Ficha de Trabalho Global 3 - Matemática 9.º Ano

Exercícios de testes de avaliação: números reais, inequações, equações do 2.º grau, funções, geometria, estatística e probabilidades.

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Objetivo da ficha

Esta ficha reúne todos os exercícios dos testes de avaliação do 9.º ano, organizados por tema, com resolução de cada um.

As resoluções podem ser consultadas clicando em Ver resolução. Na impressão ou ao guardar como PDF, por predefinição é exportado apenas o enunciado.

Conteúdos principais:

Números reais e intervalos, inequações do 1.º grau, polinómios e equações do 2.º grau, funções (quadrática, proporcionalidade inversa e afim), circunferência, polígonos, trigonometria, estatística e probabilidades.

1. Números reais e intervalos

Conjuntos numéricos, dízimas, irracionais, reta real, intervalos, operações com radicais e aproximações.

1

Escolha múltipla Qual é a opção que apresenta um número irracional compreendido entre \(\frac{\pi}{3}\) e \(\frac{5}{3}\)?

(A) \(\frac{4}{3}\)
(B) \(1,(2)\)
(C) \(\sqrt{2}\)
(D) \(\sqrt{3}\)

\(\frac{\pi}{3}\approx1,05\) e \(\frac{5}{3}\approx1,67\). O número tem de ser irracional e estar entre estes valores.

\(\frac43\) e \(1,(2)\) são racionais; \(\sqrt3\approx1,73>\frac53\). Já \(\sqrt2\approx1,41\) é irracional e \(1,05<1,41<1,67\).

Resposta: (C)
2

Escolha múltipla Dado o conjunto \(A=\left\{0;\,-\sqrt2;\,\frac32;\,\sqrt{16};\,-\frac{8}{\sqrt4};\,7,25\right\}\), qual dos conjuntos seguintes é igual a \(A\cap\mathbb{Z}\)?

(A) \(\left\{-\frac{8}{\sqrt4},\,0,\,\sqrt{16}\right\}\)
(B) \(\left\{-\frac{8}{\sqrt4},\,0\right\}\)
(C) \(\left\{-\frac{8}{\sqrt4};\,0;\,7,25\right\}\)
(D) \(\left\{0,\,\sqrt{16}\right\}\)

Os elementos inteiros de \(A\) são: \(0\), \(\sqrt{16}=4\) e \(-\frac{8}{\sqrt4}=-\frac82=-4\).

Logo \(A\cap\mathbb{Z}=\left\{-\frac{8}{\sqrt4},\,0,\,\sqrt{16}\right\}\).

Resposta: (A)
3

Escolha múltipla Considera o conjunto \(A=\left[\,2\pi,\,15\,\right[\). Qual é o menor número inteiro que pertence ao conjunto \(A\)?

(A) \(2\pi\)
(B) \(6\)
(C) \(7\)
(D) \(14\)

\(2\pi\approx6,28\). O menor número inteiro maior ou igual a \(6,28\) é \(7\).

Resposta: (C)
4

Escolha múltipla Sejam \(p\) e \(q\) números reais positivos tais que \(p>q\). Qual das seguintes afirmações é verdadeira?

(A) \(5-p>5-q\)
(B) \(\pi q<\pi p\)
(C) \(p-q>3\)
(D) \(q-p>0\)

Como \(p>q\), multiplicando ambos os membros pelo número positivo \(\pi\) mantém-se o sentido: \(\pi p>\pi q\), ou seja \(\pi q<\pi p\).

As restantes são falsas: (A) inverteria o sentido; (C) e (D) não decorrem de \(p>q\).

Resposta: (B)
5

Escolha múltipla Considera os conjuntos de números reais \(A=\left\{x\in\mathbb{R}:\frac{x-3}{2}>x\right\}\) e \(B=\left[-\pi,\,0\right[\). Qual dos seguintes intervalos é igual ao conjunto \(A\cap B\)?

(A) \(\left]-\infty,\,-3\right[\)
(B) \(\left]-\infty,\,-\pi\right]\)
(C) \(\left]-3,\,0\right[\)
(D) \(\left[-\pi,\,-3\right[\)

Resolvendo \(\frac{x-3}{2}>x\Leftrightarrow x-3>2x\Leftrightarrow -3>x\), logo \(A=\left]-\infty,\,-3\right[\).

Como \(-\pi\approx-3,14\), tem-se \(A\cap B=\left]-\infty,\,-3\right[\cap\left[-\pi,\,0\right[=\left[-\pi,\,-3\right[\).

Resposta: (D)
6

Considera os intervalos de números reais \(A=\left]-\pi,\,\sqrt{\tfrac{25}{4}}\,\right[\) e \(B=\left[-\sqrt3,\,0\right[\).

  1. Indica os elementos do conjunto \(A\) que são números inteiros não negativos.
  2. Escreve o menor número inteiro que pertence ao conjunto \(B\).
  3. Escreve, na forma de intervalo de números reais, o conjunto \(A\cup B\).
  4. Sabe-se que \(I\cap B=\left]-\tfrac12,\,0\right[\). Escreve na forma de intervalo de números reais e define por uma condição um possível conjunto \(I\).

\(\sqrt{\tfrac{25}{4}}=\tfrac52=2,5\) e \(-\pi\approx-3,14\), logo \(A=\left]-3,14;\,2,5\right[\).

6.1. Inteiros não negativos de \(A\): \(0,\,1\) e \(2\).

6.2. \(-\sqrt3\approx-1,73\), logo o menor inteiro de \(B=\left[-\sqrt3,\,0\right[\) é \(-1\).

6.3. Como \(B\subset A\), \(A\cup B=\left]-\pi,\,\tfrac52\right[\).

6.4. Por exemplo: \(I=\left]-\tfrac12,\,0\right]\); \(I=\left\{x\in\mathbb{R}:-\tfrac12

Resposta: 6.1. \(0,1,2\);   6.2. \(-1\);   6.3. \(\left]-\pi,\tfrac52\right[\);   6.4. por exemplo \(\left]-\tfrac12,0\right]\).
7

Na figura ao lado estão representados o triângulo \([ABE]\) e o quadrado \([BCDE]\).

Sabe-se que:

  • o segmento de reta \([EA]\) é perpendicular ao segmento de reta \([AB]\);
  • \(\overline{AB}=\sqrt8\) cm e \(\overline{EA}=2\) cm.
  1. Calcula \(\overline{BE}\), com aproximação às décimas do centímetro, por excesso.
  2. Escreve uma expressão simplificada para:
    a) o perímetro do pentágono \([ABCDE]\);
    b) a área do pentágono \([ABCDE]\).
Triângulo [ABE] retângulo em A e quadrado [BCDE]

7.1. O triângulo \([ABE]\) é retângulo em \(A\). Pelo Teorema de Pitágoras, \(\overline{BE}=\sqrt{\overline{AB}^2+\overline{EA}^2}=\sqrt{8+4}=\sqrt{12}=2\sqrt3\approx3,46\) cm. Por excesso às décimas: \(\overline{BE}\approx3,5\) cm.

7.2. a) O lado do quadrado é \(\overline{BE}=2\sqrt3\). O perímetro do pentágono é \(\overline{EA}+\overline{AB}+3\cdot\overline{BE}=2+\sqrt8+3\cdot2\sqrt3\).

Como \(\sqrt8=2\sqrt2\): \(P=\left(2+2\sqrt2+6\sqrt3\right)\) cm.

b) Área \(=\) área do triângulo \(+\) área do quadrado \(=\frac{\overline{AB}\cdot\overline{EA}}{2}+\overline{BE}^2=\frac{2\sqrt2\cdot2}{2}+\left(2\sqrt3\right)^2=2\sqrt2+12\).

Resposta: 7.1. \(\overline{BE}\approx3,5\) cm;   7.2. a) \(P=\left(2+2\sqrt2+6\sqrt3\right)\) cm;   b) \(A=\left(2\sqrt2+12\right)\) cm\(^2\).
8

Considera a seguinte inequação:

\[ \frac12-\frac{3x-2}{3}<2(1-x) \]

  1. Sem resolveres a inequação, verifica se \(x=\frac23\) é uma solução.
  2. Resolve a inequação e apresenta o conjunto-solução sob a forma de um intervalo de números reais.

8.1. Substituindo \(x=\frac23\): \(\frac12-\frac{3\cdot\frac23-2}{3}=\frac12-\frac{0}{3}=\frac12\) e \(2\left(1-\frac23\right)=\frac23\). Como \(\frac12<\frac23\), a proposição é verdadeira: \(x=\frac23\) é solução.

8.2. Multiplicando por \(6\): \(3-2(3x-2)<12-12x\Leftrightarrow 3-6x+4<12-12x\Leftrightarrow 7-6x<12-12x\).

\(6x<5\Leftrightarrow x<\frac56\).

Resposta: 8.1. É solução;   8.2. \(S=\left]-\infty,\,\tfrac56\right[\).
9

Escreve os números reais seguintes por ordem decrescente.

\[ -\frac{37}{10};\quad \sqrt5;\quad \sqrt3;\quad 2\times10^{-2};\quad -5,(31);\quad 5,31 \]

Valores aproximados: \(\sqrt5\approx2,24\); \(\sqrt3\approx1,73\); \(2\times10^{-2}=0,02\); \(-\frac{37}{10}=-3,7\); \(-5,(31)\approx-5,31\).

Resposta: \(5,31>\sqrt5>\sqrt3>2\times10^{-2}>-\frac{37}{10}>-5,(31)\).
10

Completa a tabela seguinte, assinalando com \(\times\) se o número pertence ao conjunto indicado.

