20 ⋅ 72 → x = 20 ⋅ 72 12 → x = 120 m \dfrac{12}{20}=\dfrac{72}{x}\to 12\cdot x=20\cdot 72\to x=\dfrac{20\cdot 72}{12}\to\boxed{x=120\,\text{m}} 20 12 = x 72 → 12 ⋅ x = 20 ⋅ 72 → x = 12 20 ⋅ 72 → x = 120 m
0059
A função f ( x ) = x 3 − 9 x f(x)=x^3-9x f ( x ) = x 3 − 9 x é crescente para x < − 3 x<-\sqrt{3} x < − 3 . Se "g g g " é a função inversa de "f f f " neste invervalo, encontre g ′ ( 0 ) g'(0) g ′ ( 0 ) .
0059 - Solução
As raízes da equação x 3 − 9 x = 0 x^3-9x=0 x 3 − 9 x = 0 são − 3 , 0 e 3 -3,\,0\,\text{e}\,3 − 3 , 0 e 3 . Como hipótese g g g é a função inversa de f f f para x < − 3 x<-\sqrt{3} x < − 3 , segue que f ( − 3 ) = 0 ⇔ g ( 0 ) = − 3 f(-3)=0\Leftrightarrow g(0)=-3 f ( − 3 ) = 0 ⇔ g ( 0 ) = − 3 . Como f ′ ( x ) = 3 x 2 − 9 f'(x)=3x^2-9 f ′ ( x ) = 3 x 2 − 9 , f ′ ( − 3 ) = 18 f'(-3)=18 f ′ ( − 3 ) = 18 . Por definição de inversa, ( g ∘ f ) ( x ) = x (g\circ\,f)(x)=x ( g ∘ f ) ( x ) = x em ∀ x ∈ ( − ∞ , − 3 ] \forall\,x\in(-\infty,\,-\sqrt{3}] ∀ x ∈ ( − ∞ , − 3 ] e pela regra da cadeia, temos g ′ ( f ( x ) ) ⋅ f ′ ( x ) = 1 g'(f(x))\cdot f'(x)=1 g ′ ( f ( x )) ⋅ f ′ ( x ) = 1 , ou seja, g ′ ( 0 ) = g ′ ( f ( − 3 ) ) = 1 f ′ ( − 3 ) = 1 18 g'(0)=g'(f(-3))=\dfrac{1}{f'(-3)}=\dfrac{1}{18} g ′ ( 0 ) = g ′ ( f ( − 3 )) = f ′ ( − 3 ) 1 = 18 1 .
0058
Otenha a derivada da função f ( x ) = arctg x f(x)=\text{arctg}\,x f ( x ) = arctg x
0058 - Solução
Dada a função f ( x ) = arctg x f(x)=\text{arctg}\,x f ( x ) = arctg x , vamos encontrar sua derivada f ′ ( x ) f'(x) f ′ ( x ) . A função x = tg y x=\text{tg}\,y x = tg y é injetora em ( − π 2 , π 2 ) \left(-\dfrac{\pi}{2},\,\dfrac{\pi}{2}\right) ( − 2 π , 2 π ) e, portanto, possui inversa f : ( − ∞ , + ∞ ) → ( − π 2 , π 2 ) f:(-\infty,\,+\infty)\to\left(-\dfrac{\pi}{2},\,\dfrac{\pi}{2}\right) f : ( − ∞ , + ∞ ) → ( − 2 π , 2 π ) dada por f ( x ) = arctg x f(x)=\text{arctg}\,x f ( x ) = arctg x .
Assim, para qualquer x ∈ R x\in\mathbb{R} x ∈ R , teremos d d x f ( x ) = 1 d d y tg y = 1 sec 2 y \dfrac{d}{dx}f(x)=\dfrac{1}{\dfrac{d}{dy}\text{tg}\,y}=\dfrac{1}{\sec^2y} d x d f ( x ) = d y d tg y 1 = sec 2 y 1 .
