Teste nº1 – Funções: gráficos, afim e quadrática


Teste nº1

Funções: gráficos, afim e quadrática

10.º ano – Matemática A – Tema 4 (Funções)


Grau de dificuldade do teste: Fácil

⏱ Duração: 90 minutos📝 Cotação: 200 pontos🧮 Calculadora gráfica permitida📋 15 itens cotados (6 de escolha múltipla, 9 de resposta aberta)
Fácil 128
Médio 72

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.

1Fácil (12 pontos) Na figura está representado, num referencial o.n. xOy, o gráfico de uma função f, de domínio [−3,4].
Qual é o contradomínio de f?

Figura

(A) [−3,4]

(B) [−2,4]

(C) [1,4]

(D) [−2,2]

Resolução

O contradomínio é o conjunto das imagens, ou seja, a projeção do gráfico no eixo Oy.

Pela figura, o menor valor que f toma é f(−1)=−2 e o maior é f(2)=4.

Como f é contínua no intervalo (o gráfico não tem interrupções), toma todos os valores entre −2 e 4.

A opção (A) é o domínio; (C) e (D) deixam de fora imagens visíveis no gráfico.

Contradomínio: Df′=[−2,4]

Opção (B)

2Fácil (12 pontos) Seja f uma função afim tal que f(1)=3 e f(3)=7.
Qual das expressões seguintes pode definir f?

(A) f(x)=x+2

(B) f(x)=2x+1

(C) f(x)=4x−1

(D) f(x)=12x+52

Resolução

Declive: m=f(3)−f(1)3−1=7−32=2.

Ordenada na origem: 3=2×1+b⇔b=1.

Logo f(x)=2x+1. Verificação: f(3)=7 ✓.

As opções (A), (C) e (D) satisfazem f(1)=3 mas não f(3)=7 (em (D) o declive foi calculado ao contrário, ΔxΔy).

f(x)=2x+1

Opção (B)

3Fácil Considere a função f, de domínio ℝ, definida por f(x)=x2−2x−3. Na figura está representado o gráfico de f; o ponto V é o vértice da parábola.

Figura

3.1. Fácil (14 pontos) Determine os zeros de f e as coordenadas do ponto V.

3.2. Fácil (14 pontos) Resolva, em ℝ, a inequação f(x)≤0. Apresente o conjunto-solução na forma de intervalo.

Resolução

3.1.

Zeros: x2−2x−3=0⇔x=2±4+122=2±42.

Logo x=−1 ou x=3.

Abcissa do vértice: xV=−b2a=22=1 (também é a média dos zeros: −1+32=1).

Ordenada: f(1)=1−2−3=−4.

Zeros: −1 e 3; V(1,−4)

3.2.

Os zeros de f são −1 e 3 (alínea anterior).

Como a=1>0, a parábola tem a concavidade voltada para cima.

Logo f(x)≤0 entre os zeros (inclusive).

S=[−1,3]

4Fácil (12 pontos) Considere a função g definida por g(x)=2(x−3)2+5.
Quais são as coordenadas do vértice do gráfico de g?

(A) (−3,5)

(B) (3,5)

(C) (3,−5)

(D) (−3,−5)

Resolução

A forma canónica a(x−h)2+k tem vértice (h,k).

Aqui a=2, h=3 e k=5 (atenção: x−3 corresponde a h=3, não a −3).

V(3,5)

Opção (B)

5Fácil (14 pontos) Resolva, em ℝ, a inequação |2x−1|≤7. Apresente o conjunto-solução na forma de intervalo de números reais.

Resolução

Para c>0: |A|≤c⇔−c≤A≤c.

−7≤2x−1≤7.

Somando 1: −6≤2x≤8.

Dividindo por 2: −3≤x≤4.

S=[−3,4]

6Fácil (12 pontos) Seja f uma função de domínio ℝ e seja g a função definida por g(x)=f(x)+3.
O gráfico de g é a imagem do gráfico de f pela translação de vetor:

(A) (3,0)

(B) (−3,0)

(C) (0,3)

(D) (0,−3)

Resolução

Somar uma constante à imagem, f(x)+k, desloca o gráfico na vertical.

Cada ponto (x,y) do gráfico de f passa a (x,y+3).

As opções (A) e (B) corresponderiam a f(x−3) e f(x+3) (deslocamentos horizontais).

Vetor (0,3)

Opção (C)

7Fácil Uma loja de aluguer de bicicletas tem dois tarifários:
• Tarifário A: 4 euros fixos, mais 1,50 euros por hora;
• Tarifário B: 2,50 euros por hora, sem valor fixo.
Considere que o tempo de aluguer, t, em horas, pode ser qualquer número real positivo.

7.1. Fácil (14 pontos) Escreva as expressões A(t) e B(t) que dão o custo, em euros, de t horas de aluguer em cada tarifário e determine o custo de um aluguer de 3 horas em cada um.