\(\mathbb{Z}\)\(\mathbb{Q}\)Irracionais\(\mathbb{R}\)
\(2+\sqrt3\)
\(2,73\)
\(\sqrt{\frac14}\)
\(-\sqrt[3]{27}\)
\(\frac35\pi\)
\(-\sqrt2\times\sqrt{18}\)
\(-\frac34\)
\(-\sqrt4\)
\(1,(34)\)
\(3,567891011\ldots\)

\(\sqrt{\frac14}=\frac12\); \(-\sqrt[3]{27}=-3\); \(-\sqrt2\times\sqrt{18}=-\sqrt{36}=-6\); \(-\sqrt4=-2\) (estes são inteiros). As dízimas finitas (\(2,73\), \(-\frac34\)) e a infinita periódica \(1,(34)\) são racionais. \(2+\sqrt3\), \(\frac35\pi\) e a dízima infinita não periódica \(3,567891011\ldots\) são irracionais. Todos pertencem a \(\mathbb{R}\).

\(\mathbb{Z}\)\(\mathbb{Q}\)Irracionais\(\mathbb{R}\)
\(2+\sqrt3\)\(\times\)\(\times\)
\(2,73\)\(\times\)\(\times\)
\(\sqrt{\frac14}\)\(\times\)\(\times\)
\(-\sqrt[3]{27}\)\(\times\)\(\times\)\(\times\)
\(\frac35\pi\)\(\times\)\(\times\)
\(-\sqrt2\times\sqrt{18}\)\(\times\)\(\times\)\(\times\)
\(-\frac34\)\(\times\)\(\times\)
\(-\sqrt4\)\(\times\)\(\times\)\(\times\)
\(1,(34)\)\(\times\)\(\times\)
\(3,567891011\ldots\)\(\times\)\(\times\)
Resposta: ver tabela preenchida acima.
11

Escreve um número irracional entre \(5\) e \(6\).

Como \(\sqrt{25}=5\) e \(\sqrt{36}=6\), qualquer \(\sqrt{n}\) com \(25

Resposta: por exemplo, \(\sqrt{30}\) (\(\approx5,48\)).
12

Escreve dois números racionais, um menor do que \(\sqrt2\) e o outro maior do que \(\sqrt2\), tal que a diferença entre os dois números seja inferior a uma centésima.

\(\sqrt2\approx1,41421\). Basta escolher duas aproximações próximas, uma por defeito e outra por excesso, com diferença \(<0,01\).

Resposta: por exemplo, \(1,414\) e \(1,415\) (diferença \(0,001\)).
13

Simplifica as seguintes expressões.

  1. \(7\sqrt3-5\left(\sqrt3-\frac{\sqrt3}{5}\right)\)
  2. \(2\left(\sqrt7+1\right)-5\left(\sqrt7-2\right)\)
  3. \(\sqrt8\left(\sqrt2-2\right)-5\left(\sqrt8+1\right)\)

a) \(7\sqrt3-5\sqrt3+\sqrt3=3\sqrt3\).

b) \(2\sqrt7+2-5\sqrt7+10=12-3\sqrt7\).

c) \(\sqrt{16}-2\sqrt8-5\sqrt8-5=4-7\sqrt8-5=-1-14\sqrt2\) (pois \(\sqrt8=2\sqrt2\)).

Resposta: a) \(3\sqrt3\);   b) \(12-3\sqrt7\);   c) \(-1-14\sqrt2\).
14

O comprimento dos lados iguais de um triângulo isósceles é o dobro do comprimento do lado diferente, que mede \(2\sqrt5\) cm. Calcula o perímetro e a área do triângulo.

Lado diferente \(=2\sqrt5\); lados iguais \(=2\times2\sqrt5=4\sqrt5\). Perímetro \(=4\sqrt5+4\sqrt5+2\sqrt5=10\sqrt5\) cm.

Altura relativa à base: \(h=\sqrt{(4\sqrt5)^2-(\sqrt5)^2}=\sqrt{80-5}=\sqrt{75}=5\sqrt3\). Área \(=\frac{2\sqrt5\times5\sqrt3}{2}=5\sqrt{15}\) cm\(^2\).

Resposta: perímetro \(=10\sqrt5\) cm; área \(=5\sqrt{15}\) cm\(^2\).
15

Representa, sob a forma de intervalo de números reais, ou reunião de intervalos, os seguintes conjuntos.

  1. \(A=\left\{x\in\mathbb{R}:x<-\sqrt2\ \vee\ x\ge\pi\right\}\)
  2. \(B=\left]-\infty,-\sqrt3\right]\cap\left]-5,\pi\right[\)

a) \(A=\left]-\infty,-\sqrt2\right[\cup\left[\pi,+\infty\right[\).

b) Como \(-\sqrt3\approx-1,73\), \(B=\left]-5,-\sqrt3\right]\).

Resposta: a) \(\left]-\infty,-\sqrt2\right[\cup\left[\pi,+\infty\right[\);   b) \(\left]-5,-\sqrt3\right]\).
16

Qual é o número de elementos do conjunto \(C=\left\{x\in\mathbb{Z}:x>1-\sqrt2\ \wedge\ 0\le x<\sqrt{70}\right\}\)?

\(1-\sqrt2\approx-0,41\) e \(\sqrt{70}\approx8,37\). Os inteiros que verificam \(0\le x<8,37\) são \(0,1,2,\ldots,8\).

Resposta: \(9\) elementos.
17

Seja \(k\) um número real tal que \(k\in\left]1,+\infty\right[\). Escreve os números reais \(k\), \(\frac1k\), \(\frac{1}{k+1}\), \(k^2\) e \(\sqrt k\) por ordem crescente.

Para \(k>1\): \(\frac{1}{k+1}<\frac1k<1<\sqrt k

Resposta: \(\frac{1}{k+1}<\frac1k<\sqrt k

2. Inequações do 1.º grau

Tradução de enunciados, resolução de inequações e problemas com inequações.

18

Escolha múltipla Qual das inequações seguintes tem \(-1\) como uma das suas soluções?

(A) \(1-3x<2x+6\)
(B) \(-5x-\frac32\ge0\)
(C) \(\frac{x}{2}>3x+10\)
(D) \(3(x-1)\le-8\)

Substituindo \(x=-1\): em (B), \(-5(-1)-\frac32=5-1,5=3,5\ge0\) (verdadeiro). Nas outras a condição é falsa (por exemplo, em (A) obtém-se \(4<4\)).

Resposta: (B)
19

Traduz cada uma das seguintes afirmações através de uma expressão algébrica (inequação).

  1. «Metade de um número acrescida de \(6\) unidades é maior do que \(25\) unidades.»
  2. «A média aritmética entre um número e \(16\) não excede \(14,5\).»
  3. «Quando se aumenta \(3\) cm a cada lado de um quadrado, o perímetro ultrapassa \(100\) cm.» (designa por \(x\) a medida do lado do quadrado inicial, em cm)
  4. «Faltam menos de \(10\) km para percorrer \(34\) km.» (designa por \(x\) o número de quilómetros que falta percorrer)

a) \(\frac{x}{2}+6>25\).

b) \(\frac{x+16}{2}\le14,5\).

c) \(4(x+3)>100\).

d) \(x<10\).

Resposta: a) \(\frac{x}{2}+6>25\);   b) \(\frac{x+16}{2}\le14,5\);   c) \(4(x+3)>100\);   d) \(x<10\).
20

Resolve as inequações seguintes. Apresenta os conjuntos-solução na forma de intervalos de números reais.

  1. \(1+\dfrac{x-1}{4}\le x+\dfrac12\)
  2. \(\dfrac{x+1}{5}-\dfrac{x-3}{2}>x\)
  3. \(4(1-x)+\dfrac{7-2(3-x)}{3}<2x+1\)
  4. \(-\dfrac{\frac12(x-1)}{3}\le1+\dfrac{3x}{2}\)

a) \(\times4\): \(4+x-1\le4x+2\Leftrightarrow x+3\le4x+2\Leftrightarrow1\le3x\Leftrightarrow x\ge\frac13\). \(S=\left[\frac13,+\infty\right[\).

b) \(\times10\): \(2(x+1)-5(x-3)>10x\Leftrightarrow2x+2-5x+15>10x\Leftrightarrow17>13x\Leftrightarrow x<\frac{17}{13}\). \(S=\left]-\infty,\frac{17}{13}\right[\).

c) \(\times3\): \(12(1-x)+7-2(3-x)<6x+3\Leftrightarrow12-12x+7-6+2x<6x+3\Leftrightarrow13-10x<6x+3\Leftrightarrow10<16x\Leftrightarrow x>\frac58\). \(S=\left]\frac58,+\infty\right[\).

d) \(-\frac{x-1}{6}\le1+\frac{3x}{2}\); \(\times6\): \(-(x-1)\le6+9x\Leftrightarrow-x+1\le6+9x\Leftrightarrow-5\le10x\Leftrightarrow x\ge-\frac12\). \(S=\left[-\frac12,+\infty\right[\).

Resposta: a) \(\left[\frac13,+\infty\right[\);   b) \(\left]-\infty,\frac{17}{13}\right[\);   c) \(\left]\frac58,+\infty\right[\);   d) \(\left[-\frac12,+\infty\right[\).
21

Um tanque tem uma torneira de vazamento que retira água do tanque à taxa de \(56\) litros em cada minuto. Num certo instante, quando se abre a torneira, estão no tanque \(2500\) litros de água.

Determina durante quanto tempo haverá mais de \(1835\) litros de água no tanque. Apresenta o resultado em minutos e segundos, com os segundos arredondados às unidades.

Tanque com torneira de vazamento

Ao fim de \(t\) minutos há \(2500-56t\) litros. Queremos \(2500-56t>1835\Leftrightarrow665>56t\Leftrightarrow t<\frac{665}{56}\approx11,875\) min.

\(0,875\) min \(=0,875\times60\approx53\) s.

Resposta: durante aproximadamente \(11\) min e \(53\) s.
22

Observa a sequência de figuras seguinte, construídas com círculos e segmentos de reta.

Sequência de figuras com círculos e segmentos de reta

Na 1.ª figura há \(4\) círculos e \(4\) segmentos; na 2.ª figura há \(6\) círculos e \(7\) segmentos; na 3.ª figura há \(8\) círculos e \(10\) segmentos. Continuando a aplicar a mesma regra, determina quantos círculos tem a figura maior com menos de \(100\) segmentos de reta.

