domingo, 25 de maio de 2014

Equações, sistemas de equações e inequações – exercícios resolvidos

EX-01
 Determine o número real x, de modo que:
a)     seu inverso adicionado a 3 dê 13/4;    Resp: x = 4

b)     o triplo do seu inverso mais 4 seja igual a 31/7;   Resp: x = 7


Solução:

a)   1/x + 3 = 13/4  → 1/x = 13/4 − 3  →  1/x = (13 − 12)/4 = 1/4  →
1/x = 1/4   → x = 4

b)   3* 1/x + 4 = 31/7  →  3 + 4x = 31x/7 →  21 + 28x = 31x →
31x – 28x = 21 →  3x = 21 →  x = 7


EX-02
Um carro, com certa velocidade média, percorre os 400 km que separam Taubaté (SP) de Ribeirão Preto (SP) em x horas.  Outro carro, com a mesma velocidade média do primeiro, percorre os 800 km de Araraquara (SP) a Brasília (DF) em (x+4) horas. Determine o número x de horas.

Solução:
Vm  = 400/x = 800/(x+4)  →  1/x = 2/(x+4)  → x + 4 = 2x  → x = 4


Resposta: x = 4 horas



EX-03
Uma torneira enche um tanque em 9 horas e outra enche o mesmo tanque em x horas.  Juntas, elas enchem o mesmo tanque em 4 horas. Descubra o número x de horas que a segunda torneira demora, para encher o tanque.

Solução:

Aplicando a média harmônica global (torneiras amigas):

4 = 1/(1/9 + 1/x) = 9x/(9+x)  →  4*(9+x) = 9x  →  36 + 4x = 9x  →
5x = 36  →  x = 7,2h = 7h 12min  →  x = 7h 12min


Resposta: 7 h 12 min



 EX-04
Uma torneira enche um tanque em 3 horas. Outra torneira enche o mesmo tanque em 6 horas. Juntas, elas demorarão quanto tempo para encher o tanque?

Solução:

Aplicando a média harmônica global (torneiras amigas):

T1 = 3 horas
T2 = 6 horas
TJ = ?

            TJ = T1 * T2/(T1+T2) = 3*6/(3+6) = 2

Resposta:  2 horas


EX-05
Uma empresa executou um trabalho em 8 dias. Outra empresa executou o mesmo trabalho em x dias. Juntas, elas executaram o mesmo trabalho em 4 dias. Qual é o valor de x?

Solução:

Aplicando a média harmônica global (torneiras amigas):

            E1 = 8 dias
            E2 = x dias
            Juntas = 4 dias

            Juntas = E1*E2/(E1+E2) = 8*x/(8+x) = 4 → 8x = 4(8+x) = 
            32+4x →  8x – 4x = 32 → 4x = 32  → x = 8

Resposta:  8 dias


EX-06
Uma fábrica produzia diariamente 200 peças.  Com admissão de mais 20 funcionários, a produção diária passou a ser de 240 peças. Quantos funcionários trabalhavam nessa fábrica antes dessa admissão?

Solução:







240/200 = (x+20)/x  →  6/5 = (x+20)/x  →  6x = 5.(x+20) →
6x = 5x +100  →  6x-5x = 100  →  x = 100


Resposta: 100 funcionários


EX-07
Num quintal existem galinhas e coelhos.  Há 7 cabeças e 22 pernas. Quantas são as galinhas? E os coelhos?

Solução: 
x = número de galinhas
    y = número de coelhos


De 1ª equação): x+y=7 → x=7−y
     
Substituindo na 2ª equação):  x+2y=11 → 7−y+2y=11 → y = 4

    Obtendo o x):  x=7−y=7−4=3 → x = 3

    Resposta: 3 galinhas e 4 coelhos.


EX-08
Em uma sala retangular, o perímetro é de 44m e a diferença entre a metade da medida do comprimento e a quarta parte da medida da largura é 5m.  Descubra a área dessa sala de aula.

Solução:










Perímetro = 2x + 2y = 44
               x/2 − y/4 = 5


Área = x*y = 14*8 = 112 m²


Resposta:  112 m²


EX-09
Um macaco que pula de galho em galho em um zoológico, demora 6 segundos para atravessar sua jaula, que mede 12 metros. Qual a velocidade média dele?

Solução:

S=12m
t=6s
v=?

Resposta:  2m/s



EX-10
Um carro viaja de uma cidade A a uma cidade B, distantes 200km. Seu percurso demora 4 horas, pois decorrida uma hora de viagem, o pneu dianteiro esquerdo furou e precisou ser trocado, levando 1 hora e 20 minutos do tempo total gasto. Qual foi a velocidade média que o carro desenvolveu durante a viagem?

Solução:
S=200km
t=4h
v=?




Resposta: 50 Km/h

Mesmo o carro tendo ficado parado algum tempo durante a viagem, para o cálculo da velocidade média não levamos isso em consideração.















