Voltar a: 10.º Ano – Matemática A
Teste nº4
Combinações lineares, retas e modelação
10.º ano – Matemática A – Tema 6 (Vetores no plano e no espaço)
Grau de dificuldade do teste: Médio
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 o hexágono regular , de centro .
Qual dos vetores seguintes é simétrico do vetor ?
(A)
(B)
(C)
(D)
O simétrico de tem a mesma direção, a mesma norma e sentido contrário: é .
Os vértices e são diametralmente opostos, logo é o ponto médio de e .
e são iguais a (mesmo sentido), e tem outra direção.
Opção (B)
2Médio (16 pontos) Na figura, está representado o hexágono regular , de centro . Sejam e .
Escreva cada um dos vetores , , e como combinação linear de e .
é um losango (os triângulos e são equiláteros); pela regra do paralelogramo, .
(lados opostos do losango ), logo .
é o ponto médio de , logo .
(lados opostos do retângulo ) e .
; ; ;
3Fácil (12 pontos) Sejam e vetores quaisquer e e números reais quaisquer.
Qual das igualdades seguintes é falsa?
(A)
(B)
(C)
(D)
(A) e (B) são as propriedades distributivas do produto de um número real por um vetor; (D) é a propriedade do simétrico.
(C): a norma de é . Se e , o segundo membro seria negativo, o que é impossível para uma norma.
Contraexemplo: , : e .
Opção (C)
4Fácil (14 pontos) Num referencial o.n. , considere os vetores e .
Determine as coordenadas do vetor e o valor exato de .
e .
.
.
.
e
5Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , considere a reta definida por .
Qual é a equação reduzida da reta ?
(A)
(B)
(C)
(D)
Declive: (exclui (A), que inverte o quociente, e (B), com erro de sinal).
A reta passa em : .
. A opção (D) resulta de usar em vez de .
Opção (C)
6Médio (16 pontos) Num referencial o.n. , considere a reta de equação e o ponto .
Escreva uma equação vetorial da reta , paralela a e que passa em , e determine as coordenadas dos pontos de interseção de com os eixos coordenados.
O declive de é , logo é vetor diretor de e de qualquer reta paralela a .
.
Ponto genérico de : . Eixo (): , ponto .
Eixo (): , ponto .
; pontos e
7Difícil Num referencial o.n. (unidade: quilómetro), as posições de dois barcos, e , horas após o meio-dia, são dadas por
7.1. Médio (16 pontos) Mostre que as trajetórias dos dois barcos se intersetam, mas que os barcos não chocam um com o outro.
7.2. Difícil (16 pontos) Seja a distância, em quilómetros, entre os dois barcos, horas após o meio-dia.
Mostre que e, recorrendo às capacidades gráficas da calculadora, determine o instante em que os barcos estão mais próximos e a distância mínima entre eles. Apresente o instante em horas e minutos e a distância em quilómetros, arredondada às centésimas.
7.1.
As trajetórias intersetam-se se existirem e (não necessariamente iguais) tais que : .
Substituindo na primeira equação: , e .
Logo as trajetórias cruzam-se no ponto .
Mas o barco passa nesse ponto às h (isto é, h após o meio-dia) e o barco às h: como , não estão lá no mesmo instante.
As trajetórias intersetam-se em , mas em instantes diferentes, pelo que os barcos não chocam.
7.2.
.
.
Na calculadora, representa-se numa janela como e determina-se o mínimo: .
h h min h min após o meio-dia, ou seja, às h min.
Às 14 h 36 min, a uma distância de aproximadamente km.
8Fácil (12 pontos) Num referencial o.n. , qual das condições seguintes define a reta que passa no ponto e é paralela ao eixo ?
(A)
(B)
(C)
(D)
A reta paralela a tem como vetor diretor (ou um vetor colinear).
Uma equação vetorial é então .
(A) troca o papel do ponto e do vetor; (C) define uma reta paralela a ; (D) uma reta paralela ao plano .
Opção (B)
9Médio (14 pontos) Num referencial o.n. , considere os pontos , e , com .
Determine e de modo que os pontos , e sejam colineares.
, e são colineares se e só se existe tal que .
e .
Terceira coordenada: .
e .
e
10Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , considere o vetor .
Qual dos vetores seguintes é colinear com , tem sentido contrário ao de e norma ?
(A)
(B)
(C)
(D)
. Um vetor colinear com é , de norma .
Sentido contrário: ; norma : . Logo .
. (A) tem o mesmo sentido; (C) tem norma ; (D) tem norma .
Opção (B)
11Médio Na figura, está representada, num referencial o.n. , a pirâmide quadrangular regular . A base está contida no plano , o ponto pertence ao semieixo positivo , o ponto pertence ao semieixo positivo e . O vértice tem coordenadas .
11.1. Fácil (14 pontos) Determine as coordenadas do vetor e mostre que a aresta lateral da pirâmide mede .
11.2. Médio (16 pontos) Escreva uma equação vetorial da reta e determine as coordenadas do ponto de interseção dessa reta com o plano .
11.1.
, logo .
.
Como a pirâmide é regular, todas as arestas laterais são iguais.
e a aresta lateral mede .
11.2.
.
Ponto genérico: .
Plano : .
Para : .
; ponto
12Difícil (18 pontos) Num referencial o.n. , considere a superfície esférica definida por .
Mostre que o ponto pertence a , determine o outro ponto em que interseta o eixo e justifique que a origem do referencial é um ponto interior à esfera limitada por .
: , logo .
Os pontos do eixo são da forma : .
. O outro ponto é .
O centro é e o raio é . , logo está a uma distância do centro inferior ao raio.
; o outro ponto é ; é interior, pois .
Cotações
EM – escolha múltipla · RA – resposta aberta · ● Fácil · ● Médio · ● Difícil
Por tipo de item
Escolha múltipla: 5 itens – 60 pontos
Resposta aberta: 9 itens – 140 pontos
Por grau de dificuldade
Fácil 5 itens – 64 pontos
Médio 7 itens – 102 pontos
Difícil 2 itens – 34 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.