Número de círculos da figura \(n\): \(2n+2\). Número de segmentos: \(3n+1\).

\(3n+1<100\Leftrightarrow3n<99\Leftrightarrow n<33\), logo a maior figura é a \(32.^\text{a}\), com \(2\times32+2=66\) círculos.

Resposta: \(66\) círculos.
23

Na figura, \([ABC]\) é um triângulo equilátero de lado \(10\). Sejam \(D\) e \(E\) pontos, respetivamente, dos lados \([AB]\) e \([AC]\), tais que o segmento de reta \([DE]\) é paralelo ao lado \([BC]\). Considera \(\overline{DE}=x\), com \(x>0\).

Determina todos os valores possíveis para \(x\), de modo que o perímetro do trapézio \([BCDE]\) seja maior do que \(25\).

Triângulo equilátero [ABC] com [DE] paralelo a [BC]

Como \([DE]\parallel[BC]\), o triângulo \([ADE]\) também é equilátero, com \(\overline{AD}=\overline{AE}=\overline{DE}=x\). Logo \(\overline{BD}=\overline{CE}=10-x\).

Perímetro do trapézio \(=\overline{BC}+\overline{DE}+\overline{BD}+\overline{CE}=10+x+(10-x)+(10-x)=30-x\).

\(30-x>25\Leftrightarrow x<5\). Como \(x>0\) (e \(x<10\)), vem \(0

Resposta: \(0

3. Polinómios e equações do 2.º grau

Casos notáveis, fatorização, expressões algébricas e equações do 2.º grau.

24

Escolha múltipla Qual das seguintes expressões é equivalente a \(3\left(\frac13-2x\right)-(x+1)(x+2)\)?

(A) \(-x^2-9x-1\)
(B) \(x^2-9x-1\)
(C) \(x^2+9x+1\)
(D) \(-x^2-9x+1\)

\(3\left(\frac13-2x\right)-(x+1)(x+2)=1-6x-(x^2+3x+2)=1-6x-x^2-3x-2=-x^2-9x-1\).

Resposta: (A)
25

Escolha múltipla Na figura ao lado estão representados os quadrados \([ABCD]\) e \([BEFG]\). O ponto \(B\) pertence ao segmento de reta \([AE]\) e o ponto \(C\) pertence ao segmento de reta \([BG]\).

As medidas estão em centímetros, \(\overline{AD}=x\), \(\overline{CG}=4\) e \(x>0\).

Qual das seguintes expressões representa a área da figura, em centímetros quadrados?

(A) \(x^2+8x+16\)
(B) \(2x^2+8x+16\)
(C) \(2x^2+4x+16\)
(D) \(x^2+16\)
Dois quadrados [ABCD] e [BEFG]

O quadrado \([ABCD]\) tem lado \(x\), logo área \(x^2\). O lado do quadrado \([BEFG]\) é \(\overline{BC}+\overline{CG}=x+4\), logo área \((x+4)^2=x^2+8x+16\).

Área total \(=x^2+x^2+8x+16=2x^2+8x+16\).

Resposta: (B)
26

Escolha múltipla Considera a igualdade \((ax+1)^2=3x^2+bx+1\), em que \(a\) e \(b\) são números reais. Para que valores de \(a\) e de \(b\) a igualdade é verdadeira qualquer que seja \(x\)?

(A) \(a=3\) e \(b=6\)
(B) \(a=\sqrt3\) e \(b=\sqrt3\)
(C) \(a=\sqrt3\) e \(b=2\sqrt3\)
(D) \(a=-\sqrt3\) e \(b=2\sqrt3\)

\((ax+1)^2=a^2x^2+2ax+1\). Igualando a \(3x^2+bx+1\): \(a^2=3\) e \(2a=b\).

De \(a^2=3\) vem \(a=\sqrt3\) (também \(a=-\sqrt3\), mas então \(b=-2\sqrt3\)). Com \(a=\sqrt3\), \(b=2\sqrt3\).

Resposta: (C)
27

Escolha múltipla Qual das seguintes equações é impossível?

(A) \(-x^2-3=2x^2\)
(B) \(x^2=-x^2\)
(C) \(x^2=\pi\sqrt2\)
(D) \(-x^2=-9\)

(A) \(-x^2-3=2x^2\Leftrightarrow -3=3x^2\Leftrightarrow x^2=-1\): impossível.

(B) tem solução \(x=0\); (C) e (D) têm soluções reais (\(x^2\) igual a número positivo).

Resposta: (A)
28

Determina o conjunto-solução da equação \((x+1)^2(-2x-1)=0\).

Pela lei do anulamento do produto: \((x+1)^2=0\) ou \(-2x-1=0\).

\((x+1)^2=0\Rightarrow x=-1\); \(-2x-1=0\Rightarrow x=-\frac12\).

Resposta: \(S=\left\{-1,\,-\tfrac12\right\}\).
29

Resolve a seguinte equação:

\[ (x-5)(x+5)=-9 \]

\((x-5)(x+5)=x^2-25\). Então \(x^2-25=-9\Leftrightarrow x^2=16\Leftrightarrow x=\pm4\).

Resposta: \(S=\{-4,\,4\}\).
30

O Lourenço trabalha numa loja de chocolates artesanais, onde são vendidas caixas quadradas com bombons de chocolate e de licor. Os bombons de licor estão dispostos numa das diagonais da caixa, conforme ilustram as imagens.

Caixa 1, Caixa 2 e Caixa 3 de bombons

Considera a sequência numérica associada ao número de bombons de cada caixa e admite que, em todas as caixas, se mantém esta regularidade.

  1. Verifica se existe alguma caixa em que são vendidos 64 bombons.
  2. Resolve a seguinte equação e interpreta a solução no contexto da situação. \[ (n+1)^2-(n+1)=110 \]
  3. Uma caixa tem exatamente 8 bombons de licor. Quantos bombons de chocolate tem essa caixa?

O número total de bombons da caixa \(n\) é \((n+1)^2\) (caixa 1: \(4\); caixa 2: \(9\); caixa 3: \(16\), …). Os bombons de licor são \((n+1)\) (a diagonal) e os de chocolate \((n+1)^2-(n+1)\).

7.1. \((n+1)^2=64\Leftrightarrow n+1=8\Leftrightarrow n=7\). Sim, é a caixa 7.

7.2. Seja \(m=n+1\): \(m^2-m=110\Leftrightarrow m^2-m-110=0\), donde \(m=\frac{1+\sqrt{1+440}}{2}=\frac{1+21}{2}=11\) (a raiz negativa rejeita-se). Como \(n\ge1\), \(n=10\). Significa que a caixa 10 tem 110 bombons de chocolate.

7.3. Bombons de licor \(=n+1=8\Rightarrow n=7\); total \(=8^2=64\); chocolate \(=64-8=56\).

Resposta: 7.1. Sim, a caixa 7;   7.2. \(n=10\) (caixa 10, 110 de chocolate);   7.3. 56 bombons de chocolate.
31

A Maria quer construir um prisma quadrangular regular. Ela pretende que a altura do prisma tenha mais 6 cm do que a medida da aresta da base do prisma.

Determina a medida da aresta da base do prisma, de modo que a área total do prisma seja \(270\) cm\(^2\).

Prisma quadrangular regular

Seja \(a\) a aresta da base; a altura é \(a+6\). A área total é \(2a^2+4a(a+6)=6a^2+24a\).

\(6a^2+24a=270\Leftrightarrow a^2+4a-45=0\Leftrightarrow (a+9)(a-5)=0\). Como \(a>0\), \(a=5\).

Resposta: a aresta da base mede \(5\) cm.
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Escolha múltipla Qual das expressões seguintes é uma fatorização do polinómio \(36-49x^2\)?

(A) \((7x-6)(7x+6)\)
(B) \((6-7x)(6+7x)\)
(C) \((6-7x)^2\)
(D) \((6+7x)^2\)

\(36-49x^2=6^2-(7x)^2=(6-7x)(6+7x)\) (diferença de quadrados).

Resposta: (B)
33

Considera a equação \((x+8)^2=k\), em que \(k\) é um número real. Indica, justificando, quais são os valores de \(k\) que tornam:

  1. \(-2\) solução da equação;
  2. a equação possível e com uma só solução;
  3. a equação possível e com duas soluções;
  4. a equação impossível.

a) Se \(x=-2\) é solução: \((-2+8)^2=k\Leftrightarrow k=36\).

b) \((x+8)^2\ge0\). Há uma só solução quando \(k=0\) (então \(x=-8\)).

c) Há duas soluções quando \(k>0\).

d) É impossível quando \(k<0\) (um quadrado nunca é negativo).

Resposta: a) \(k=36\);   b) \(k=0\);   c) \(k>0\);   d) \(k<0\).
34

Determina, em \(\mathbb{R}\), o conjunto-solução das seguintes equações.

  1. \(-2x^2+5x=0\)
  2. \(x^2-10x+25=0\)
  3. \(x^2+8x+15=0\)

a) \(-2x^2+5x=0\Leftrightarrow x(-2x+5)=0\Leftrightarrow x=0\ \vee\ x=\frac52\). \(S=\left\{0,\frac52\right\}\).

b) \(x^2-10x+25=0\Leftrightarrow(x-5)^2=0\Leftrightarrow x=5\). \(S=\{5\}\).

c) \(x^2+8x+15=0\Leftrightarrow(x+3)(x+5)=0\Leftrightarrow x=-3\ \vee\ x=-5\). \(S=\{-5,-3\}\).

Resposta: a) \(\left\{0,\frac52\right\}\);   b) \(\{5\}\);   c) \(\{-5,-3\}\).
35

Na figura está representado o prisma triangular reto \([ABCDEF]\). Sabe-se que \(\overline{AC}=\sqrt{15}-2\) cm, \(\overline{AB}=\sqrt{15}+2\) cm e o volume do prisma é \(30\) cm\(^3\). As faces triangulares são \([ACD]\) e \([BEF]\), sendo \([AB]\) uma aresta lateral.