Mas, sec 2 y = 1 + tg 2 y = 1 + x 2 \sec^2y=1+\text{tg}^2y=1+x^2 sec 2 y = 1 + tg 2 y = 1 + x 2 . Portanto, f ′ ( x ) = 1 sec 2 y = 1 1 + x 2 , x ∈ R f'(x)=\dfrac{1}{\sec^2y}=\dfrac{1}{1+x^2}\,,\,x\in\mathbb{R} f ′ ( x ) = sec 2 y 1 = 1 + x 2 1 , x ∈ R
0057
Obtenha a derivada da função f ( x ) = arccos x f(x)=\arccos x f ( x ) = arccos x
0057 - Solução
Dada a função f ( x ) = arccos x f(x)=\arccos x f ( x ) = arccos x , vamos encontrar a derivada f ′ ( x ) f'(x) f ′ ( x ) . A função x = cos y x=\cos y x = cos y é injetora em [ 0 , π ] [0,\,\pi] [ 0 , π ] e, portanto, possui inversa f : [ − 1 , 1 ] → [ 0 , π ] f:[-1,\,1]\to[0,\,\pi] f : [ − 1 , 1 ] → [ 0 , π ] dada por f ( x ) = arccos x f(x)=\arccos x f ( x ) = arccos x . Assim, para qualquer x ∈ ( − 1 , 1 ) x\in(-1,\,1) x ∈ ( − 1 , 1 ) teremos:
d d x f ( x ) = 1 d d y cos y = − 1 sen y \dfrac{d}{dx}f(x)=\dfrac{1}{\dfrac{d}{dy}\cos y}=-\dfrac{1}{\text{sen} y} d x d f ( x ) = d y d cos y 1 = − sen y 1
Da Identidade Fundamental da Trigonometria, segue que sen 2 y = 1 − cos 2 y = 1 − x 2 \text{sen}^2y=1-\cos^2y=1-x^2 sen 2 y = 1 − cos 2 y = 1 − x 2 . Como y ∈ [ 0 , π ] y\in[0,\,\pi] y ∈ [ 0 , π ] , teremos que sen y ⩾ 0 \text{sen}y\geqslant 0 sen y ⩾ 0 . Logo, sen y = 1 − x 2 \text{sen}\,y=\sqrt{1-x^2} sen y = 1 − x 2 . Assim:
f ′ ( x ) = − 1 sen y = − 1 1 − x 2 , x ∈ ( − 1 , 1 ) \boxed{f'(x)=-\dfrac{1}{\text{sen}\,y}=-\dfrac{1}{\sqrt{1-x^2}},\,x\in(-1,\,1)} f ′ ( x ) = − sen y 1 = − 1 − x 2 1 , x ∈ ( − 1 , 1 )
0056
Obtenha a derivada da função f ( x ) = sen ( 2 x x 4 − 4 x ) f(x)=\text{sen}\left(\dfrac{2x}{x^4-4x}\right) f ( x ) = sen ( x 4 − 4 x 2 x )
0056 - Solução
f ′ ( x ) = cos ( 2 x x 4 − 4 x ) ( 2 ( x 4 − 4 x ) − 2 x ( 4 x 3 − 4 ) ( x 4 − 4 x ) 2 ) → f'(x)=\cos\left(\dfrac{2x}{x^4-4x}\right)\left(\dfrac{2(x^4-4x)-2x(4x^3-4)}{(x^4-4x)^2}\right)\to f ′ ( x ) = cos ( x 4 − 4 x 2 x ) ( ( x 4 − 4 x ) 2 2 ( x 4 − 4 x ) − 2 x ( 4 x 3 − 4 ) ) →
