Ficha de exames nº5 – Modelos matemáticos para a cidadania (2021–2024)


Ficha de exames nº5

Provas de 2021–2024

10.º ano – Matemática A – Tema 1 (Modelos matemáticos para a cidadania)


📚 Itens de exames nacionais e testes intermédios

Itens de exames nacionais e testes intermédios portugueses que correspondem às Aprendizagens Essenciais deste tema, ordenados por data da prova. Em cada exercício indica-se a prova de origem e o grau de dificuldade. Os itens de MACS e de Matemática B foram adaptados (linguagem e, quando indicado, método) ao programa de Matemática A.

📝 15 itens  1 fácil11 médios3 difíceis

1Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2021, 1.ª fase, itens 1.1 e 1.2 (1.2 adaptado: método de Hondt em vez do método de divisor com quotas inferiores do original, que conduz ao mesmo resultado)

Na eleição da equipa diretiva de uma empresa, os acionistas votaram em quatro listas. Foram validamente expressos 7200 votos, assim distribuídos:

ListaABCD
N.º de votos1505229517501650

a) Os votos validamente expressos representam 96% dos votos apurados e a abstenção foi de 20%. Quantos acionistas podiam votar? (A) 7500 (B) 9000 (C) 9375 (D) 37500

b) A equipa diretiva tem 24 elementos. Determine quantos elementos elege cada lista pelo método de Hondt.

c) Calcule o divisor padrão (7200:24) e as quotas de cada lista, e verifique que, com o divisor 280, a soma das partes inteiras das quotas é 24 e coincide com o resultado da alínea b).

Resolução

a) Votos apurados: 7200:0,96=7500. Como a abstenção foi 20%, votaram 80% dos acionistas: 7500:0,8=9375. Opção (C).

b) Quocientes (÷1,2,3,…): A 1505; 752,5; 501,7; 376,3; 301; 250,8; B 2295; 1147,5; …; 286,9; 255; C 1750; 875; …; 291,7; 250; D 1650; 825; …; 330; 275.

b) O 24.º maior quociente é 286,9 (2295:8); ficam acima dele 5 quocientes de A (até 301), 8 de B, 6 de C (até 291,7) e 5 de D (até 330).

b) A: 5; B: 8; C: 6; D: 5 elementos.

c) Divisor padrão =300: quotas 5,02; 7,65; 5,83; 5,5, partes inteiras 5+7+5+5=22<24.

c) Com o divisor 280: 1505:280≈5,38; 2295:280≈8,20; 1750:280=6,25; 1650:280≈5,89 → 5+8+6+5=24, a mesma distribuição do método de Hondt.

2Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2021, 1.ª fase, item 5

Uma aplicação de pagamentos permite pagar compras em 2 a 12 prestações mensais. O valor de cada prestação, P (em euros, arredondado às unidades), é

P=VF×i1−(1+i)−n

em que VF é o valor financiado, i a taxa de juro mensal (em dízima) e n o número de prestações.
O Tiago quer financiar um telemóvel de 500 €, com uma taxa mensal de 3%; pode pagar, no máximo, 75 € por mês e quer pagar o menor total possível. Escreva a expressão de P neste contexto, construa uma tabela com a prestação e o valor total pago para cada n e indique quantas prestações escolhe o Tiago.

Resolução

Neste contexto: P(n)=500×0,031−1,03−n=151−1,03−n.

Tabela (calculadora): n=6: P=92, total 552; n=7: P=80, total 560; n=8: P=71, total 568; n=9: P=64, total 576; n=10: P=59, total 590; n=12: P=50, total 600.

A prestação só não ultrapassa 75 € a partir de n=8.

O total pago aumenta com n, por isso o menor total com P≤75 é o de n=8: 8×71=568 €.

O Tiago escolhe 8 prestações de 71 €, pagando 568 € no total.

3Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2021, 2.ª fase, item 2

Vão ser distribuídos 10 convites por quatro grupos de alunos Erasmus+, B, C, P e R, de acordo com o número de alunos de cada grupo em 2019 (total 2500).

GrupoBCPR
N.º de alunos4301020850200

Método 1 (Hondt): divide-se o número de alunos de cada grupo por 1,2,3,4,5,…, arredondam-se os quocientes às décimas e atribuem-se os convites aos 10 maiores quocientes (em caso de empate, passa primeiro o grupo com menos alunos).
Método 2: cada grupo recebe alunos do grupo2500×10 convites, arredondado às unidades.
Mostre que o método 2 só é mais vantajoso do que o método 1 para o grupo R, indicando o número de convites de cada grupo em cada método.