Determina \(\overline{AE}\).

Prisma triangular reto [ABCDEF]

\([AE]\) é a diagonal da face retangular lateral \([ABEC]\), em que \(\overline{AB}\perp\overline{AC}\). Pelo Teorema de Pitágoras:

\(\overline{AE}=\sqrt{\overline{AC}^2+\overline{AB}^2}=\sqrt{(\sqrt{15}-2)^2+(\sqrt{15}+2)^2}=\sqrt{(19-4\sqrt{15})+(19+4\sqrt{15})}=\sqrt{38}\) cm.

Resposta: \(\overline{AE}=\sqrt{38}\) cm.
36

Na figura estão representados dois quadrados, de lados \(\overline{AB}\) e \(\overline{AC}\). Sabe-se que o ponto \(B\) pertence ao segmento de reta \([AC]\), \(\overline{AC}=x\) e \(\overline{BC}=2\).

O que representa a expressão \(x^2-4x+4\) no contexto apresentado? Justifica a tua resposta.

Dois quadrados de lados AB e AC

Como \(B\in[AC]\), \(\overline{AB}=\overline{AC}-\overline{BC}=x-2\). A área do quadrado de lado \(\overline{AB}\) é \((x-2)^2=x^2-4x+4\).

Resposta: representa a área do quadrado menor (de lado \(\overline{AB}=x-2\)).
37

Na figura estão representados os três primeiros termos de uma sequência de composições geométricas, formadas por quadrados decompostos em quadrados menores geometricamente iguais. A partir do primeiro termo: cada quadrado maior tem mais uma unidade de lado do que o anterior, e cada composição tem mais um quadrado preto do que a anterior.

Três primeiros termos da sequência de quadrados

Começa por obter uma expressão algébrica, na forma de polinómio reduzido, que represente o número de quadrados brancos em cada termo. Existe algum termo em que o número de quadrados brancos é maior, em \(200\) unidades, do que o triplo do número de quadrados pretos desse termo? Justifica.

No termo \(n\), o quadrado tem lado \(n+2\), logo \((n+2)^2\) quadrados pequenos, dos quais \(n\) são pretos. Brancos: \(B(n)=(n+2)^2-n=n^2+3n+4\).

Pretende-se \(B(n)=3n+200\), isto é \(n^2+3n+4=3n+200\Leftrightarrow n^2=196\Leftrightarrow n=14\) (\(n>0\)).

Como \(n=14\) é um número natural, existe: é o \(14.^\text{o}\) termo (\(242\) brancos e \(14\) pretos, e \(242=3\times14+200\)).

Resposta: \(B(n)=n^2+3n+4\); sim, o \(14.^\text{o}\) termo.
38

Sobre um triângulo retângulo, sabe-se que o comprimento do cateto maior é igual ao triplo do comprimento do cateto menor subtraído de \(1\) unidade, e a hipotenusa é igual ao triplo do comprimento do cateto menor adicionado de \(1\) unidade. Determina o comprimento da hipotenusa do triângulo.

Seja \(a\) o cateto menor. Cateto maior \(=3a-1\) e hipotenusa \(=3a+1\). Pelo Teorema de Pitágoras:

\(a^2+(3a-1)^2=(3a+1)^2\Leftrightarrow a^2+9a^2-6a+1=9a^2+6a+1\Leftrightarrow a^2-12a=0\Leftrightarrow a(a-12)=0\).

Como \(a>0\), \(a=12\). Cateto maior \(=35\), hipotenusa \(=3\times12+1=37\) (e \(12^2+35^2=37^2\)).

Resposta: a hipotenusa mede \(37\) unidades.

4. Funções

Função quadrática \(f(x)=ax^2\), proporcionalidade inversa, função afim e interpretação de gráficos.

39

Escolha múltipla Considera a função \(f\) definida por \(f(x)=\dfrac{3}{x}\), para \(x>0\). Em qual das seguintes opções está representado o gráfico da função \(f\)?

Opção A
(A)
Opção B
(B)
Opção C
(C)
Opção D
(D)

Como \(f(x)=\frac3x\) com \(x>0\), o gráfico é um ramo de hipérbole no 1.º quadrante, decrescente e sempre positivo (tende para os eixos sem os tocar).

Resposta: (B)
40

Escolha múltipla A tabela representa uma relação de proporcionalidade inversa.

\(x\)\(0,001\)\(0,01\)\(0,1\)
\(y\)\(20\)\(2\)\(0,2\)

Qual é a constante de proporcionalidade inversa?

(A) \(0,02\)
(B) \(0,002\)
(C) \(0,2\)
(D) \(2\)

Na proporcionalidade inversa, \(k=x\cdot y\). Por exemplo, \(0,001\times20=0,02\).

Resposta: (A)
41

Escolha múltipla De uma função \(f\), de proporcionalidade inversa, sabe-se que o seu gráfico passa no ponto de coordenadas \(\left(2,\,\frac53\right)\). Qual das seguintes expressões define a função \(f\)?

(A) \(f(x)=\dfrac{2}{x}\)
(B) \(f(x)=\dfrac{\frac53}{x}\)
(C) \(f(x)=\dfrac{10}{3x}\)
(D) \(f(x)=\dfrac{6}{5x}\)

\(k=x\cdot y=2\times\frac53=\frac{10}{3}\), logo \(f(x)=\dfrac{10/3}{x}=\dfrac{10}{3x}\).

Resposta: (C)
42

Escolha múltipla Seja \(f\) a função linear definida por \(f(x)=\frac32 x\) e seja \(g\) a função quadrática definida por \(g(x)=ax^2\). Sabe-se que os gráficos das funções \(f\) e \(g\) se intersetam no ponto de abcissa \(2\). Qual é o valor de \(a\)?

(A) \(a=2\)
(B) \(a=3\)
(C) \(a=\frac32\)
(D) \(a=\frac34\)

No ponto de abcissa \(2\): \(f(2)=\frac32\times2=3\). Como \(g(2)=f(2)\): \(a\times2^2=3\Leftrightarrow4a=3\Leftrightarrow a=\frac34\).

Resposta: (D)
43

Os alunos de uma turma de 9.º ano pretendem angariar dinheiro para a sua viagem de finalistas. Estabeleceram obter \(200\) euros com a venda de bolos. As fatias de bolo serão todas vendidas e ao mesmo preço. A tabela seguinte representa a relação entre o número de fatias (\(n\)) que devem vender e o preço (\(p\)), em euros, de cada fatia.

Número de fatias (\(n\))\(80\)\(125\)\(250\)
Preço (\(p\))\(2,5\)\(1,60\)\(0,8\)
  1. Qual é o número de fatias de bolo que devem ser vendidas, para que o preço de cada uma seja \(0,5\) €?
  2. O número de fatias (\(n\)) é inversamente proporcional ao preço (\(p\)) de cada fatia. Qual é a constante de proporcionalidade inversa? E qual o seu significado no contexto do problema?

5.1. \(n\times p=200\), logo para \(p=0,5\): \(n=\dfrac{200}{0,5}=400\) fatias.

5.2. A constante de proporcionalidade inversa é \(200\) e representa o dinheiro total a obter com a venda dos bolos.

Resposta: 5.1. \(400\) fatias;   5.2. \(k=200\) (o dinheiro total a angariar).
44

Na figura ao lado estão representadas graficamente, num referencial cartesiano, a função de proporcionalidade inversa \(f\) e a função afim \(g\). Sabe-se que:

  • o gráfico de \(g\) passa pelos pontos \(A\left(0,\,\frac65\right)\) e \(B\left(\frac35,\,1\right)\);
  • os pontos \(B\) e \(C\) pertencem aos gráficos das duas funções;
  • a abcissa do ponto \(C\) é o triplo da ordenada do ponto \(B\).

Determina:

  1. uma expressão algébrica para a função \(f\);
  2. uma expressão algébrica para a função \(g\);
  3. as coordenadas do ponto \(C\);
  4. \(\overline{BC}\).
Gráficos de uma função de proporcionalidade inversa e de uma função afim

6.1. \(B\left(\frac35,1\right)\) pertence ao gráfico de \(f\): \(k=\frac35\times1=\frac35\), logo \(f(x)=\dfrac{3}{5x}\), \(x>0\).

6.2. \(g\) é afim, \(g(x)=mx+b\). De \(A\left(0,\frac65\right)\): \(b=\frac65\). De \(B\left(\frac35,1\right)\): \(1=m\cdot\frac35+\frac65\Rightarrow m=-\frac13\). Logo \(g(x)=-\frac13 x+\frac65\).

6.3. Abcissa de \(C=3\times1=3\). Em \(f\): \(y=\frac{3}{5\times3}=\frac15\). Logo \(C\left(3,\frac15\right)\).

6.4. \(\overline{BC}=\sqrt{\left(3-\frac35\right)^2+\left(\frac15-1\right)^2}=\sqrt{\left(\frac{12}{5}\right)^2+\left(\frac{4}{5}\right)^2}=\sqrt{\frac{160}{25}}=\dfrac{4\sqrt{10}}{5}\).

Resposta: 6.1. \(f(x)=\frac{3}{5x}\);   6.2. \(g(x)=-\frac13 x+\frac65\);   6.3. \(C\left(3,\frac15\right)\);   6.4. \(\overline{BC}=\frac{4\sqrt{10}}{5}\).
45

Na figura ao lado estão representadas graficamente as funções \(f\) e \(g\), tais que \(f(x)=\frac14 x^2\) e \(g(x)=\dfrac{8}{x}\), \(x>0\). Sabe-se que:

  • os pontos \(A\) e \(C\) têm ordenada \(4\);
  • o ponto \(B\) tem abcissa \(1\).

Determina:

  1. as coordenadas dos pontos \(A\), \(B\) e \(C\);
  2. a área do triângulo \([ABC]\).
Gráficos de f(x)=x²/4 e g(x)=8/x

7.1. \(A\) está em \(f\) com ordenada \(4\): \(\frac14 x^2=4\Rightarrow x^2=16\Rightarrow x=4\) (pois \(x>0\)), logo \(A(4,4)\).

