Teste nº6 – Decidir com números


Teste nº6

Decidir com números

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


Grau de dificuldade do teste: Difícil

⏱ Duração: 90 minutos📝 Cotação: 200 pontos🧮 Calculadora gráfica permitida📋 15 itens cotados (5 de escolha múltipla, 10 de resposta aberta)
Médio 86
Difícil 114

Distribuição dos 200 pontos por grau de dificuldade

Instruções (como no Exame Nacional): nos itens de escolha múltipla, selecione a única opção correta. Nos itens de resposta aberta, apresente todos os cálculos e justificações necessários. Quando, para um resultado, não é pedida a aproximação, apresente o valor exato. Cada item indica o grau de dificuldade e a cotação. As cotações estão na tabela no final do teste.

1Médio (12 pontos) Numa votação com 3 candidatos, A, B e C, e 45 votantes, usou-se o método de Borda, atribuindo 3 pontos ao 1.º lugar, 2 ao 2.º e 1 ao 3.º. O candidato A obteve 100 pontos e o candidato B obteve 92 pontos.
Quantos pontos obteve o candidato C?

(A) 33

(B) 78

(C) 170

(D) 192

Resolução

Cada votante distribui 3+2+1=6 pontos; no total são distribuídos 45×6=270 pontos.

C obteve 270−100−92=78 pontos.

33 resulta de usar 45×(2+1)=135 como total, ignorando o 1.º lugar; 170 esquece os pontos de B.

Opção (B)

2Médio Numa pequena associação, 21 sócios escolhem o presidente entre três candidatos, A, B e C. As preferências estão na tabela seguinte.

N.º de votos1110
1.ª preferênciaAB
2.ª preferênciaBC
3.ª preferênciaCA

2.1. Médio (12 pontos) Mostre que o candidato A tem maioria absoluta das primeiras preferências, mas que o método de Borda (com 3, 2 e 1 pontos) elege o candidato B.

2.2. Difícil (14 pontos) Antes da votação, apresentou-se um quarto candidato, D. Os 11 sócios do primeiro grupo passaram a ordenar A, D, B, C e os 10 do segundo grupo B, C, A, D. Mostre que, com o método de Borda (com 4, 3, 2 e 1 pontos), o vencedor passa a ser A, embora D não vença, e comente criticamente este resultado.

Resolução

2.1.

A tem 11 primeiras preferências em 21; como 11>10,5, tem maioria absoluta.

Borda: A 11×3+10×1=43; B 11×2+10×3=52; C 11×1+10×2=31.

B tem mais pontos (52>43).

A tem maioria absoluta das primeiras preferências, mas o método de Borda elege B.

2.2.

A: 11×4+10×2=64.

B: 11×2+10×4=62.

C: 11×1+10×3=41; D: 11×3+10×1=43.

Vence A (64 pontos), embora D fique em 2.º lugar sem vencer.

Comentário: nenhum sócio mudou a sua preferência entre A e B, mas a entrada de D, colocado entre A e B pelo primeiro grupo, aumentou a distância de pontos entre A e B nesse grupo e trocou o vencedor. O método de Borda é sensível à introdução de candidatos «irrelevantes», o que permite manipular o resultado; em contrapartida, valoriza candidatos de consenso.

3Difícil (12 pontos) Num círculo eleitoral que elege 3 deputados pelo método de Hondt concorrem apenas dois partidos, A e B. Qual é a condição que garante que o partido A elege os 3 deputados?

(A) A obter mais de 50% dos votos.

(B) A obter mais de 60% dos votos.

(C) A obter mais de 66,7% dos votos.

(D) A obter mais de 75% dos votos.

Resolução

Sejam a e b as percentagens de votos de A e B, com a+b=100. Quocientes de A: a, a2, a3; de B: b, b2,…

A elege os três deputados se o seu 3.º quociente superar o 1.º de B: a3>b=100−a.

a>300−3a ⇔ 4a>300 ⇔ a>75.

Por exemplo, com 70%, os quocientes 70, 35, 30 (B), 23,3 dão a A só 2 deputados.