Resolução

Quocientes: B 430; 215; 143,3; C 1020; 510; 340; 255; 204; P 850; 425; 283,3; 212,5; 170; R 200; 100.

Os 10 maiores: 1020, 850, 510, 430, 425, 340, 283,3, 255, 215, 212,5 (os seguintes, 204 e 200, ficam de fora).

Método 1: B 2, C 4, P 4, R 0.

Método 2: B 1,72→2; C 4,08→4; P 3,4→3; R 0,8→1 (soma 10).

Comparando: B e C ficam iguais, P perde um convite e R ganha um. Só o grupo R beneficia do método 2.

4Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2021, 2.ª fase, item 7

Para comprar um automóvel, foi feito um crédito de 10500 €, a pagar em 60 prestações mensais constantes de 280 €. Nas primeiras 24 prestações, 60% do valor de cada prestação corresponde a juros; nas 24 prestações seguintes, 25%. Depois de pagas 48 prestações, qual é o total de juros que falta pagar até ao fim do empréstimo?

Resolução

Valor pago em 24 prestações: 24×280=6720 €.

Juros nas primeiras 24: 0,60×6720=4032 €. Juros nas 24 seguintes: 0,25×6720=1680 €.

Total pago nas 60 prestações: 60×280=16800 €; total de juros: 16800−10500=6300 €.

Juros em falta: 6300−4032−1680=588 €.

Faltam pagar 588 € de juros.

5Difícil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2022, 1.ª fase, item 4

O Manuel pediu um empréstimo de 1530 €, a pagar em 18 parcelas iguais; cada prestação mensal é a parcela acrescida de 7%. Depois de pagar 12 prestações, não pagou a 13.ª, a 14.ª e a 15.ª. Acordou-se então que cada uma das 3 últimas prestações (16.ª, 17.ª e 18.ª) seria um terço do total das parcelas em dívida, acrescido de uma nova taxa. No total, o Manuel pagou 1644,75 €. Determine a nova taxa, em percentagem.

Resolução

Valor de cada parcela: 1530:18=85 €; cada prestação: 85×1,07=90,95 €.

Pago nas 12 primeiras prestações: 12×90,95=1091,40 €.

Pago nas 3 últimas: 1644,75−1091,40=553,35 €.

Parcelas em dívida (6 meses): 6×85=510 €. Seja t a nova taxa: 510×(1+t)=553,35.

1+t=553,35:510=1,085⇔t=0,085. A nova taxa é 8,5%.

6Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2022, 2.ª fase, item 4

Num parque de campismo, os preços diários em junho são: bungalow M (até 4 pessoas) 80 €; bungalow G (até 6 pessoas) 100 €; tenda: 6,50 € pelo espaço, acrescido de 5,50 € por adulto alojado. Num evento de um dia participaram 140 adultos, que ocuparam 8 bungalows M e 10 bungalows G (todos na capacidade máxima) e 12 tendas. O lucro do parque foi 25% do valor faturado. Determine o valor exato do lucro.

Resolução

Bungalows: 8×80+10×100=640+1000=1640 €.

Adultos nos bungalows: 8×4+10×6=92; adultos nas tendas: 140−92=48.

Tendas: espaço 12×6,50=78 €; adultos 48×5,50=264 €; total 342 €.

Faturação: 1640+342=1982 €.

Lucro: 0,25×1982=495,50. O lucro foi 495,50 €.

7Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2023, 1.ª fase, item 1 (adaptado: método de Hondt e de Sainte-Laguë em vez do método de divisor do enunciado original)

A comissão de festas de uma freguesia tem 15 membros, distribuídos proporcionalmente pelo número de moradores inscritos em cada uma das três zonas da freguesia. Este ano inscreveram-se 105 moradores, distribuídos como mostra a tabela.

ZonaNorte (N)Centro (C)Sul (S)
N.º de inscritos403530

a) Determine a composição da comissão pelo método de Hondt.

b) Determine a composição da comissão pelo método de Sainte-Laguë (divisores 1,3,5,7,…).

c) Calcule a quota padrão de cada zona (divisor padrão =105:15) e comente se os resultados anteriores respeitam as quotas.