\(C\) está em \(g\) com ordenada \(4\): \(\frac8x=4\Rightarrow x=2\), logo \(C(2,4)\).

\(B\) está em \(g\) com abcissa \(1\): \(g(1)=8\), logo \(B(1,8)\).

7.2. \([AC]\) é horizontal (ordenada \(4\)) com comprimento \(\overline{AC}=4-2=2\); a altura é a distância de \(B\) à reta \(y=4\), ou seja \(8-4=4\). Área \(=\dfrac{2\times4}{2}=4\).

Resposta: 7.1. \(A(4,4)\), \(B(1,8)\), \(C(2,4)\);   7.2. área \(=4\).
46

Escolha múltipla Qual é a imagem de \(-5\) pela função quadrática \(f\), definida por \(f(x)=-2x^2\)?

(A) \(-50\)
(B) \(50\)
(C) \(-100\)
(D) \(100\)

\(f(-5)=-2\times(-5)^2=-2\times25=-50\).

Resposta: (A)
47

Considera uma função quadrática \(g\), definida por \(g(x)=ax^2\), com \(a\in\mathbb{R}\setminus\{0\}\). Indica, justificando, quais são os valores de \(a\) que tornam:

  1. \(-4\) a imagem de \(3\);
  2. \(-4\) o objeto cuja imagem é \(3\).

a) \(g(3)=-4\Leftrightarrow a\times3^2=-4\Leftrightarrow 9a=-4\Leftrightarrow a=-\frac49\).

b) \(g(-4)=3\Leftrightarrow a\times(-4)^2=3\Leftrightarrow 16a=3\Leftrightarrow a=\frac{3}{16}\).

Resposta: a) \(a=-\frac49\);   b) \(a=\frac{3}{16}\).
48

Na figura estão representadas, num referencial cartesiano \(Oxy\), partes de duas funções \(f\) e \(g\). Sabe-se que \(f\) é definida em \(\mathbb{R}\) por \(f(x)=2x^2\), \(g\) é definida em \(\mathbb{R}\setminus\{0\}\) por \(g(x)=\dfrac{16}{x}\), e os gráficos intersetam-se no ponto \(A\).

Determina as coordenadas do ponto \(A\).

Gráficos de f(x)=2x² e g(x)=16/x

No ponto de interseção, \(2x^2=\frac{16}{x}\Leftrightarrow2x^3=16\Leftrightarrow x^3=8\Leftrightarrow x=2\).

\(f(2)=2\times4=8\). Logo \(A(2,8)\).

Resposta: \(A(2,8)\).
49

Na tabela seguinte estão representadas duas grandezas inversamente proporcionais, \(x\) e \(y\), e dois números reais não nulos, \(a\) e \(b\).

\(x\)\(a\)\(3\)\(9\)
\(y\)\(2\)\(\frac14\)\(b\)
  1. Determina o valor da constante de proporcionalidade inversa.
  2. Determina o valor de \(a\) e o valor de \(b\).
  3. Escreve uma expressão algébrica que relacione \(x\) e \(y\).

a) Na proporcionalidade inversa, \(x\times y=k\). Da coluna \((3;\frac14)\): \(k=3\times\frac14=\frac34\).

b) \(a\times2=\frac34\Rightarrow a=\frac38\); \(9\times b=\frac34\Rightarrow b=\frac{1}{12}\).

c) \(y=\dfrac{3}{4x}\) (ou \(x\,y=\frac34\)).

Resposta: a) \(k=\frac34\);   b) \(a=\frac38\), \(b=\frac{1}{12}\);   c) \(y=\frac{3}{4x}\).
50

Na figura estão representados os três primeiros termos de uma sequência de triângulos constituídos por triângulos equiláteros menores, com uma unidade de lado. Com exceção do primeiro termo, o lado do triângulo maior de cada termo mede mais uma unidade do que o do termo anterior.

Sequência de triângulos equiláteros

Indica, justificando, se existe algum termo da sequência constituído por \(5400\) triângulos equiláteros de lado \(1\).

Um triângulo equilátero de lado \(k\) decompõe-se em \(k^2\) triângulos unitários (\(1,4,9,\ldots\)).

Procura-se \(k^2=5400\). Mas \(73^2=5329\) e \(74^2=5476\), pelo que \(5400\) não é um quadrado perfeito.

Não existe nenhum termo com exatamente \(5400\) triângulos.

Resposta: não existe (\(5400\) não é quadrado perfeito).
51

Um tanque tem uma torneira de enchimento que despeja \(6\) litros de água por minuto e que enche o tanque em \(40\) minutos. Determina quantos litros de água por minuto deveria a torneira despejar, caso se pretendesse encher o tanque em meia hora.

A capacidade do tanque é \(6\times40=240\) litros. O caudal e o tempo são inversamente proporcionais (produto constante \(=240\)).

Para \(30\) minutos: caudal \(=\dfrac{240}{30}=8\) litros por minuto.

Resposta: \(8\) litros por minuto.

5. Geometria, trigonometria e figuras planas

Circunferência, ângulos e arcos, polígonos regulares, lugares geométricos, trigonometria e sólidos.

52

Escolha múltipla De um triângulo equilátero sabe-se que a altura mede \(1\) cm. Em qual das opções está indicado o perímetro desse triângulo?

(A) \(\dfrac{6}{\sqrt3}\) cm
(B) \(\dfrac{8}{\sqrt3}\) cm
(C) \(\dfrac{2}{\sqrt3}\) cm
(D) \(\sqrt3\) cm

Num triângulo equilátero de lado \(\ell\), a altura é \(h=\frac{\ell\sqrt3}{2}\). De \(\frac{\ell\sqrt3}{2}=1\) vem \(\ell=\frac{2}{\sqrt3}\).

Perímetro \(=3\ell=\dfrac{6}{\sqrt3}\) cm.

Resposta: (A)
53

Escolha múltipla Na figura ao lado tem-se que:

  • \([ABCD]\) é um quadrado de área \(10\) cm\(^2\);
  • o ponto \(E\) pertence à reta \(AB\);
  • \(B\hat CE=53^\circ\).

Qual é a área do triângulo \([BEC]\), em centímetros quadrados, com arredondamento às décimas?

(A) \(4,0\) cm\(^2\)
(B) \(6,6\) cm\(^2\)
(C) \(7,5\) cm\(^2\)
(D) \(13,3\) cm\(^2\)
Quadrado [ABCD] com ponto E na reta AB

O lado do quadrado é \(\overline{BC}=\sqrt{10}\). O triângulo \([BEC]\) é retângulo em \(B\), com \(\tan(53^\circ)=\frac{\overline{BE}}{\overline{BC}}\), logo \(\overline{BE}=\sqrt{10}\,\tan53^\circ\).

Área \(=\frac{\overline{BC}\cdot\overline{BE}}{2}=\frac{10\,\tan53^\circ}{2}\approx\frac{10\times1,327}{2}\approx6,6\) cm\(^2\).

Resposta: (B)
54

Escolha múltipla Na figura ao lado tem-se que:

  • \([ABC]\) é um triângulo retângulo em \(C\);
  • \(\overline{AB}=86\) cm e \(\overline{CB}=55\) cm.

Qual é, com arredondamento às unidades, a amplitude do ângulo \(C\hat BA\)?

(A) \(45^\circ\)
(B) \(40^\circ\)
(C) \(33^\circ\)
(D) \(50^\circ\)
Triângulo retângulo [ABC]

\(\cos(C\hat BA)=\dfrac{\overline{CB}}{\overline{AB}}=\dfrac{55}{86}\approx0,640\), logo \(C\hat BA\approx50^\circ\).

Resposta: (D)
55

Escolha múltipla Na figura ao lado está representada uma circunferência de centro \(O\). Sabe-se que:

  • \(F\) é o ponto de interseção das cordas \([BD]\) e \([CE]\);
  • o arco \(BC\) tem amplitude \(80^\circ\);
  • \(E\hat FB=80^\circ\).

Qual é a amplitude do arco \(DE\)?

(A) \(80^\circ\)
(B) \(100^\circ\)
(C) \(120^\circ\)
(D) \(160^\circ\)
Circunferência com cordas [BD] e [CE]

O ângulo \(B\hat FC\) é suplementar de \(E\hat FB\): \(B\hat FC=180^\circ-80^\circ=100^\circ\).

O ângulo de duas cordas que se intersetam é igual a metade da soma dos arcos que ele e o seu vertical compreendem: \(B\hat FC=\frac12(\text{arco }BC+\text{arco }DE)\).

\(100^\circ=\frac12(80^\circ+\text{arco }DE)\Leftrightarrow \text{arco }DE=120^\circ\).

Resposta: (C)
56

Na figura ao lado tem-se que:

  • \([ABC]\) é um triângulo retângulo em \(A\);
  • \(C\hat BA=70^\circ\);
  • \(\overline{AB}=1,4\) m.

Determina o comprimento da escada, \(\overline{BC}\). Apresenta o resultado em metros, arredondado às centésimas.

Escada encostada — triângulo retângulo em A

No triângulo retângulo em \(A\): \(\cos(70^\circ)=\dfrac{\overline{AB}}{\overline{BC}}\Leftrightarrow\overline{BC}=\dfrac{1,4}{\cos70^\circ}\).

\(\overline{BC}\approx\dfrac{1,4}{0,342}\approx4,09\) m.

Resposta: \(\overline{BC}\approx4,09\) m.
57

A figura representa o modelo geométrico de um vaso de suculentas. O modelo é um prisma hexagonal regular \([ABCDEFGHIJKL]\) em que \(\overline{AB}=\overline{AL}=12\) cm.

  1. Determina a medida do apótema do hexágono regular (base do prisma). Apresenta o resultado em centímetros, arredondado às milésimas.
  2. Qual é a quantidade de terra necessária para encher o vaso? Apresenta o resultado em decímetros cúbicos, arredondado às décimas.
Modelo geométrico: prisma hexagonal regular

6.1. No triângulo (equilátero) formado pelo centro e um lado, \(\sin60^\circ=\dfrac{ap}{12}\), logo \(ap=12\sin60^\circ\approx10,392\) cm.