f ′ ( x ) = − 6 x 4 ( x 4 − 4 x ) 2 ⋅ cos ( 2 x x 4 − 4 x ) \boxed{f'(x)=-\dfrac{6x^4}{(x^4-4x)^2}\cdot\cos\left(\dfrac{2x}{x^4-4x}\right)} f ′ ( x ) = − ( x 4 − 4 x ) 2 6 x 4 ⋅ cos ( x 4 − 4 x 2 x )
0055
Obtenha a derivada da função f ( x ) = ( x 2 + 4 ) 5 / 3 ( x 3 + 1 ) 3 / 5 f(x)=\dfrac{(x^2+4)^{5/3}}{(x^3+1)^{3/5}} f ( x ) = ( x 3 + 1 ) 3/5 ( x 2 + 4 ) 5/3
0055 - Solução
f ′ ( x ) = 5 3 ( x 2 + 4 ) 2 / 3 ( 2 x ) ( x 3 + 1 ) 3 / 5 − ( x 2 + 4 ) 5 / 3 ⋅ 3 5 ( x 3 + 1 ) − 2 / 5 ( 3 x ) ( x 3 + 1 ) 6 / 5 → f'(x)=\dfrac{\dfrac{5}{3}(x^2+4)^{2/3}(2x)(x^3+1)^{3/5}-(x^2+4)^{5/3}\cdot\dfrac{3}{5}(x^3+1)^{-2/5}(3x)}{(x^3+1)^{6/5}}\to f ′ ( x ) = ( x 3 + 1 ) 6/5 3 5 ( x 2 + 4 ) 2/3 ( 2 x ) ( x 3 + 1 ) 3/5 − ( x 2 + 4 ) 5/3 ⋅ 5 3 ( x 3 + 1 ) − 2/5 ( 3 x ) →
f ′ ( x ) = 10 3 x ( x 2 + 4 ) 2 / 3 ( x 3 + 1 ) 3 / 5 − 9 5 x ( x 2 + 4 ) 5 / 3 ( x 3 + 1 ) − 2 / 5 ( x 3 + 1 ) 6 / 5 → f'(x)=\dfrac{\dfrac{10}{3}x(x^2+4)^{2/3}(x^3+1)^{3/5}-\dfrac{9}{5}x(x^2+4)^{5/3}(x^3+1)^{-2/5}}{(x^3+1)^{6/5}}\to f ′ ( x ) = ( x 3 + 1 ) 6/5 3 10 x ( x 2 + 4 ) 2/3 ( x 3 + 1 ) 3/5 − 5 9 x ( x 2 + 4 ) 5/3 ( x 3 + 1 ) − 2/5 →
f ′ ( x ) = x 15 ( x 2 + 4 ) 2 / 3 ( x 3 + 1 ) 3 / 5 ( 50 − 27 x 2 + 4 x 3 + 1 ) ( x 3 + 1 ) 6 / 5 → f'(x)=\dfrac{\dfrac{x}{15}(x^2+4)^{2/3}(x^3+1)^{3/5}\left(50-27\dfrac{x^2+4}{x^3+1}\right)}{(x^3+1)^{6/5}}\to f ′ ( x ) = ( x 3 + 1 ) 6/5 15 x ( x 2 + 4 ) 2/3 ( x 3 + 1 ) 3/5 ( 50 − 27 x 3 + 1 x 2 + 4 ) →
f ′ ( x ) = x ( x 2 + 4 ) 2 / 3 ( x 3 + 1 ) 3 / 5 ( 50 x 3 − 27 x 2 − 58 ) 15 ( x 3 + 1 ) 11 / 5 \boxed{f'(x)=\dfrac{x(x^2+4)^{2/3}(x^3+1)^{3/5}(50x^3-27x^2-58)}{15(x^3+1)^{11/5}}} f ′ ( x ) = 15 ( x 3 + 1 ) 11/5 x ( x 2 + 4 ) 2/3 ( x 3 + 1 ) 3/5 ( 50 x 3 − 27 x 2 − 58 )
0054
Obtenha a derivada da função f ( x ) = sen 7 ( cos ( ( 2 x + 1 ) 10 ) ) f(x)=\text{sen}^7\left(\cos\left((2x+1)^{10}\right)\right) f ( x ) = sen 7 ( cos ( ( 2 x + 1 ) 10 ) )
0054 - Solução