Opção (D)

4Difícil Num círculo eleitoral que elege 8 deputados, os partidos A, B, C e D obtiveram os votos indicados na tabela. Os partidos C e D estudam a hipótese de concorrer coligados; admita que a coligação obteria 10500+3600=14100 votos e que os votos de A e de B se manteriam.

PartidoABCD
N.º de votos23 00016 10010 5003600

4.1. Médio (12 pontos) Usando o método de Hondt, compare o número de mandatos de C e D concorrendo separados com o número de mandatos da coligação.

4.2. Difícil (16 pontos) Mostre que, com o método de Sainte-Laguë, a coligação seria prejudicial para C e D e comente qual dos dois métodos incentiva mais a formação de coligações.

Resolução

4.1.

Separados (a negrito os eleitos):

A: 23000; 11500; 7666,7; 5750; 4600
B: 16100; 8050; 5366,7; 4025; 3220
C: 10500; 5250; 3500; 2625; 2100
D: 3600; 1800; 1200; 900; 720

Eleitos: 23000 (A), 16100 (B), 11500 (A), 10500 (C), 8050 (B), 7666,7 (A), 5750 (A), 5366,7 (B). Separados: A 4, B 3, C 1, D 0.

Coligados:

A: 23000; 11500; 7666,7; 5750; 4600
B: 16100; 8050; 5366,7; 4025; 3220
C+D: 14100; 7050; 4700; 3525; 2820

Eleitos: 23000 (A), 16100 (B), 14100 (C+D), 11500 (A), 8050 (B), 7666,7 (A), 7050 (C+D), 5750 (A). A 4, B 2, C+D 2.

Com o método de Hondt, a coligação ganha: 2 mandatos contra 1+0=1.

4.2.

Separados, com divisores 1,3,5,7:

A: 23000; 7666,7; 4600; 3285,7
B: 16100; 5366,7; 3220; 2300
C: 10500; 3500; 2100; 1500
D: 3600; 1200; 720; 514,3

Eleitos: 23000 (A), 16100 (B), 10500 (C), 7666,7 (A), 5366,7 (B), 4600 (A), 3600 (D), 3500 (C). Separados: A 3, B 2, C 2, D 1, ou seja, C e D têm 3 mandatos.

Coligados:

A: 23000; 7666,7; 4600; 3285,7
B: 16100; 5366,7; 3220; 2300
C+D: 14100; 4700; 2820; 2014,3

Eleitos: 23000 (A), 16100 (B), 14100 (C+D), 7666,7 (A), 5366,7 (B), 4700 (C+D), 4600 (A), 3285,7 (A). A 4, B 2, C+D 2.

Com Sainte-Laguë, a coligação teria 2 mandatos, menos do que os 3 que C e D obtêm separados.

Comentário: o método de Hondt favorece os partidos com mais votos e, por isso, incentiva as coligações; o de Sainte-Laguë, mais próximo da proporcionalidade, trata melhor os partidos pequenos e retira essa vantagem.

5Difícil (14 pontos) Numa eleição para uma assembleia com 11 lugares, os partidos A, B, C e D obtiveram, respetivamente, 45900, 29300, 13700 e 11100 votos.
Mostre que, pelo método de Hondt, o partido A obtém a maioria absoluta dos lugares sem ter a maioria absoluta dos votos, e verifique se o mesmo acontece com o método de Sainte-Laguë.

Resolução

Total de votos: 100000; A tem 45,9% dos votos, menos de metade.

Hondt (divisores 1,2,3,…): os 11 maiores quocientes são 45900 (A), 29300 (B), 22950 (A), 15300 (A), 14650 (B), 13700 (C), 11475 (A), 11100 (D), 9766,7 (B), 9180 (A), 7650 (A).

A obtém 6 lugares em 11 (mais de metade): maioria absoluta dos lugares. O quociente seguinte seria 7325,0 (B).

Sainte-Laguë (divisores 1,3,5,…): os 11 maiores quocientes são 45900 (A), 29300 (B), 15300 (A), 13700 (C), 11100 (D), 9766,7 (B), 9180 (A), 6557,1 (A), 5860 (B), 5100 (A), 4566,7 (C).

Com Sainte-Laguë, A obtém apenas 5 lugares (A 5, B 3, C 2, D 1), sem maioria absoluta.