6.2. Área da base \(=\dfrac{\text{perímetro}\times ap}{2}=\dfrac{6\times12}{2}\times10,392\approx374,1\) cm\(^2\). Volume \(=\) área da base \(\times\) altura \(\approx374,1\times12\approx4489\) cm\(^3\approx4,5\) dm\(^3\).

Resposta: 6.1. \(ap\approx10,392\) cm;   6.2. \(\approx4,5\) dm\(^3\).
58

A figura representa o esquema de uma rotunda. Nele estão representados a circunferência de centro \(O\), o octógono regular \([ABCDEFGH]\) e dois retângulos \([ADEH]\) e \([BCFG]\).

  1. Qual é o centro da rotação de amplitude \(-90^\circ\) que transforma o ponto \(A\) no ponto \(E\)?
  2. Qual é a amplitude do ângulo \(D\hat CA\)?
  3. Qual é o lugar geométrico dos pontos do plano que são:
    a) equidistantes de \([BG]\) e \([BC]\)?
    b) equidistantes dos pontos \(H\) e \(D\)?
  4. Determina a área do retângulo \([BCFG]\), sabendo que \(\overline{BC}=10\) m. Apresenta o resultado em metros quadrados, arredondado às unidades.
Esquema de rotunda: octógono regular e dois retângulos

7.1. O ponto \(C\) (a rotação de \(-90^\circ\) de centro \(C\) transforma \(A\) em \(E\)).

7.2. O ângulo \(D\hat CA\) está inscrito e compreende o arco \(DA\) que não contém \(C\), formado por \(5\) lados: \(D\hat CA=\frac{5\times45^\circ}{2}=112,5^\circ\).

7.3. a) A bissetriz do ângulo \(C\hat BG\).   b) A mediatriz do segmento de reta \([HD]\).

7.4. A largura do octógono é \(\overline{CF}=10+10\sqrt2\) m. Logo \(A_{[BCFG]}=\overline{BC}\times\overline{CF}=10\times(10+10\sqrt2)\approx241\) m\(^2\).

Resposta: 7.1. ponto \(C\);   7.2. \(112,5^\circ\);   7.3. a) bissetriz de \(C\hat BG\); b) mediatriz de \([HD]\);   7.4. \(\approx241\) m\(^2\).
59

Na figura estão representados uma circunferência de centro \(O\) e dois pontos, \(A\) e \(B\). Sabe-se que a reta \(AB\) é tangente à circunferência no ponto \(A\), \(\overline{OA}=5\), \(\overline{OB}=10\) e \(B\hat OA=60^\circ\).

  1. Determina \(\overline{AB}\). Apresenta o valor arredondado às décimas.
  2. Seja \(C\) o ponto de interseção do segmento de reta \([OB]\) com a circunferência. Determina a amplitude do ângulo convexo \(B\hat CA\).
Circunferência de centro O com reta tangente em A

a) Como \([AB]\) é tangente em \(A\), \(\overline{OA}\perp\overline{AB}\); o triângulo \([OAB]\) é retângulo em \(A\). Pelo Teorema de Pitágoras, \(\overline{AB}=\sqrt{\overline{OB}^2-\overline{OA}^2}=\sqrt{100-25}=\sqrt{75}=5\sqrt3\approx8,7\).

b) \(\overline{OC}=\overline{OA}=5\) (raios), e o ângulo \(A\hat OC=60^\circ\), pelo que o triângulo \([OAC]\) é equilátero e \(O\hat CA=60^\circ\). Como \(O\), \(C\) e \(B\) são colineares, \(B\hat CA=180^\circ-60^\circ=120^\circ\).

Resposta: a) \(\overline{AB}\approx8,7\);   b) \(B\hat CA=120^\circ\).
60

Justifica que não é possível inscrever um paralelogramo com um ângulo interno de amplitude \(70^\circ\) numa circunferência.

Num quadrilátero inscrito numa circunferência, os ângulos opostos são suplementares (somam \(180^\circ\)). Num paralelogramo, os ângulos opostos são iguais. Logo, para estar inscrito, cada par de ângulos opostos teria de ser igual e somar \(180^\circ\), ou seja, cada ângulo teria de medir \(90^\circ\) — só os retângulos podem ser inscritos.

Como \(70^\circ\neq90^\circ\), o paralelogramo não é um retângulo e não pode ser inscrito numa circunferência.

Resposta: só retângulos (ângulos de \(90^\circ\)) se inscrevem; \(70^\circ\) não cumpre essa condição.
61

Qual é o lugar geométrico dos pontos do plano que distam \(2\) unidades de um ponto do plano, \(A\)?

É a circunferência de centro \(A\) e raio \(2\).

Resposta: circunferência de centro \(A\) e raio \(2\).
62

Escolha múltipla Qual é o valor do seno dos ângulos agudos de um triângulo retângulo isósceles?

(A) \(\frac{\sqrt2}{2}\)
(B) \(\frac{\sqrt3}{2}\)
(C) \(\sqrt2\)
(D) \(\sqrt3\)

Num triângulo retângulo isósceles, os ângulos agudos medem \(45^\circ\) e \(\sin45^\circ=\frac{\sqrt2}{2}\).

Resposta: (A)
63

Na figura está representado o pentágono regular \([ABCDE]\), inscrito numa circunferência. Determina o valor de \(\alpha\), amplitude do ângulo convexo \(A\hat DB\).

Pentágono regular inscrito numa circunferência

\(A\hat DB\) é um ângulo inscrito que subtende a corda \([AB]\) (um lado do pentágono). O arco \(AB\) mede \(\frac{360^\circ}{5}=72^\circ\), logo \(\alpha=\frac{72^\circ}{2}=36^\circ\).

Resposta: \(\alpha=36^\circ\).
64

Na figura estão representados uma circunferência de centro \(O\) e quatro pontos \(A\), \(B\), \(C\) e \(D\) da circunferência. As amplitudes dos arcos menores \(AD\) e \(BC\) são, respetivamente, \(140^\circ\) e \(30^\circ\). O ponto \(P\) é a interseção das retas que contêm as cordas \([AC]\) e \([BD]\).

  1. Justifica que os ângulos \(D\hat CA\) e \(D\hat BA\) têm a mesma amplitude.
  2. Determina a amplitude do ângulo convexo \(D\hat PA\).
Circunferência com quatro pontos e cordas

a) \(D\hat CA\) e \(D\hat BA\) são ângulos inscritos que subtendem o mesmo arco \(AD\). Ângulos inscritos no mesmo arco têm a mesma amplitude (metade do arco), logo são iguais.

b) As cordas \([AC]\) e \([BD]\) intersetam-se em \(P\). O ângulo formado é igual a metade da soma dos arcos compreendidos pelo ângulo e pelo seu vertical: \(D\hat PA=\frac12(\text{arco }AD+\text{arco }BC)=\frac12(140^\circ+30^\circ)=85^\circ\).

Resposta: a) ângulos inscritos no mesmo arco \(AD\);   b) \(D\hat PA=85^\circ\).
65

Na figura está representado o triângulo retângulo \([ABC]\), com \(A\hat BC=90^\circ\), \(C\hat AB=25^\circ\) e \(\overline{AC}=15\). Determina, com aproximação às décimas, a área do triângulo.

Triângulo retângulo [ABC]

\([AC]\) é a hipotenusa. Os catetos são \(\overline{AB}=15\cos25^\circ\approx13,59\) e \(\overline{BC}=15\sin25^\circ\approx6,34\).

Área \(=\frac{\overline{AB}\cdot\overline{BC}}{2}\approx\frac{13,59\times6,34}{2}\approx43,1\).

Resposta: área \(\approx43,1\).
66

Na figura está representado o triângulo \([ABC]\), com \(B\hat AC=35^\circ\), \(\overline{AB}=5\) e \(\overline{AC}=8\). Determina, com aproximação às décimas:

  1. a área do triângulo;
  2. o perímetro do triângulo.
Triângulo [ABC] com ângulo de 35 graus

a) Área \(=\frac12\cdot\overline{AB}\cdot\overline{AC}\cdot\sin(35^\circ)=\frac12\cdot5\cdot8\cdot\sin35^\circ\approx20\times0,574\approx11,5\).

b) Pela lei dos cossenos: \(\overline{BC}^2=5^2+8^2-2\cdot5\cdot8\cdot\cos35^\circ\approx89-65,53\approx23,47\), logo \(\overline{BC}\approx4,8\). Perímetro \(\approx5+8+4,8=17,8\).

Resposta: a) área \(\approx11,5\);   b) perímetro \(\approx17,8\).
67

Para segurar um poste elétrico, utilizaram-se cabos metálicos presos ao solo e ao topo do poste, como mostra o esquema. Os cabos fazem com o solo ângulos de \(45^\circ\) e \(30^\circ\), e os pontos de fixação ao solo distam \(20\) m. Determina, com aproximação às décimas, a altura do poste. (Em cálculos intermédios, usa duas casas decimais.)

Poste elétrico seguro por dois cabos

Seja \(x\) a altura do poste e \(F\) o seu pé (entre os dois pontos de fixação). No triângulo da esquerda (ângulo \(45^\circ\), reto em \(F\)) é isósceles, logo a distância do pé ao ponto esquerdo é \(x\).

No triângulo da direita: \(\tan30^\circ=\frac{x}{d}\Rightarrow d=\frac{x}{\tan30^\circ}=x\sqrt3\).

\(x+x\sqrt3=20\Leftrightarrow x(1+\sqrt3)=20\Leftrightarrow x=\frac{20}{1+\sqrt3}=10(\sqrt3-1)\approx7,3\) m.

Resposta: a altura do poste é \(\approx7,3\) m.

6. Dados e estatística

Frequências, quartis, histogramas, diagramas de extremos e quartis e análise de dados.

