Voltar a: 10.º Ano – Matemática A
Teste nº6
Condições, regiões e problemas no espaço
10.º ano – Matemática A – Tema 5 (Geometria analítica)
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) Num referencial o.n. , os pontos e , com , são simétricos relativamente ao eixo .
Quais são os valores de e de ?
(A) e
(B) e
(C) e
(D) e
Pontos simétricos relativamente ao eixo têm abcissas simétricas e a mesma ordenada.
e .
(A) corresponde à simetria relativamente ao eixo e (B) à meia-volta de centro .
Opção (C)
2Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , considere os pontos , e .
Qual é a área do triângulo ?
(A)
(B)
(C)
(D)
e têm a mesma abcissa, logo a reta é vertical, de equação , e .
A altura relativa à base é a distância de à reta : .
Área . A opção (A) esquece a divisão por .
Opção (B)
3Difícil Num parque de merendas, fixou-se um referencial o.n. em que a unidade é a dezena de metros.
Um relvado circular tem centro no ponto e raio . A zona de piquenique é a parte desse relvado (incluindo a fronteira) situada abaixo da reta que passa em e no ponto , ou sobre essa reta.
Uma mesa está colocada no ponto .
3.1. Médio (16 pontos) Escreva uma condição que defina a zona de piquenique e verifique se a mesa está nessa zona.
3.2. Difícil (16 pontos) Determine a área real da zona de piquenique, em metros quadrados, arredondada às unidades.
3.1.
Reta : declive e ordenada na origem , logo .
Relvado: . Abaixo de ou sobre : .
Zona de piquenique: .
Para : e ; as duas condições são verdadeiras.
; a mesa está na zona de piquenique.
3.2.
A reta passa no centro do círculo, logo divide-o em dois semicírculos geometricamente iguais.
A zona de piquenique é um semicírculo de raio : área unidades quadradas.
Uma unidade de comprimento corresponde a m, logo uma unidade quadrada corresponde a .
Área real: .
A área da zona de piquenique é, aproximadamente, .
4Difícil (12 pontos) Num referencial o.n. , considere a circunferência de centro que passa na origem do referencial.
Qual das condições seguintes define o conjunto dos pontos exteriores a essa circunferência que pertencem ao 3.º quadrante?
(A)
(B)
(C)
(D)
Raio: distância do centro à origem, , logo .
Pontos exteriores: ; 3.º quadrante: .
Os pontos têm de verificar as duas condições em simultâneo (conjunção), o que exclui (B); (C) tem o centro errado e (D) compara com em vez de .
Nota: a condição de exterioridade não é redundante, pois, por exemplo, está no 3.º quadrante e é interior ().
Opção (A)
5Difícil Num referencial o.n. , considere os pontos e e a reta de equação .
Seja a circunferência que passa nos pontos e e cujo centro pertence à reta .
5.1. Difícil (16 pontos) Determine uma equação da circunferência e mostre que interseta o eixo em dois pontos, indicando as suas coordenadas.
5.2. Médio (16 pontos) Considere a reta de equação .
Recorrendo às capacidades gráficas da calculadora, determine as coordenadas dos pontos de interseção da circunferência com a reta . Apresente as coordenadas arredondadas às centésimas.
Na sua resposta, reproduza o(s) gráfico(s) visualizado(s) na calculadora e assinale os pontos relevantes.
5.1.
O centro é equidistante de e de , logo pertence à mediatriz de , que é a reta vertical (pois e estão no eixo e o ponto médio é ).
Como o centro também pertence a : , logo o centro é .
Raio: . Equação: .
Com : .
; interseta nos pontos e
5.2.
Da equação de : .
Definem-se , e .
Com a função de interseção: interseta no ponto de abcissa e no ponto de abcissa .
Ordenadas: e .
e
6Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , considere, para cada , os pontos e .
Para que valor de pertence o ponto médio de à reta de equação ?
(A)
(B)
(C)
(D)
Ponto médio: .
pertence à reta se e só se .
.
Confirmação: para , e .
Opção (D)
7Médio (12 pontos) Num referencial o.n. , qual das condições seguintes define o eixo ?
(A)
(B)
(C)
(D)
Os pontos do eixo são da forma : ordenada e cota nulas, abcissa qualquer.
Logo, o eixo é a interseção dos planos () e (): .
(A) é o plano ; (C) é a reunião de dois planos; (D) é o eixo .
Opção (B)
8Difícil Na figura está representada, num referencial o.n. , a pirâmide quadrangular regular .
Sabe-se que:
• a base está contida no plano , sendo , , e ;
• o vértice tem cota positiva e .
8.1. Médio (14 pontos) Justifique que o vértice pertence à reta definida por e determine as coordenadas de .
8.2. Difícil (16 pontos) Escreva uma equação da superfície esférica que passa nos cinco vértices da pirâmide.
8.3. Difícil (16 pontos) Mostre que o plano mediador da aresta pode ser definido pela equação e determine as coordenadas do ponto de interseção desse plano com a reta .
8.1.
Numa pirâmide regular, o vértice projeta-se ortogonalmente no centro da base, que é o ponto médio de : .
Assim, pertence à reta perpendicular ao plano (paralela a ) que passa em : .
Seja , com : (pois ).
8.2.
O centro é equidistante de , , e , logo pertence à reta ; seja .
e .
.
, ou seja, .
8.3.
pertence ao plano mediador de se e só se .
.
A reta é o eixo : . Substituindo: .
Verificação: o ponto dista de e de .
Plano mediador: ; interseção com a reta :
9Difícil (12 pontos) Num referencial o.n. , considere, para cada , a superfície esférica de equação .
Para que valores de é a interseção desta superfície esférica com o plano uma circunferência de raio ?
(A)
(B)
(C)
(D)
Plano : . Substituindo: .
Pretende-se .
(A) esquece a solução negativa; (B) e (D) resultam de usar em vez de .
Opção (C)
10Difícil (18 pontos) Num referencial o.n. , considere o ponto .
Determine as coordenadas dos pontos do eixo cuja distância a é igual a e mostre que não existe nenhum ponto do eixo cuja distância a seja igual a .
Um ponto do eixo é da forma .
.
Os pontos são e .
Um ponto do eixo é da forma : .
Como , tem-se , logo a equação é impossível.
Pontos do eixo : e ; nenhum ponto do eixo dista de (a distância mínima é ).
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 – 94 pontos
Difícil 7 itens – 106 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.