Com Hondt, A tem maioria absoluta de lugares (6 em 11) com 45,9% dos votos; com Sainte-Laguë, isso não acontece.

6Médio (12 pontos) O salário bruto anual da Carla é 21000 €, pago em 14 prestações mensais iguais (incluindo os subsídios de férias e de Natal). Em cada prestação é descontado 11% para a Segurança Social.
Qual é o desconto para a Segurança Social em cada prestação?

(A) 165,00 €

(B) 192,50 €

(C) 1500,00 €

(D) 2310,00 €

Resolução

Cada prestação: 2100014=1500 €.

Desconto: 0,11×1500=165 €.

192,50 € resulta de dividir por 12; 2310 € é o desconto anual; 1500 € é a prestação.

Opção (A)

7Difícil A Beatriz recebeu duas propostas de emprego:
• proposta A: salário bruto mensal de 1450 €, pago 14 vezes por ano, com retenção de IRS de 11,6%;
• proposta B: salário bruto mensal de 1650 €, pago 12 vezes por ano, com retenção de IRS de 13,9%.
Em ambas, desconta 11% para a Segurança Social. As taxas de IRS aplicam-se ao salário bruto.

7.1. Médio (12 pontos) Mostre que o salário líquido mensal na proposta A é 1122,30 €.

7.2. Difícil (14 pontos) Compare o rendimento líquido anual das duas propostas e determine qual deveria ser, no mínimo, o salário bruto mensal da proposta B (mantendo 12 pagamentos e a mesma taxa de retenção) para que o seu rendimento líquido anual fosse pelo menos igual ao da proposta A. Apresente o resultado em euros, arredondado aos cêntimos.

Resolução

7.1.

Descontos totais na proposta A: 11%+11,6%=22,6% do salário bruto.

Salário líquido: 1450×(1−0,226)=1450×0,774.

1450×0,774=1122,30 €, como se queria mostrar.

7.2.

Proposta A: 1122,30×14=15712,20 € por ano.

Proposta B: líquido mensal 1650×(1−0,11−0,139)=1650×0,751=1239,15 €; anual 1239,15×12=14869,80 €.

Apesar do salário mensal mais alto, a proposta B rende menos 842,40 € por ano.

Condição: 12×0,751b≥15712,20 ⇔ b≥15712,209,012≈1743,4754.

O salário bruto mensal da proposta B teria de ser, no mínimo, 1743,48 € (arredondando por excesso, para garantir a condição).

8Médio (12 pontos) Um capital aplicado em regime de juro composto, a uma taxa anual fixa, duplica ao fim de 12 anos.
Ao fim de quantos anos quadruplica?

(A) 16

(B) 24

(C) 36

(D) 48

Resolução

Seja q o fator anual. Duplicar em 12 anos significa q12=2.

Então q24=(q12)2=22=4.

O capital quadruplica ao fim de 24 anos (48 anos resultaria de pensar que quadruplicar exige quatro vezes mais tempo).

Opção (B)

9Difícil (14 pontos) O Henrique aplicou 5000 € em regime de juro composto, com capitalização semestral, a uma taxa anual nominal r. Ao fim de 3 anos, o capital acumulado era de 5467,22 €.
Determine r, em percentagem, arredondado às décimas, e a taxa anual efetiva correspondente, arredondada às centésimas.

Resolução

Com capitalização semestral, a taxa semestral é r2 e, em 3 anos, há 6 capitalizações.

5000(1+r2)6=5467,22⟺(1+r2)6=1,093444.

1+r2=1,0934446≈1,01500, logo r2≈0,015 e r≈0,030.

Taxa anual efetiva: 1,0152−1=0,030225.

r≈3,0%; taxa anual efetiva ≈3,02%.

10Difícil (12 pontos) Um crédito de 500 € é liquidado com um único pagamento de 540 €, seis meses depois, sem outros encargos.
Qual é, aproximadamente, a TAEG deste crédito?

(A) 8%

(B) 16%

(C) 16,64%

(D) 17,28%

Resolução

Em seis meses o capital é multiplicado por 540500=1,08.

Num ano (dois semestres), o fator é 1,082=1,1664.