68

Escolha múltipla Considera o conjunto de dados numéricos representados no diagrama de caule-e-folhas ao lado. Assinala a afirmação verdadeira.

(A) A amplitude interquartil é \(25\).
(B) \(\tilde x=35\) e \(Q_1=25\).
(C) A amplitude interquartil é \(20\).
(D) \(\tilde x=36\) e \(Q_3=41\).
Diagrama de caule-e-folhas

Com \(19\) dados, a mediana é o \(10.^\text{o}\) valor: \(\tilde x=x_{(10)}=35\). \(Q_1=x_{(5)}=25\) e \(Q_3=x_{(15)}=41\), logo a amplitude interquartil é \(41-25=16\).

Resposta: (B)
69

Escolha múltipla Na figura ao lado está representado um histograma relativo a um conjunto de dados numéricos. Qual das seguintes classes corresponde à classe mediana deste conjunto de dados?

(A) \([20,25[\)
(B) \([25,30[\)
(C) \([15,20[\)
(D) \([10,15[\)
Histograma

O total de dados é \(19\); a classe mediana é a que contém o dado que ocupa a \(10.^\text{a}\) posição, ou seja \([20,25[\).

Resposta: (A)
70

Escolha múltipla Na figura ao lado está representado um diagrama de extremos e quartis cujos dados estão mais concentrados à direita. A mediana do conjunto de dados é igual a \(20\). Qual dos seguintes valores pode ser a média do conjunto de dados?

(A) \(\overline x=5\)
(B) \(\overline x=17\)
(C) \(\overline x=20\)
(D) \(\overline x=21\)
Diagrama de extremos e quartis

Estando os dados mais concentrados à direita, a distribuição é enviesada à esquerda, pelo que a média é inferior à mediana (\(20\)). Não pode ser \(5\) (corresponde ao mínimo), logo \(\overline x=17\).

Resposta: (B)
71

Escolha múltipla Um grupo de \(15\) amigos reuniu-se numa festa. Sabe-se que a amplitude das idades é \(12\) anos e que pelo menos \(50\%\) dos amigos tem \(24\) anos ou mais. Qual dos diagramas seguintes pode representar as idades daquele grupo de amigos?

Opção A
(A)
Opção B
(B)
Opção C
(C)
Opção D
(D)

O diagrama tem de ter amplitude (máximo \(-\) mínimo) igual a \(12\) e a mediana em \(24\) ou superior (para que pelo menos metade dos dados seja \(\ge24\)). Apenas o diagrama (A) cumpre as duas condições.

Resposta: (A)
72

Os resultados, em segundos, obtidos numa prova de natação de \(50\) m livres masculinos, no escalão de Cadetes, foram os seguintes:

39,842,243,339,740,039,840,941,539,542,6
46,446,946,945,441,645,746,240,643,543,5
  1. Considerando cinco classes de amplitude \(1,5\) s e \(39,5\) como extremo inferior da primeira classe, agrupa os dados e constrói uma tabela de frequências relativas simples e acumuladas.
  2. Constrói um histograma para representar os dados.
  3. Se um atleta, que está lesionado, tivesse competido nesta prova e conseguisse obter o seu melhor tempo, a média dos tempos desta prova diminuía \(0,2\) s. Qual é o recorde pessoal deste atleta nos \(50\) m livres?

5.1. Tabela de frequências (total \(=20\)):

Classe (s)F. abs.F. rel.F. rel. acum.
\([39,5;\,41[\)735%35%
\([41;\,42,5[\)315%50%
\([42,5;\,44[\)420%70%
\([44;\,45,5[\)15%75%
\([45,5;\,47[\)525%100%

5.2. O histograma representa cada classe com uma barra de altura igual à frequência relativa (\(35\%\), \(15\%\), \(20\%\), \(5\%\), \(25\%\)).

5.3. A soma dos \(20\) tempos é \(856\) s, logo \(\overline x=\frac{856}{20}=42,8\) s. Com o atleta lesionado (tempo \(x\)) a média passa a \(42,8-0,2=42,6\) s: \(\frac{856+x}{21}=42,6\Leftrightarrow856+x=894,6\Leftrightarrow x=38,4\).

Resposta: 5.3. O recorde pessoal é \(38,4\) s.
73

Para conhecer o grau de satisfação dos clientes, uma empresa realiza anualmente um inquérito em que se pede a avaliação ao serviço, numa escala de \(0\) a \(5\) (5 = «Muito satisfeito», 0 = «Nada satisfeito»). Na figura ao lado estão os diagramas de extremos e quartis da avaliação dos anos de 2022 e 2023.

  1. Para cada um dos anos, indica:
    a) a mediana;   b) os quartis;   c) a amplitude;   d) a amplitude interquartil.
  2. Pode a empresa considerar que o atendimento melhorou de 2022 para 2023? Justifica.
Diagramas de extremos e quartis de 2022 e 2023

6.1. 2022: a) \(\tilde x=3\); b) \(Q_1=2\), \(Q_3=4\); c) amplitude \(=5-2=3\); d) AIQ \(=4-2=2\).

2023: a) \(\tilde x=4\); b) \(Q_1=3\), \(Q_3=5\); c) amplitude \(=5-1=4\); d) AIQ \(=5-3=2\).

6.2. Sim. Em 2022, pelo menos \(50\%\) dos inquiridos respondeu \(3\) ou menos; em 2023, apenas \(25\%\) respondeu \(3\) ou menos. A mediana subiu de \(3\) para \(4\), pelo que o atendimento melhorou.

Resposta: 6.1. ver acima;   6.2. Sim, a mediana subiu de \(3\) (2022) para \(4\) (2023).
74

Um hotel divulgou, no final de 2023, o tempo de permanência dos seus hóspedes. No gráfico ao lado apresentam-se os dados recolhidos, em percentagem.

  1. Representa os dados por um histograma de frequências relativas acumuladas e desenha o polígono de frequências.
  2. A partir do polígono de frequências acumuladas, localiza graficamente a mediana e os quartis e desenha o diagrama de extremos e quartis.
Gráfico do tempo de permanência dos hóspedes

7.1. Acumulam-se as frequências relativas, classe a classe, até atingir \(100\%\); o histograma de frequências acumuladas tem barras crescentes e o polígono de frequências une os cantos superiores direitos das barras.

7.2. No polígono, a mediana corresponde à abcissa onde a frequência acumulada atinge \(50\%\); \(Q_1\) e \(Q_3\) correspondem a \(25\%\) e \(75\%\). Com esses valores (mínimo, \(Q_1\), mediana, \(Q_3\), máximo) desenha-se o diagrama de extremos e quartis.

Resposta: construção gráfica (ver descrição).
75

O histograma seguinte é relativo às alturas, em centímetros, de todos os arbustos de um parque.

Histograma das alturas dos arbustos
  1. Quantos arbustos há nesse parque?
  2. Determina a percentagem de arbustos do parque com altura pertencente ao intervalo \([175;185[\).
  3. Qual dos diagramas de extremos e quartis seguintes pode representar os dados do histograma?
Opção A
(A)
Opção B
(B)
Opção C
(C)
Opção D
(D)

Frequências: \([150,155[\!:1\); \([155,160[\!:1\); \([160,165[\!:4\); \([165,170[\!:9\); \([170,175[\!:6\); \([175,180[\!:5\); \([180,185[\!:4\).

a) Total \(=1+1+4+9+6+5+4=30\) arbustos.

b) No intervalo \([175,185[\) há \(5+4=9\) arbustos: \(\frac{9}{30}=30\%\).

c) Com \(30\) dados: mínimo na classe \([150,155[\), \(Q_1\) na classe \([165,170[\) (\(\approx167\)), mediana \(\approx170\), \(Q_3\) na classe \([175,180[\) (\(\approx177\)) e máximo em \([180,185[\). O diagrama compatível é o (C).

Resposta: a) \(30\) arbustos;   b) \(30\%\);   c) (C).
76

Os dados seguintes referem-se às idades dos alunos de uma turma de iniciação à programação:

\[ 17,\ 17,\ 18,\ 19,\ 18,\ 20,\ 20,\ 17,\ 18,\ 18,\ 19,\ 19,\ 21,\ 20,\ 21 \]

  1. Organiza os dados numa tabela de frequências absolutas.
  2. Representa os dados num diagrama de extremos e quartis.
  3. Qual é a dispersão interquartil das idades desses alunos?
    (A) \(1\) ano   (B) \(2\) anos   (C) \(3\) anos   (D) \(4\) anos

a) Tabela de frequências absolutas:

Idade1718192021
F. abs.34332

b) Ordenando os \(15\) valores: mínimo \(=17\); \(Q_1=18\) (\(4.^\text{o}\) valor); mediana \(=19\) (\(8.^\text{o}\) valor); \(Q_3=20\) (\(12.^\text{o}\) valor); máximo \(=21\). O diagrama de extremos e quartis usa estes cinco valores.

c) Dispersão (amplitude) interquartil \(=Q_3-Q_1=20-18=2\) anos.

Resposta: c) (B) \(2\) anos.

7. Probabilidades

Experiências aleatórias, acontecimentos, operações com acontecimentos e regra de Laplace.

77

Escolha múltipla Na figura está representada uma roda da sorte dividida em cinco setores circulares com a mesma área, numerados de \(1\) a \(5\). Gira-se o ponteiro e regista-se o número que saiu. Considera os acontecimentos:

  • \(A\): «Sair um número maior ou igual a \(3\)»;
  • \(B\): «Sair um número primo e ímpar»;
  • \(C\): «Sair um número divisor de \(4\)».

Qual das seguintes afirmações é verdadeira?

(A) \(A\) e \(B\) são disjuntos.
(B) \(A\) e \(C\) são complementares.
(C) \(B\) e \(C\) são complementares.
(D) \(\overline{A}\) e \(C\) são disjuntos.
Roda da sorte com setores numerados de 1 a 5

\(A=\{3,4,5\}\), \(B=\{3,5\}\), \(C=\{1,2,4\}\).

\(B\cap C=\varnothing\) e \(B\cup C=\{1,2,3,4,5\}=\Omega\), logo \(B\) e \(C\) são complementares.