f ′ ( x ) = 7 sen 6 ( cos ( 2 x + 1 ) 10 ) ) ( − sen ( 2 x + 1 ) 10 ) ( 10 ( 2 x + 1 ) 9 ) ⋅ 2 → f'(x)=7\text{sen}^6\left(\cos\left(2x+1)^{10}\right)\right)\left(-\text{sen}(2x+1)^{10}\right)\left(10(2x+1)^9\right)\cdot 2\to f ′ ( x ) = 7 sen 6 ( cos ( 2 x + 1 ) 10 ) ) ( − sen ( 2 x + 1 ) 10 ) ( 10 ( 2 x + 1 ) 9 ) ⋅ 2 →
f ′ ( x ) = − 140 ( 2 x + 1 ) 9 ( sen ( 2 x + 1 ) 10 ) ⋅ sen 6 ( cos ( ( 2 x + 1 ) 10 ) ) \boxed{f'(x)=-140(2x+1)^9\left(\text{sen}(2x+1)^{10}\right)\cdot\text{sen}^6\left(\cos\left((2x+1)^{10}\right)\right)} f ′ ( x ) = − 140 ( 2 x + 1 ) 9 ( sen ( 2 x + 1 ) 10 ) ⋅ sen 6 ( cos ( ( 2 x + 1 ) 10 ) )
0053
Obtenha a derivada da função f ( x ) = ( x + sen x ) 20 cos 10 x f(x)=\dfrac{(x+\text{sen}\,x)^{20}}{\cos^{10}x} f ( x ) = cos 10 x ( x + sen x ) 20
0053 - Solução
f ′ ( x ) = 20 ( x + sen x ) 19 ( 1 + cos x ) ⋅ cos 10 x − ( x + sen x ) 20 ( 10 cos 9 x ) ( − sen x ) cos 20 x → f'(x)=\dfrac{20(x+\text{sen}\,x)^{19}(1+\cos x)\cdot\cos^{10}x-(x+\text{sen}\,x)^{20}(10\cos^9x)(-\text{sen}\,x)}{\cos^{20}x}\to f ′ ( x ) = cos 20 x 20 ( x + sen x ) 19 ( 1 + cos x ) ⋅ cos 10 x − ( x + sen x ) 20 ( 10 cos 9 x ) ( − sen x ) →
f ′ ( x ) = 10 ( x + sen x ) 19 ⋅ cos 9 x ( 2 ⋅ cos x + 2 cos 2 x + x ⋅ sen x + sen 2 x ) cos 20 x \boxed{f'(x)=\dfrac{10(x+\text{sen}\,x)^{19}\cdot\cos^9x(2\cdot\cos x+2\cos^2x+x\cdot\text{sen}\,x+\text{sen}^2x)}{\cos^{20}x}} f ′ ( x ) = cos 20 x 10 ( x + sen x ) 19 ⋅ cos 9 x ( 2 ⋅ cos x + 2 cos 2 x + x ⋅ sen x + sen 2 x )
0052
Calcule a derivada das funções definidas a seguir:
a ) f ( x ) = ( x 2 + 1 ) 2 3 b ) f ( x ) = cos 2 ( 1 − x 2 ) c ) f ( x ) = cos ( 1 − x 2 ) 2 d ) f ( x ) = tg 3 x + tg x 3 e ) f ( x ) = − sen 2 x x f ) f ( x ) = ( 2 x 6 + 5 x 3 ) 3 / 5 g ) f ( x ) = ( 3 x − x − 1 ) cos 2 x h ) f ( x ) = tg ( 5 x 2 − x ) \begin{array}{ll}
a)\,\,f(x)=\sqrt[3]{(x^2+1)^2} & b)\,\,f(x)=\cos^2(1-x^2)\\\\
c)\,\,f(x)=\cos(1-x^2)^2 & d)\,\,f(x)=\text{tg}^3x+\text{tg}\,x^3\\\\