TAEG =1,1664−1=0,1664, isto é, 16,64%. (16% seria a taxa nominal, que ignora a capitalização; 8% é a taxa semestral.)

Opção (C)

11Difícil (18 pontos) Uma loja vende uma máquina de lavar por 990 €. Anuncia que o cliente pode pagar «em 3 vezes sem juros»: três prestações mensais de 330 €, a primeira um mês após a compra. Em alternativa, quem pagar no ato da compra tem um desconto de 4%.
a) Mostre que o preço a pronto pagamento é 950,40 € e que, se i for a taxa de juro mensal implícita no pagamento a prestações e x=11+i, então 330(x+x2+x3)=950,40.
b) Recorrendo às capacidades gráficas da calculadora, determine i e, a partir daí, a TAEG implícita no pagamento a prestações. Apresente i em percentagem, arredondado às centésimas, e a TAEG arredondada às décimas. Reproduza o(s) gráfico(s) visualizado(s) e assinale o(s) ponto(s) relevante(s).
Comente a expressão «sem juros».

Resolução

a) Pronto pagamento: 990×(1−0,04)=990×0,96=950,40 €.

Quem paga a prestações recebe hoje um bem de 950,40 € e paga 330 € ao fim de 1, 2 e 3 meses; com a taxa mensal i, os valores atuais das prestações são 3301+i, 330(1+i)2, 330(1+i)3.

Igualando ao valor recebido e fazendo x=11+i: 330(x+x2+x3)=950,40.

b) Representam-se y=330(x+x2+x3) e y=950,40, por exemplo na janela [0,9;1]×[850;1000]; o ponto de interseção tem abcissa x≈0,9797.

1+i=1x≈1,0207, logo i≈2,07% ao mês.

TAEG =(1+i)12−1≈0,279. i≈2,07%; TAEG ≈27,9%.

Comentário: o pagamento «sem juros» esconde um custo, porque se perde o desconto de 39,60 €; esse custo corresponde a uma TAEG muito elevada.

12Médio (14 pontos) Uma regra muito divulgada de orçamento familiar, a regra 50/30/20, recomenda que, do rendimento líquido, no máximo 50% se destine a necessidades, no máximo 30% a desejos e pelo menos 20% a poupança.
Uma família tem um rendimento mensal líquido de 2500 € e as despesas representadas no gráfico. As despesas com habitação, alimentação, transportes e saúde são necessidades; as restantes são desejos; o que sobra é poupado.
Mostre que a família não cumpre nenhuma das três recomendações e determine a redução mínima das despesas com desejos para que a poupança atinja 20%, admitindo que as necessidades não podem ser reduzidas. Verifique se, após essa redução, a recomendação relativa aos desejos passa a ser cumprida.

Gráfico

Resolução

Necessidades: 700+420+160+70=1350 €, ou seja, 13502500=54%>50%.

Desejos: 380+250+170=800 €, ou seja, 8002500=32%>30%.

Poupança: 2500−1350−800=350 €, ou seja, 14%<20%. Nenhuma recomendação é cumprida.

Para poupar 20%: 0,20×2500=500 €; a redução mínima dos desejos é 500−350=150 €.

Os desejos passam a 800−150=650 €, isto é, 6502500=26%≤30%.

Redução mínima: 150 €; a recomendação dos desejos passa a ser cumprida (26%), mas a das necessidades continua a não o ser (54%).

Cotações
Item12.12.234.14.256
Cotação (pontos)1212141212161412
Dificuldade
TipoEMRARAEMRARARAEM
Item7.17.289101112Total
Cotação (pontos)12141214121814200
Dificuldade
TipoRARAEMRAEMRARA

EM – escolha múltipla · RA – resposta aberta · ● Fácil · ● Médio · ● Difícil

Por tipo de item

Escolha múltipla: 5 itens – 60 pontos

Resposta aberta: 10 itens – 140 pontos

Por grau de dificuldade

Médio 7 itens – 86 pontos

Difícil 8 itens – 114 pontos

Teste original elaborado no estilo do Exame Nacional de Matemática A (IAVE), de acordo com as Aprendizagens Essenciais de Matemática A do 10.º ano.

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