EX-11
No exercício anterior, qual foi a velocidade nos intervalos antes e depois de o pneu furar? Sabendo que o incidente ocorreu quando faltavam 115 km para chegar à cidade B.

Solução:















Antes do furo do pneu:

        S= 200-115=85km
t=1hora
v=?




Depois do conserto do pneu:

S= 115km
t= 4h-(1h+1h20min) =1h40min=1,66h
v=?



Resposta: antes = 85 Km/h e depois = 69 Km/h


EX-12
Uma bola de basebol é lançada com velocidade igual a 108m/s, e leva 0,6 segundo para chegar ao rebatedor. Supondo que a bola se desloque com velocidade constante. Qual a distância entre o arremessador e o rebatedor?

Solução:
Movimento Uniforme = velocidade constante





Isolando o ΔS, então temos:






Resposta:  64,8 m



EX-13
Durante uma corrida de 100 metros rasos, um competidor se desloca com velocidade média de 5m/s. Quanto tempo ele demora para completar o percurso?

Solução:



Δt = ?





Resposta: 20s



EX-14
Um carro desloca-se em uma trajetória retilínea descrita pela função S=20+5t (no SI). Determine:

(a) a posição inicial;
(b) a velocidade;
(c) a posição no instante 4s;
(d) o espaço percorrido após 8s;
(e) o instante em que o carro passa pela posição 80m;
(f) o instante em que o carro passa pela posição 20m.

      Solução:
      S=20+5t = S0 + v.t
(a)   S0 = 20 m
(b)   V = 5 m/s
(c)   S=20+5.4=40 m
(d)   ΔS= S(t=8) – S (t=0) = (20+5.8) – 20 = 60 – 20 = 40 m
(e)   t (80m) = ?:  80 = 20+5t  → 5t = 80 – 20 = 60 →  t = 60/5 = 12 s
(f)     t (20m) = ?:  20 = 20+5t  → 5t = 20 – 20 = 0 → t = 0



EX-15
Percorrendo-se uma distância "d" a 30km/h gasta-se 2 h menos do que se percorresse a 12km/h. Qual o valor de "d"?

Solução:













30t – 60 = 12t → 18t = 60 →  t = 10/3 s
ΔS = d = v.t = 12.t = 12.10/3 = 40 m

Resposta: d=40 m


EX-16
Uma pessoa anda com uma velocidade constante de 2m/s durante 20 minutos em uma linha reta. Em seguida retorna, correndo, pela mesma trajetória anterior, durante 3 minutos com velocidade constante de 6m/s. A rapidez média da pessoa e a velocidade média, em m/s, durante estes 23 minutos foi de aproximadamente:

Solução:

Distância total percorrida em 23 min (=23 * 60 s)  é igual a
(2400 + 1080) = 3480 m


Rapidez média da pessoa:






Δd = 2400 + 1080 = 3480 m
Δt = 23 min = 23*60 = 1380 s
           
Rm = 3480/1380 ≈ 2,52 m/s



Velocidade média (vetorial):

Vm = (Sf - Si) / Δtempo
  Sf = posição final = 2400 (ida) – 1080 (volta) = 1320 (ponto C)
  Si = posição inicial = 0 (ponto A)

Vm = (1320 – 0)/1380 ≈ 0,96 m/s



EX-17
Em uma olimpíada de matemática, a prova era constituída de 80 questões.  Todas as questões deveriam ser respondidas.  Cada resposta certa valia +3 pontos e cada resposta errada valia -2 pontos.  Se um candidato fez 155 pontos, quantos testes ele acertou e quantos ele errou?

Solução:
Fazendo uma tabela com os dados do problema, para melhor visualização, temos:






Temos um sistema de equações:








x + y = 80
63 + y =80
y = 80 – 63
y = 17


Resposta: acertou 63 e errou 17


EX-18
Em um triângulo isósceles, o perímetro é de 15 cm.  Sabe-se que um dos lados tem a metade da medida de cada um dos outros dois.  Quanto medem os lados desse triângulo? Desenhe-o.

Solução:















2a + b = 2a + a/2 = 15 → 4a +a = 30 → 5a = 30 → a = 6, b = 3

Resposta:  a=6, b=3



EX-19
Foi comprado tela de arame para cercar um terreno de formato retangular.  Gastou 48 m para cercá-lo e verificou que o comprimento do terreno tinha o triplo da largura.  Quais  são as dimensões desse terreno?  Desenhe-o.

Solução:
















Logo, comprimento x = 6*3 = 18 m e largura y = 6 m.

Resposta: comprimento 18 m, largura 6 m



EX-20
Uma fração é equivalente a 4/6.  Diminuindo 1 no seu numerador e aumentando 2 no seu denominador, obtém-se uma nova fração, equivalente a 3/5.  Quais são as duas frações citadas no problema?

Solução:


6x = 4y
6x = 4*33 = 6*22
   x = 22
x/y = 22/33

(x-1)/(y+2) = (22-1)/(33+2) = 21/35


Resposta: 22/33, 21/35






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