e)\,\,f(x)=-\dfrac{\text{sen}^2x}{x} & f)\,\,f(x)=(2x^6+5x^3)^{3/5}\\\\
g)\,\,f(x)=(3x-x^{-1})\cos\,2x & h)\,\,f(x)=\text{tg}(5x^2-x)
\end{array} a ) f ( x ) = 3 ( x 2 + 1 ) 2 c ) f ( x ) = cos ( 1 − x 2 ) 2 e ) f ( x ) = − x sen 2 x g ) f ( x ) = ( 3 x − x − 1 ) cos 2 x b ) f ( x ) = cos 2 ( 1 − x 2 ) d ) f ( x ) = tg 3 x + tg x 3 f ) f ( x ) = ( 2 x 6 + 5 x 3 ) 3/5 h ) f ( x ) = tg ( 5 x 2 − x )
0052 - Soluções
a) f ( x ) = ( x 2 + 1 ) 2 / 3 f(x)=(x^2+1)^{2/3} f ( x ) = ( x 2 + 1 ) 2/3 , então f ′ ( x ) = 2 3 ( x 2 + 1 ) − 1 / 3 ( 2 x ) → f ′ ( x ) = 4 3 x ( x 2 − 1 ) − 1 / 3 f'(x)=\dfrac{2}{3}(x^2+1)^{-1/3}(2x)\to\boxed{f'(x)=\dfrac{4}{3}x(x^2-1)^{-1/3}} f ′ ( x ) = 3 2 ( x 2 + 1 ) − 1/3 ( 2 x ) → f ′ ( x ) = 3 4 x ( x 2 − 1 ) − 1/3
b) f ′ ( x ) = 2 cos ( 1 − x 2 ) ( − sen ( 1 − x 2 ) ) ( − 2 x ) → f ′ ( x ) = − 4 x cos ( 1 − x 2 ) sen ( 1 − x 2 ) f'(x)=2\cos(1-x^2)(-\text{sen}(1-x^2))(-2x)\to\boxed{f'(x)=-4x\cos(1-x^2)\text{sen}(1-x^2)} f ′ ( x ) = 2 cos ( 1 − x 2 ) ( − sen ( 1 − x 2 )) ( − 2 x ) → f ′ ( x ) = − 4 x cos ( 1 − x 2 ) sen ( 1 − x 2 )
c) f ′ ( x ) = − sen ( 1 − x 2 ) 2 ( 2 ( 1 − x 2 ) ( − 2 x ) ) → f ′ ( x ) = 4 x ( 1 − x 2 ) sen ( 1 − x 2 ) 2 f'(x)=-\text{sen}(1-x^2)^2(2(1-x^2)(-2x))\to\boxed{f'(x)=4x(1-x^2)\text{sen}(1-x^2)^2} f ′ ( x ) = − sen ( 1 − x 2 ) 2 ( 2 ( 1 − x 2 ) ( − 2 x )) → f ′ ( x ) = 4 x ( 1 − x 2 ) sen ( 1 − x 2 ) 2
d) De acordo com o item "a" do exercício anterior, f ′ ( x ) = 3 tg 2 x ⋅ sec 2 x + 3 x 2 ⋅ sec 2 x 3 \boxed{f'(x)=3\text{tg}^2x\cdot\sec^2x+3x^2\cdot\sec^2x^3} f ′ ( x ) = 3 tg 2 x ⋅ sec 2 x + 3 x 2 ⋅ sec 2 x 3
e) f ′ ( x ) = − 2 x ⋅ sen x ⋅ cos x − sen 2 x x 2 → f ′ ( x ) = sen x ( sen x − 2 x ⋅ cos x ) x 2 f'(x)=-\dfrac{2x\cdot\text{sen}\,x\cdot\cos x-\text{sen}^2x}{x^2}\to\boxed{f'(x)=\dfrac{\text{sen}\,x(\text{sen}\,x-2x\cdot\cos x)}{x^2}} f ′ ( x ) = − x 2 2 x ⋅ sen x ⋅ cos x − sen 2 x → f ′ ( x ) = x 2 sen x ( sen x − 2 x ⋅ cos x )