Resolução

a) Dividem-se os inscritos de cada zona por 1,2,3,…: N: 40; 20; 13,33; 10; 8; 6,67; C: 35; 17,5; 11,67; 8,75; 7; S: 30; 15; 10; 7,5.

a) Os 15 maiores quocientes, por ordem, são: 40 (N), 35 (C), 30 (S), 20 (N), 17,5 (C), 15 (S), 13,33 (N), 11,67 (C), 10 (N), 10 (S), 8,75 (C), 8 (N), 7,5 (S), 7 (C), 6,67 (N).

a) Contando os mandatos: Norte 6, Centro 5, Sul 4.

b) Dividindo por 1,3,5,7,9,11: N: 40; 13,33; 8; 5,71; 4,44; 3,64; C: 35; 11,67; 7; 5; 3,89; S: 30; 10; 6; 4,29.

b) Os 15 maiores quocientes são 40, 35, 30, 13,33, 11,67, 10, 8, 7, 6, 5,71, 5, 4,44, 4,29, 3,89, 3,64, o que dá Norte 6, Centro 5, Sul 4.

c) Divisor padrão: 105:15=7. Quotas: N: 40:7≈5,7; C: 35:7=5; S: 30:7≈4,3.

c) Os dois métodos atribuem 6, 5 e 4 lugares, valores iguais à quota arredondada (N: 5 ou 6; C: 5; S: 4 ou 5). A distribuição respeita as quotas.

8Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2023, 1.ª fase, item 3

A Mariana trabalha numa junta de freguesia e tem um salário bruto mensal (SB) de 1500 €, sem contar com o subsídio de refeição. O salário líquido (SL) é dado por

SL=SB+SR−SS−RF

em que:
• SR (subsídio de refeição): 5,20 € por cada dia de trabalho no mês;
• SS (Segurança Social): 11% do salário bruto;
• RF (retenção na fonte de IRS): taxa da tabela seguinte (excerto) aplicada ao salário bruto, conforme o número de dependentes.

Salário bruto (€)0 dep.1 dep.2 dep.3 dep.4 dep.5 ou mais
até 1333,0015,1 %14,4 %12,6 %10,7 %9,0 %8,1 %
até 1437,0016,1 %15,3 %13,6 %11,9 %10,0 %9,2 %
até 1577,0017,1 %16,4 %14,6 %12,8 %11,1 %10,2 %
até 1727,0018,5 %17,7 %16,1 %14,3 %13,4 %11,7 %

A Mariana tem dois dependentes e vai trabalhar 22 dias no próximo mês. Determine o seu salário líquido nesse mês.

Resolução

Subsídio de refeição: SR=22×5,20=114,40 €.

Segurança Social: SS=0,11×1500=165 €.

O salário bruto de 1500 € está no escalão até 1577,00 €; com dois dependentes, a taxa é 14,6%.

Retenção na fonte: RF=0,146×1500=219 €.

SL=1500+114,40−165−219=1230,40 €.

O salário líquido da Mariana será 1230,40 €.

9Fácil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2023, 2.ª fase, item 5

O Tiago pediu a uma seguradora o preço de um seguro de saúde para o agregado familiar: Tiago (50 anos), Alice (44 anos), Beatriz (14 anos) e Nuno (12 anos). O prémio anual por pessoa depende da idade e é aplicado um desconto sobre o total, conforme o número de pessoas seguras.

Idade (anos)0–56–1011–2021–2526–3031–3536–4041–4546–5051–5556–60
Prémio anual (€)356,99334,42241,48286,85349,56381,08405,85466,18531,08599,23668,81
N.º de pessoas seguras23 ou 45 ou mais
Desconto5 %11 %20 %

Determine o prémio anual a pagar pelo agregado. Se arredondar cálculos intermédios, conserve três casas decimais; apresente o resultado arredondado ao cêntimo.

Resolução

Prémios individuais: Tiago (46–50): 531,08 €; Alice (41–45): 466,18 €; Beatriz e Nuno (11–20): 241,48 € cada.

Total sem desconto: 531,08+466,18+2×241,48=1480,22 €.

São 4 pessoas, logo o desconto é 11%: 0,11×1480,22=162,824 €.

Prémio final: 1480,22−162,824=1317,396 €.

