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Teste nº5
Vetores com parâmetros, figuras e problemas no espaço
10.º ano – Matemática A – Tema 6 (Vetores no plano e no espaço)
Grau de dificuldade do teste: Difícil
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) Na figura, está representado o cubo .
Qual é o ponto ?
(A)
(B)
(C)
(D)
(arestas paralelas, mesmo sentido e comprimento), logo .
(arestas verticais, ambas «a descer»), logo .
(A) esquece ; (B) esquece ; (D) não corresponde a nenhuma das translações.
Opção (C)
2Médio (14 pontos) Considere o cubo do item anterior.
Mostre que .
Pela regra do triângulo, .
.
Somando: (pois ).
Como (arestas laterais do cubo), obtém-se .
, como se queria mostrar.
3Difícil (16 pontos) Na figura, está representado o paralelogramo . O ponto é o ponto médio do lado e o ponto é a interseção dos segmentos e .
Sejam e . Mostre que .
(pois e é ponto médio de ).
Como , existe tal que .
Como , existe tal que , logo .
Como e não são colineares, a decomposição é única: e , donde .
Logo, , como se queria mostrar.
4Difícil (12 pontos) Considere o hexágono regular , de centro , representado na figura. Sejam e .
Qual das igualdades seguintes é verdadeira?
(A)
(B)
(C)
(D)
( é um losango).
é diametralmente oposto a , logo .
.
(A) é o simétrico; (C) é ; (D) não tem a direção de .
Opção (B)
5Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , considere os vetores e , com .
Qual é o conjunto dos valores de para os quais e são colineares?
(A)
(B)
(C)
(D)
Dois vetores do plano e são colineares se e só se .
.
. Verificação: dá .
(A) esquece uma das soluções; (C) e (D) têm erros de sinal.
Opção (B)
6Difícil (16 pontos) Num referencial o.n. , considere o vetor , com .
Determine os valores de para os quais e, para o maior desses valores, determine as coordenadas do vetor colinear com , de sentido contrário ao de e com norma .
.
.
Para : , com .
O vetor pedido é com e , ou seja, : .
ou ; vetor
7Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , considere os pontos , e .
Quais são as coordenadas do ponto tal que ?
(A)
(B)
(C)
(D)
.
.
(A) é (sentido trocado); (C) é ; (D) é o próprio vetor .
Opção (B)
8Difícil (16 pontos) Num referencial o.n. , considere os pontos , e , com .
Determine o valor de para o qual os pontos , e são colineares.
e .
, e colineares existe tal que . Pela terceira coordenada: .
Primeira coordenada: .
Segunda coordenada: . As duas condições são compatíveis.
Para : e .
9Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , as retas , e são paralelas.
Qual é o valor de ?
(A)
(B)
(C)
(D)
Retas paralelas (não verticais) têm o mesmo declive. O declive de é .
O declive de é .
. (Verifica-se que , pelo que as retas são estritamente paralelas.)
(A) erro de sinal; (B) resulta de (quociente invertido).
Opção (D)
10Difícil (18 pontos) Num referencial o.n. , considere as retas , e .
Determine as coordenadas do ponto de interseção das retas e e a área do triângulo limitado pelas retas e e pelo eixo .
Declive de : . Equação reduzida: .
Interseção: ; . Ponto .
Interseções com : em e em .
Tomando como base o segmento sobre , de comprimento , a altura é a abcissa de , .
Área .
; área
11Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , considere a reta definida por .
Em que ponto a reta interseta o plano ?
(A)
(B)
(C)
(D)
O plano tem equação : .
Para : .
(A) é a interseção com o plano ; (B) só anula a abcissa; (D) usa nas outras coordenadas.
Opção (C)
12Difícil (16 pontos) Num referencial o.n. , considere, para cada número real , a reta definida por .
Determine o valor de para o qual a reta interseta o eixo e indique as coordenadas do ponto de interseção.
Os pontos do eixo são da forma .
Ponto genérico de : .
(única possibilidade para anular a ordenada).
com dá ; então .
; ponto
13Difícil Num referencial o.n. (unidade: metro), o plano representa o chão de uma sala. Um dispositivo situado no ponto emite um raio laser que segue a semirreta definida por .
13.1. Médio (14 pontos) Determine as coordenadas do ponto do chão que o raio atingiria se não encontrasse nenhum obstáculo.
13.2. Difícil (18 pontos) Na sala existe uma bola cuja superfície é a superfície esférica de centro e raio .
Mostre que o raio laser atinge a bola e determine as coordenadas do ponto em que a atinge.
13.1.
Ponto genérico: , .
Chão: (e ).
Para : .
13.2.
Superfície da bola: .
Substituindo: .
.
Há soluções com , logo o raio atinge a bola. Como o laser parte de (), atinge primeiro o ponto com menor , isto é, (e ambas antes do chão, ).
: .
Atinge a bola no ponto .
Cotações
EM – escolha múltipla · RA – resposta aberta · ● Fácil · ● Médio · ● Difícil
Por tipo de item
Escolha múltipla: 6 itens – 72 pontos
Resposta aberta: 8 itens – 128 pontos
Por grau de dificuldade
Médio 7 itens – 88 pontos
Difícil 7 itens – 112 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.