Resposta: (C)
78

Escolha múltipla Num saco foram colocadas bolas azuis, brancas e pretas. Retira-se, ao acaso, uma bola e regista-se a cor. Sabe-se que o número de bolas brancas é igual ao dobro do número de bolas pretas e a probabilidade de sair uma bola azul é igual a \(10\%\). Qual é a probabilidade de retirar uma bola branca?

(A) \(30\%\)
(B) \(60\%\)
(C) \(50\%\)
(D) \(25\%\)

Seja \(p\) a probabilidade de sair preta; então a de branca é \(2p\). Como o total é \(1\): \(p+2p+0,1=1\Leftrightarrow3p=0,9\Leftrightarrow p=0,3\).

Probabilidade de branca \(=2p=0,6=60\%\).

Resposta: (B)
79

Escolha múltipla Num saco foram colocadas cinco cartas numeradas, indistinguíveis ao tato, com os números \(0\), \(1\), \(2\), \(3\) e \(4\). Retira-se, ao acaso, uma carta e observa-se o número. Seja \(A\) o acontecimento «A carta retirada tem um número par». Qual é a probabilidade do acontecimento complementar de \(A\)?

(A) \(\frac15\)
(B) \(\frac25\)
(C) \(\frac35\)
(D) \(\frac45\)
Cinco cartas numeradas de 0 a 4

Números pares: \(\{0,2,4\}\), logo \(P(A)=\frac35\). O complementar tem os ímpares \(\{1,3\}\): \(P(\overline A)=\frac25\).

Resposta: (B)
80

Escolha múltipla A Maria lança um dado dodecaédrico regular com as doze faces numeradas e regista o número da face encostada à mesa. Sabendo que a probabilidade de sair uma face com um número par é \(\frac13\), quantas faces do dodecaedro têm números ímpares?

(A) \(3\)
(B) \(4\)
(C) \(6\)
(D) \(8\)

Faces com número par \(=\frac13\times12=4\). Logo, faces com número ímpar \(=12-4=8\).

Resposta: (D)
81

Na tabela abaixo estão registadas as idades dos alunos de uma turma do 9.º ano.

14 anos15 anos16 anos
Rapazes462
Raparigas381
  1. Escolhe-se, ao acaso, um aluno da turma. Sejam \(A\): «O aluno escolhido é um rapaz.» e \(B\): «O aluno escolhido tem \(15\) anos.»
    a) Os acontecimentos \(A\) e \(B\) são disjuntos?
    b) Determina, na forma de fração irredutível, \(P(A\cap B)\) e \(P(A\cup B)\).
  2. Escolhe-se, ao acaso, um aluno da turma com pelo menos \(15\) anos. Seja \(p\) a probabilidade de o aluno escolhido ser uma rapariga com \(15\) anos. A qual dos seguintes intervalos pertence o valor de \(p\)?
    (A) \(\left]0,\frac14\right[\)   (B) \(\left]\frac14,\frac13\right[\)   (C) \(\left]\frac13,\frac12\right[\)   (D) \(\left]\frac12,\frac34\right[\)

A turma tem \(4+6+2+3+8+1=24\) alunos. \(A\) (rapazes) \(=12\); \(B\) (\(15\) anos) \(=6+8=14\); \(A\cap B\) (rapazes com \(15\)) \(=6\).

5.1. a) Não, pois \(A\cap B\neq\varnothing\) (há rapazes com 15 anos).
b) \(P(A\cap B)=\frac{6}{24}=\frac14\); \(P(A\cup B)=\frac{12+14-6}{24}=\frac{20}{24}=\frac56\).

5.2. Alunos com pelo menos \(15\) anos \(=(6+2)+(8+1)=17\); raparigas com \(15\) anos \(=8\). Logo \(p=\frac{8}{17}\approx0,47\in\left]\frac13,\frac12\right[\).

Resposta: 5.1. a) Não; b) \(P(A\cap B)=\frac14\), \(P(A\cup B)=\frac56\);   5.2. (C)
82

Na escola do José, os alunos estão em campanha para a eleição da Associação de Estudantes. O José colocou rebuçados num saco: \(35\) de laranja, \(30\) de limão e \(15\) de morango.

  1. O José tira ao acaso um rebuçado. Qual é a probabilidade de ter sabor a limão? Apresenta o resultado na forma de fração irredutível.
  2. Depois de oferecer \(10\) rebuçados de limão, o José colocou no saco alguns rebuçados de mentol. A probabilidade de tirar agora um rebuçado de morango passou a ser \(\frac16\). Determina quantos rebuçados de mentol o José colocou no saco.

6.1. Total \(=35+30+15=80\). \(P(\text{limão})=\frac{30}{80}=\frac38\).

6.2. Após oferecer \(10\) de limão e juntar \(x\) de mentol: laranja \(35\), limão \(20\), morango \(15\), mentol \(x\). \(P(\text{morango})=\frac{15}{35+20+15+x}=\frac16\Leftrightarrow\frac{15}{70+x}=\frac16\Leftrightarrow70+x=90\Leftrightarrow x=20\).

Resposta: 6.1. \(\frac38\);   6.2. \(20\) rebuçados de mentol.
83

O Pedro tem dois dados tetraédricos equilibrados, um verde e um castanho, cada um com as faces numeradas de \(1\) a \(4\).

  1. O Pedro lança o dado verde. Qual é a probabilidade de a face voltada para baixo ter um número divisor de \(4\)? Apresenta o resultado em percentagem.
  2. O Pedro lança os dois dados e regista o produto dos números das faces voltadas para baixo. Qual é a probabilidade de o produto ser um número par superior a \(7\)? Apresenta o resultado na forma de fração irredutível e mostra como chegaste à resposta.
Dois dados tetraédricos numerados de 1 a 4

7.1. Divisores de \(4\) em \(\{1,2,3,4\}\): \(\{1,2,4\}\), logo \(P=\frac34=75\%\).

7.2. Construindo a tabela dos \(16\) produtos possíveis, os produtos pares e superiores a \(7\) são \(8\) (\(2\times4\) e \(4\times2\)), \(12\) (\(3\times4\) e \(4\times3\)) e \(16\) (\(4\times4\)) — \(5\) casos favoráveis.

\(\times\)1234
11234
22468
336912
4481216

\(P=\dfrac{5}{16}\).

Resposta: 7.1. \(75\%\);   7.2. \(\frac{5}{16}\).
84

Há duas caixas: na caixa 1 há uma bola cinzenta e uma bola preta; na caixa 2 há uma bola cinzenta, uma bola preta e uma bola vermelha. Considera a experiência aleatória que consiste em extrair, sucessivamente e ao acaso, uma bola de cada caixa e anotar a sua cor.

  1. Qual é o espaço de resultados associado a esta experiência?
  2. Considera os acontecimentos \(A\): «a 2.ª bola é vermelha» e \(B\): «uma das bolas é preta». Escreve, em extensão, os conjuntos \(A\cup B\) e \(A\cap B\).
Caixa 1 e caixa 2 com bolas

Usando C (cinzenta), P (preta) e V (vermelha), com o 1.º símbolo da caixa 1 e o 2.º da caixa 2:

a) \(\Omega=\{CC,\,CP,\,CV,\,PC,\,PP,\,PV\}\).

b) \(A=\{CV,\,PV\}\) e \(B=\{CP,\,PC,\,PP,\,PV\}\). Logo \(A\cup B=\{CP,\,CV,\,PC,\,PP,\,PV\}\) e \(A\cap B=\{PV\}\).

Resposta: \(\Omega=\{CC,CP,CV,PC,PP,PV\}\); \(A\cup B=\{CP,CV,PC,PP,PV\}\); \(A\cap B=\{PV\}\).
85

Lançam-se dois dados cúbicos, com as faces numeradas de \(1\) a \(6\), e anota-se a diferença entre o maior e o menor dos números saídos.

  1. Determina as probabilidades da 2.ª linha da tabela seguinte.
Diferença012345
Probabilidade\(\frac16\)\(\frac{5}{18}\)\(\frac29\)\(\frac16\)\(\frac19\)\(\frac{1}{18}\)

Considera os acontecimentos \(A\): «a diferença é um número ímpar» e \(B\): «a diferença é maior do que \(3\)». Determina \(P(A)\), \(P(B)\) e \(P(A\cap B)\).

Em \(36\) resultados equiprováveis, as diferenças ocorrem: \(0\!:6\); \(1\!:10\); \(2\!:8\); \(3\!:6\); \(4\!:4\); \(5\!:2\). Daí as probabilidades \(\frac{6}{36}=\frac16\), \(\frac{10}{36}=\frac{5}{18}\), \(\frac{8}{36}=\frac29\), \(\frac16\), \(\frac{4}{36}=\frac19\), \(\frac{2}{36}=\frac{1}{18}\).

\(A\) (diferença ímpar \(=1,3,5\)): \(P(A)=\frac{10+6+2}{36}=\frac{18}{36}=\frac12\).

\(B\) (diferença \(>3\), isto é \(4\) ou \(5\)): \(P(B)=\frac{4+2}{36}=\frac{6}{36}=\frac16\).

\(A\cap B\) (ímpar e \(>3\), isto é \(5\)): \(P(A\cap B)=\frac{2}{36}=\frac{1}{18}\).

Resposta: \(P(A)=\frac12\), \(P(B)=\frac16\), \(P(A\cap B)=\frac{1}{18}\).
86

Considera duas caixas com a seguinte composição:
Caixa 1: \(1\) bola branca e \(1\) bola preta;
Caixa 2: \(2\) bolas brancas, \(2\) bolas pretas e \(1\) bola vermelha.
Extrai-se, sucessivamente e ao acaso, uma bola de cada caixa. Determina a probabilidade de extrair a bola vermelha.

A bola vermelha só existe na caixa 2, que tem \(5\) bolas. A extração da caixa 1 é irrelevante. Logo \(P(\text{vermelha})=\frac15\).

Resposta: \(\frac15\).