O prémio anual é 1317,40 €.

10Difícil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de Matemática A (635), 2023, 2.ª fase, item 13

Para fazer obras de remodelação das instalações, uma pequena empresa pretende pedir um empréstimo, a pagar em prestações mensais iguais. De acordo com a proposta do banco, o valor da prestação mensal a pagar, p, em euros, é dado, em função da taxa de juro anual aplicada, j, em percentagem, por

p(j)=62,5j1−(1+j1200)−120

Sabe-se que, se a taxa de juro anual inicial duplicar, a prestação mensal aumenta 120 euros.

a) Apresente uma equação que permita determinar a taxa de juro anual inicial (não a resolva).

b) Determine, recorrendo à calculadora gráfica, a taxa de juro anual inicial. Apresente o resultado em percentagem, arredondado às milésimas.

Resolução

a) Se a taxa inicial for j, a prestação inicial é p(j); com a taxa duplicada (2j), a prestação é p(2j).

Como a prestação aumenta 120 euros: p(2j)=p(j)+120, isto é, 125j1−(1+2j1200)−120=62,5j1−(1+j1200)−120+120.

b) Na calculadora, define-se y1=p(2x) e y2=p(x)+120 e visualizam-se os gráficos, por exemplo, na janela [0,10]×[0,1500].

Com a opção de interseção dos dois gráficos, obtém-se o ponto de coordenadas aproximadas (3,281;826,6).

A taxa de juro anual inicial é 3,281% (aproximadamente). (Nota: 62,5j=75000×j1200, ou seja, trata-se de um empréstimo de 75 000 euros a pagar em 120 prestações mensais.)

11Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2024, 1.ª fase, item 1

A família Silva vai escolher um de quatro castelos para visitar: Abrantes (A), Lamego (L), Montemor-o-Novo (M) e Viana do Alentejo (V). Cada um dos quatro membros distribui 10 pontos pelos castelos, sem dar a mesma pontuação a dois castelos.

MembroALMV
Carlos0523
Diana3142
Fausto5302
Matilde3124

Método de decisão:
1. Somam-se os pontos de cada castelo; se algum tiver maioria absoluta dos pontos, é o escolhido.
2. Caso contrário, elimina-se o castelo com menos pontos; os pontos que cada membro tinha dado ao castelo eliminado passam para o castelo, ainda em jogo, a que esse membro deu mais pontos.
3. Repete-se o processo (com os pontos acumulados) até um castelo ter maioria absoluta.
Indique, justificando, o primeiro e o segundo castelos eliminados, o castelo visitado e o total de pontos do outro castelo que chega à última volta.

Resolução

Total de pontos: 4×10=40; a maioria absoluta exige mais de 20 pontos.

1.ª volta: A =11, L =10, M =8, V =11. Nenhum tem maioria; elimina-se M.

Transferência dos pontos de M: Carlos (2) → L; Diana (4) → A; Fausto (0) → A; Matilde (2) → V. Novos totais: A =15, L =12, V =13. Elimina-se L.

Pontos acumulados em L por membro: Carlos 5+2=7 → V (prefere V a A); Diana 1 → A; Fausto 3 → A; Matilde 1 → V.

Volta final: A =15+1+3=19; V =13+7+1=21>20.

Eliminados: M e depois L; castelo visitado: Viana do Alentejo; Abrantes fica com 19 pontos.

12Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2024, 1.ª fase, item 3

O preço de venda da gasolina repartia-se, em percentagem, do seguinte modo:

Componente% do preço de venda
Cotação do petróleo e frete31 %
ISP (imposto sobre produtos petrolíferos)36,7 %
IVA sobre o preço de referência16,4 %
Margem de lucro líquida10,1 %
Incorporação de biocombustíveis3,2 %
IVA sobre a margem de comercialização2,3 %
Armazenagem e manuseamento0,3 %

Numa semana de férias, a família Silva percorreu 3125 km num automóvel que gasta 4,8 litros aos 100 km; a gasolina custou 1,77 € por litro. Determine, em euros arredondados ao cêntimo, a parte do gasto em gasolina que corresponde a impostos (IVA e ISP). Conserve quatro casas decimais nos cálculos intermédios.

Resolução

Litros gastos: 3125100×4,8=150 L.

Gasto total: 150×1,77=265,50 €.

Percentagem de impostos: 2,3%+16,4%+36,7%=55,4%.