f) f ′ ( x ) = 3 5 ( 2 x 6 + 5 x 3 ) − 2 / 5 ( 12 x 5 + 15 x 2 ) → f ′ ( x ) = 9 5 ( 4 x 5 + 5 x 2 ) ( 2 x 6 + 5 x 3 ) 2 / 5 f'(x)=\dfrac{3}{5}(2x^6+5x^3)^{-2/5}(12x^5+15x^2)\to\boxed{f'(x)=\dfrac{9}{5}\dfrac{(4x^5+5x^2)}{(2x^6+5x^3)^{2/5}}} f ′ ( x ) = 5 3 ( 2 x 6 + 5 x 3 ) − 2/5 ( 12 x 5 + 15 x 2 ) → f ′ ( x ) = 5 9 ( 2 x 6 + 5 x 3 ) 2/5 ( 4 x 5 + 5 x 2 )
g) f ′ ( x ) = ( 3 + x − 2 ) ⋅ cos 2 x + ( 3 x − x − 1 ) ⋅ ( − sen 2 x ) ⋅ 2 → f ′ ( x ) = ( 3 + x − 2 ) ⋅ cos 2 x − 2 ( 3 x − x − 1 ) ⋅ sen 2 x f'(x)=(3+x^{-2})\cdot\cos 2x+(3x-x^{-1})\cdot(-\text{sen}\,2x)\cdot 2\to\boxed{f'(x)=(3+x^{-2})\cdot\cos 2x-2(3x-x^{-1})\cdot\text{sen}\,2x} f ′ ( x ) = ( 3 + x − 2 ) ⋅ cos 2 x + ( 3 x − x − 1 ) ⋅ ( − sen 2 x ) ⋅ 2 → f ′ ( x ) = ( 3 + x − 2 ) ⋅ cos 2 x − 2 ( 3 x − x − 1 ) ⋅ sen 2 x
h) De acordo com o item "a" do exercício anterior, f ′ ( x ) = ( 10 x − 1 ) ⋅ sec 2 ( 5 x 2 − x ) \boxed{f'(x)=(10x-1)\cdot\sec^2(5x^2-x)} f ′ ( x ) = ( 10 x − 1 ) ⋅ sec 2 ( 5 x 2 − x )
0051
Utilizando as regras de derivação, calcule y ′ y' y ′ , onde
a ) y = tg x b ) y = cotg x c ) y = sec x d ) y = cossec x e ) y = sen x 2 x f ) y = x 2 ⋅ cos x g ) y = sen 2 x \begin{array}{llll}
a)\,\,y=\text{tg}\,x & b)\,\,y=\text{cotg}\,x & c)\,\,y=\sec\,x & d)\,\,y=\text{cossec}\,x\\
&&&\\
e)\,\,y=\dfrac{\text{sen}\,x}{2x} & f)\,\,y=x^2\cdot \text{cos}\,x & g)\,\,y=\text{sen}^2\,x &
\end{array} a ) y = tg x e ) y = 2 x sen x b ) y = cotg x f ) y = x 2 ⋅ cos x c ) y = sec x g ) y = sen 2 x d ) y = cossec x
0051 - Soluções
a) y = tg x = sen x cos x y=\text{tg}\,x=\dfrac{\text{sen}\,x}{\cos\,x} y = tg x = cos x sen x , então, y ′ = cos x ⋅ cos x − sen x ( − sen x ) cos 2 x = 1 cos 2 x → y ′ = sec 2 x y'=\dfrac{\cos\,x\cdot\cos\,x-\text{sen}\,x(-\text{sen}\,x)}{\cos^2\,x}=\dfrac{1}{\cos^2\,x}\to\boxed{y'=\sec^2\,x} y ′ = cos 2 x cos x ⋅ cos x − sen x ( − sen x ) = cos 2 x 1 → y ′ = sec 2 x