7.2. Médio (16 pontos) A partir de quantas horas de aluguer é que o tarifário A é mais vantajoso do que o tarifário B? Justifique a sua resposta.

Resolução

7.1.

Tarifário A: valor fixo mais valor proporcional ao tempo: A(t)=4+1,5t.

Tarifário B: só valor proporcional: B(t)=2,5t.

A(3)=4+1,5×3=8,5.

B(3)=2,5×3=7,5.

A(t)=4+1,5t, B(t)=2,5t; para 3 horas: 8,50 € (A) e 7,50 € (B)

7.2.

O tarifário A é mais vantajoso quando A(t)<B(t).

4+1,5t<2,5t⇔4<t.

Para t=4 os dois custos são iguais: A(4)=B(4)=10 euros.

Para t>4 o custo de B cresce mais depressa (declive 2,5>1,5), logo A fica mais barato.

O tarifário A é mais vantajoso para alugueres de mais de 4 horas.

8Fácil Considere a função f, de domínio ℝ, definida por

f(x)={x+2se x<1x2−4x+6se x≥1

cujo gráfico está representado na figura.

Figura

8.1. Fácil (12 pontos) Calcule f(−3)+f(2).

8.2. Médio (14 pontos) Determine, analiticamente, os zeros de f.

Resolução

8.1.

Como −3<1, usa-se o primeiro ramo: f(−3)=−3+2=−1.

Como 2≥1, usa-se o segundo ramo: f(2)=4−8+6=2.

f(−3)+f(2)=−1+2.

1

8.2.

Primeiro ramo (x<1): x+2=0⇔x=−2; como −2<1, é zero de f.

Segundo ramo (x≥1): x2−4x+6=0, com Δ=(−4)2−4×1×6=−8<0.

O segundo ramo não tem zeros.

O único zero de f é −2.

9Fácil (12 pontos) Qual das funções seguintes, de domínio ℝ, é uma função par?

(A) f(x)=x3

(B) g(x)=x2+1

(C) h(x)=x+1

(D) j(x)=x2+x

Resolução

Uma função é par se f(−x)=f(x) para todo o x do domínio.

g(−x)=(−x)2+1=x2+1=g(x), logo g é par.

f(−x)=−x3=−f(x) (ímpar); h(−1)=0≠h(1)=2; j(−1)=0≠j(1)=2.

g(x)=x2+1

Opção (B)

10Médio (14 pontos) Considere a função g, de domínio ℝ, definida por g(x)=−x2+6x−5.
Mostre que g(x)=−(x−3)2+4 e justifique que 4 é o máximo absoluto de g.

Resolução

−(x−3)2+4=−(x2−6x+9)+4.

=−x2+6x−9+4=−x2+6x−5=g(x), como se pretendia.

Para todo o x∈ℝ, (x−3)2≥0, logo −(x−3)2≤0.

Assim g(x)=−(x−3)2+4≤4 para todo o x.

Além disso, g(3)=4, pelo que o valor 4 é atingido.

O máximo absoluto de g é 4, atingido em x=3.

11Médio (12 pontos) Considere as funções f e g, de domínio ℝ, definidas por f(x)=2x−1 e g(x)=x2.
Qual é o valor de (g∘f)(2)?

(A) 3

(B) 7

(C) 9

(D) 6

Resolução

(g∘f)(2)=g(f(2)): aplica-se primeiro f e depois g.

f(2)=2×2−1=3.

g(3)=32=9.

A opção (B) corresponde a (f∘g)(2)=f(4)=7 (ordem trocada) e (A) a f(2).

9

Opção (C)

12Médio (16 pontos) Considere as funções f e g, de domínio ℝ, definidas por f(x)=x2−3 e g(x)=|x+1|.
Recorrendo às capacidades gráficas da calculadora, determine as abcissas dos pontos de interseção dos gráficos de f e g.
Na sua resposta, reproduza o(s) gráfico(s) visualizado(s) na calculadora, devidamente identificado(s), e apresente as abcissas arredondadas às centésimas.

Resolução

Introduzem-se y1=x2−3 e y2=|x+1| na calculadora, numa janela adequada, por exemplo [−4,4]×[−4,8].

Os gráficos intersetam-se em dois pontos.

Com a função de interseção obtém-se x≈−2,00 e x≈2,56.

(Confirmação analítica: para x<−1, x2+x−2=0 dá x=−2; para x≥−1, x2−x−4=0 dá x=1+172≈2,56.)

x≈−2,00 e x≈2,56

Cotações
Item123.13.24567.1
Cotação (pontos)1212141412141214
Dificuldade
TipoEMEMRARAEMRAEMRA
Item7.28.18.29101112Total
Cotação (pontos)16121412141216200
Dificuldade
TipoRARARAEMRAEMRA

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

Por tipo de item

Escolha múltipla: 6 itens – 72 pontos

Resposta aberta: 9 itens – 128 pontos

Por grau de dificuldade

Fácil 10 itens – 128 pontos

Médio 5 itens – 72 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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