Impostos: 0,554×265,50=147,087 €.

Cerca de 147,09 € do gasto correspondem a impostos.

13Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2024, 2.ª fase, item 1

Os 10 elementos de uma equipa elegem o capitão entre Artur (A), Bruno (B) e César (C). Cada votante ordena os candidatos; cada 1.ª preferência vale 5 pontos, cada 2.ª vale 3 e cada 3.ª vale 1 (método de Borda). Ganha quem tiver mais pontos. A tabela mostra os votos de 9 elementos (falta o da Daniela).

N.º de votos3231
1.ª preferênciaACBA
2.ª preferênciaBACC
3.ª preferênciaCBAB

Sabe-se que, depois de contado o voto da Daniela, não houve empates, o Artur foi eleito e o César ficou em segundo lugar.
Determine: a pontuação do candidato que liderava antes do voto da Daniela; quem estava em 2.º lugar nessa altura; a pontuação final do vencedor; o candidato que a Daniela colocou em 1.º lugar.

Resolução

A: 4×5+2×3+3×1=29 pontos.

B: 3×5+3×3+(2+1)×1=27 pontos; C: 2×5+(3+1)×3+3×1=25 pontos.

Antes do voto da Daniela: lidera A (29), seguido de B (27).

O voto da Daniela soma 5, 3 e 1 pontos. Para C ficar à frente de B, C tem de ganhar pelo menos 3 pontos mais do que B: só é possível com C em 1.º e B em 3.º, ou seja, ordem C, A, B: A =32, C =30, B =28 (sem empates).

Liderava A com 29 pontos; 2.º lugar: Bruno; vencedor com 32 pontos; a Daniela pôs o César em 1.º lugar.

14Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2024, 2.ª fase, item 2 (adaptado: método de Hondt)

Uma escola tem 1254 alunos: 530 do curso de Ciências e Tecnologias (CT), 384 de Línguas e Humanidades (LH) e 340 de Ciências Socioeconómicas (SE). Vai formar-se uma equipa de 10 alunos, com lugares distribuídos proporcionalmente pelos cursos.
Determine quantos alunos de cada curso integram a equipa, usando o método de Hondt. Se arredondar, conserve duas casas decimais.

Resolução

Dividem-se os alunos de cada curso por 1,2,3,4,5: CT: 530; 265; 176,67; 132,5; 106. LH: 384; 192; 128; 96. SE: 340; 170; 113,33; 85.

Ordenam-se os quocientes por ordem decrescente: 530, 384, 340, 265, 192, 176,67, 170, 132,5, 128, 113,33 (os 10 maiores).

Atribuição: CT recebe 530,265,176,67,132,5 → 4 lugares; LH: 384,192,128 → 3; SE: 340,170,113,33 → 3.

Verificação: o 11.º quociente seria 106 (CT), inferior a 113,33.

CT: 4 alunos; LH: 3 alunos; SE: 3 alunos.

15Difícil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2024, 2.ª fase, item 3

O valor de uma fatura de eletricidade é

V=C+IEC+PC+AR+CA+TE,

com IVA incluído em cada parcela, em que C é o consumo, IEC o imposto especial de consumo, PC a potência contratada, AR o acesso às redes, CA a contribuição audiovisual (3,02 €) e TE a taxa de exploração (0,09 €), estas duas já com IVA.

ParcelaPreço sem IVATaxa de IVA
C0,1476€ por kWh?
IEC0,001€ por kWh23 %
PC0,1263€ por dia23 %
AR0,0299€ por dia6 %

Numa fatura de 31 dias, com consumo de 450 kWh, o valor total foi 79,87 €. Determine a taxa de IVA aplicada ao consumo (C), em percentagem arredondada às unidades. Conserve quatro casas decimais nos cálculos intermédios.

Resolução

Consumo sem IVA: 450×0,1476=66,42 €.

Com IVA: IEC =450×0,001×1,23=0,5535 €; PC =31×0,1263×1,23≈4,8158 €; AR =31×0,0299×1,06≈0,9825 €.

Soma das outras parcelas: 0,5535+4,8158+0,9825+3,02+0,09=9,4618 €.

Sendo x o fator (1+ taxa): 9,4618+66,42x=79,87⇔x=70,408266,42≈1,06.

A taxa de IVA sobre o consumo é 6%.

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