b) y = cotg x = cos x sen x y=\text{cotg}\,x=\dfrac{\cos x}{\text{sen}\,x} y = cotg x = sen x cos x , então, y ′ = − ( sen x ) ⋅ sen x − cos x ( cos x ) sen 2 x = − 1 sen 2 x → y ′ = − cossec 2 x y'=\dfrac{-(\text{sen}\,x)\cdot\text{sen}\,x-\cos x(\cos x)}{\text{sen}^2x}=-\dfrac{1}{\text{sen}^2x} \to\boxed{y'=-\text{cossec}^2x} y ′ = sen 2 x − ( sen x ) ⋅ sen x − cos x ( cos x ) = − sen 2 x 1 → y ′ = − cossec 2 x
c) y = sec x = 1 sen x y=\sec x=\dfrac{1}{\text{sen}\,x} y = sec x = sen x 1 , então, y ′ = − ( − sen x ) cos 2 x = sen x cos x ⋅ 1 cos x → y ′ = tg x ⋅ sec x y'=\dfrac{-(-\text{sen}\,x)}{\cos^2x}=\dfrac{\text{sen}\,x}{\cos x}\cdot\dfrac{1}{\cos x}\to\boxed{y'=\text{tg}\, x\cdot\sec x} y ′ = cos 2 x − ( − sen x ) = cos x sen x ⋅ cos x 1 → y ′ = tg x ⋅ sec x
d) y = cossec x = 1 sen x y=\text{cossec}\,x=\dfrac{1}{\text{sen}\,x} y = cossec x = sen x 1 , então, y ′ = − cos x sen 2 x = − cos x sen x ⋅ 1 sen x → y ′ = − cotg x ⋅ cossec x y'=\dfrac{-\cos x}{\text{sen}^2x}=-\dfrac{\cos x}{\text{sen}\,x}\cdot\dfrac{1}{\text{sen}\,x}\to\boxed{y'=-\text{cotg}\,x\cdot\text{cossec}\,x} y ′ = sen 2 x − cos x = − sen x cos x ⋅ sen x 1 → y ′ = − cotg x ⋅ cossec x
e) y = 2 x ⋅ cos x − 2 sen x ( 2 x ) 2 → y ′ = x ⋅ cos x − sen x 2 x 2 y=\dfrac{2x\cdot\cos x-2\text{sen}\,x}{(2x)^2}\to\boxed{y'=\dfrac{x\cdot\cos x-\text{sen}\,x}{2x^2}} y = ( 2 x ) 2 2 x ⋅ cos x − 2 sen x → y ′ = 2 x 2 x ⋅ cos x − sen x
f) y = 2 x ⋅ cos x + x 2 ( − sen x ) → y ′ = 2 x ⋅ cos x − x 2 ⋅ sen x y=2x\cdot\cos x+x^2(-\text{sen}\,x)\to\boxed{y'=2x\cdot\cos x-x^2\cdot\text{sen}\,x} y = 2 x ⋅ cos x + x 2 ( − sen x ) → y ′ = 2 x ⋅ cos x − x 2 ⋅ sen x
g) y = sen x ⋅ sen x y=\text{sen}\,x\cdot\text{sen}\,x y = sen x ⋅ sen x , então, y ′ = cos x ⋅ sen x + sen x ⋅ cos x → y ′ = 2 sen x ⋅ cos x y'=\cos x\cdot\text{sen}\,x+\text{sen}\,x\cdot\cos x\to\boxed{y'=2\text{sen}\,x\cdot\cos x} y ′ = cos x ⋅ sen x + sen x ⋅ cos x → y ′ = 2 sen x ⋅ cos x