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Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) Autor: Equipe Exatas Estratégia Concursos 30 de Janeiro de 2024 14964078655 - Matheus C C Riani Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 Índice ..............................................................................................................................................................................................1) Questões Comentadas - Função Logarítmica - Cesgranrio 3 ..............................................................................................................................................................................................2) Lista de Questões - Função Logarítmica - Cesgranrio 14 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 2 19 1 QUESTÕES COMENTADAS – CESGRANRIO Função Logarítmica 1. (CESGRANRIO / DECEA - 2012) Considerem-se as funções logarítmicas 𝒇(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝟒 𝒙 e 𝒈(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝟐 𝒙, ambas de domínio 𝑹+ ∗ . Calculando-se 𝑓(72) − 𝑔(3), o valor encontrado será de a) 1,0 b) 1,5 c) 2,0 d) 2,5 e) 3,0 Comentários: Vamos calcular separadamente o valor de 𝑓(72) e de 𝑔(3). • 𝒇(𝟕𝟐) 𝑓(𝑥) = log4 𝑥 𝑓(72) = log4 72 Iremos desenvolver log4 72 mudando sua base para a base 2. 𝑓(72) = log4 72 → 𝑓(72) = log2 72 log2 4 Decompondo log2 72 e desenvolvendo a equação: 𝑓(72) = log2 72 log2 4 = log2(23 ∙ 33) 2 Aplicando em conjunto a propriedade do logaritmo do produto e da potência de logaritmo teremos: 𝑓(72) = log2(23 ∙ 32) 2 = 3 log2 2 + 2 log2 3 2 𝑓(72) = 3 + 2 log2 3 2 Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 3 19 2 𝑓(72) = 3 2 + 2 log2 3 2 → 𝒇(𝟕𝟐) = 𝟏, 𝟓 + 𝐥𝐨𝐠𝟐 𝟑 • 𝒈(𝟑) 𝑔(𝑥) = log2 𝑥 → 𝒈(𝟑) = 𝐥𝐨𝐠𝟐 𝟑 Sendo assim, 𝑓(72) − 𝑔(3) = 1,5 + log2 3 − log2 3 → 𝒇(𝟕𝟐) − 𝒈(𝟑) = 𝟏, 𝟓 Gabarito: Alternativa B 2. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2012) Considere as funções 𝒈(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝟐 𝒙 e 𝒉(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝒃 𝒙, ambas de domínio 𝑹+ ∗ . Se ℎ(5) = 1/2, então 𝑔(𝑏 + 9) é um número real compreendido entre a) 5 e 6 b) 4 e 5 c) 3 e 4 d) 2 e 3 e) 1 e 2 Comentários: A banca nos informa que ℎ(5) = 12: ℎ(𝑥) = log𝑏 𝑥 1/2 = log𝑏 5 𝑏 1 2 = 5 → 𝒃 = 𝟐𝟓 De posse de 𝑏, calculamos 𝑔(𝑏 + 9), isto é, 𝑔(34). 𝑔(𝑥) = log2 𝑥 𝑦 = log2 34 → 𝟐𝒚 = 𝟑𝟒 Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 4 19 3 2 elevado a que número resulta em 34? Sabemos que 25 = 32 e que 26 = 64. Logo, certamente, 2 elevado a um número entre 5 e 6 será igual a 34. Não precisamos saber qual esse número. A banca apenas nos questiona o intervalo em que 𝑦 se encontra. Gabarito: Alternativa A 3. (CESGRANRIO / FINEP - 2011) Sejam F e G funções reais definidas em domínios convenientes, de modo que existam números reais 𝒚𝟏 e 𝒚𝟐 tais que 𝐹(𝑥) = 𝑦1 = log ( 1 𝑥 ) 𝐺(𝑥) = 𝑦2 = 𝑥3 Com as devidas restrições, a saber, 𝑦2 ≠ 0, podemos calcular 𝐹(𝑦2) e, nesse caso, encontraremos a) −3𝑦1 b) −𝑦1 c) 𝑦1 d) 3𝑦1 e) (𝑦1)3 Comentários: Sabemos que 𝑦2 = 𝑥3. Então, estamos em busca do valor de: 𝐹(𝑦2) → 𝐹(𝑥3) O enunciado nos informa que: 𝐹(𝑥) = 𝑦1 = log ( 1 𝑥 ) Sendo assim, 𝐹(𝑥3) será igual a: 𝐹(𝑥3) = log ( 1 𝑥3 ) Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 5 19 ==2537cb== 4 𝐹(𝑥3) = log ( 1 𝑥3 ) 𝐹(𝑥3) = [log ( 1 𝑥 )] 3 Aplicando a propriedade do Logaritmo da potência: 𝐹(𝑥3) = 3 × log ( 1 𝑥 ) A banca nos informa que 𝑦1 = log ( 1 𝑥 ). Substituindo teremos: 𝐹(𝑥3) = 3 × log ( 1 𝑥 ) → 𝑭(𝒙𝟑) = 𝟑𝒚𝟏 Gabarito: Alternativa D 4. (CESGRANRIO / FINEP - 2011) O “erro logarítmico” de ordem 𝒏 (𝒏 natural maior que 1) de uma medição 𝒙 (𝒙 real maior que um) é dado por 𝐸𝑛(𝑥) = 1 log𝑛 𝑥 Três técnicos avaliam, quanto ao erro logarítmico, uma medida, sendo que o primeiro avalia o erro de ordem 3, o segundo, o erro de ordem 4, e o terceiro, o erro de ordem 5. Por fim, os erros avaliados são somados, e o resultado é o erro total (𝐸𝑇(𝑥)) daquela medição. Qual é o 𝐸𝑇(60)? a) 0 b) 1 c) log3 60 + log4 60 + log5 60 d) log3 60 ∙ log4 60 + log4 60 ∙ log5 60 + log5 60 ∙ log3 60 e) 1 log3 60∙log4 60∙log5 60 Comentários: Ante de adentrarmos na resolução propriamente dita, vamos desenvolver a equação do erro: Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 6 19 5 𝐸𝑛(𝑥) = 1 log𝑛 𝑥 Iremos aplicar a propriedade da mudança de base no denominador. Mudaremos para a base 𝑥. 𝐸𝑛(𝑥) = 1 log𝑛 𝑥 = 1 log𝑥 𝑥 log𝑥 𝑛 = log𝑥 𝑛 log𝑥 𝑥 log𝑥 𝑥 é igual a 1. Sendo assim: 𝐸𝑛(𝑥) = log𝑥 𝑛 log𝑥 𝑥 = log𝑥 𝑛 1 → 𝑬𝒏(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝒙 𝒏 O erro total 𝐸𝑇(𝑥) será igual a soma do erro de ordem 3 mais o erro de ordem 5 mais o erro de ordem 5, isto é: 𝐸𝑇(𝑥) = 𝐸3(𝑥) + 𝐸4(𝑥) + 𝐸5(𝑥) Logo, 𝐸𝑇(60) será igual a: 𝐸𝑇(60) = 𝐸3(60) + 𝐸4(60) + 𝐸5(60) → 𝑬𝑻(𝟔𝟎) = 𝐥𝐨𝐠𝟑 𝟔𝟎 + 𝐥𝐨𝐠𝟒 𝟔𝟎 + 𝐥𝐨𝐠𝟓 𝟔𝟎 Gabarito: Alternativa C 5. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2011) Abaixo, tem-se o gráfico do logaritmo decimal de 𝒚 em função do logaritmo decimal de 𝒙. Das expressões a seguir, aquela que relaciona diretamente os valores das grandezas y e x é Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 7 19 6 a) 𝑦 = −𝑥 2 + 2 b) 𝑥 = −𝑦 2 + 2 c) 𝑥2𝑦 = 10.000 d) 𝑥𝑦2 = 10.000 e) 𝑥2𝑦2 = 10.000 Comentários: Na aula de função do primeiro grau, estudamos que a equação da reta é igual a: 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 Todavia, conforme o enunciado nos traz, estamos diante de um gráfico do logaritmo decimal de 𝑦 em função do logaritmo decimal de 𝑥. Logo: log 𝑦 = 𝑎 log 𝑥 + 𝑏 O Coeficiente Linear 𝑏 é determinado pelo ponto em que a reta cruza o eixo 𝑦. No nosso caso: 𝒃 = 𝟐 Para encontrar o valor de 𝑎, vamos substituir o ponto (log 𝑦 = 0 ; log 𝑥 = 4) que pertence à função e 𝑏 = 2. log 𝑦 = 𝑎 log 𝑥 + 𝑏 0 = 𝑎 ∙ 4 + 2 4𝑎 = −2 → 𝑎 = −2 4 → 𝒂 = − 𝟏 𝟐 Sendo assim, a equação será igual a: log 𝑦 = 𝑎 log 𝑥 + 𝑏 → log 𝑦 = − 1 2 log 𝑥 + 2 Multiplicando toda a equação por 2: 2 log 𝑦 = − log 𝑥 + 4 2 log 𝑦 + log 𝑥 = 4 Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 8 19 7 Iremos aplicar a "volta" da propriedade do logaritmo da potência no fator 2 log 𝑦. O logaritmo de uma potência é igual a esta potência vezes o logaritmo. log𝑎 𝑥𝑝 = 𝑝 × log𝑎 𝑥 2 log 𝑦 + log 𝑥 = 4 log 𝑦2 + log 𝑥 = 4 Por fim, aplicaremos a "volta" da propriedade do Logartimo do produto. O logaritmo do produto é igual a soma de seus logaritmos. 𝐥𝐨𝐠𝒂(𝒙 ∙ 𝒚) = 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒙 + 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒚 log 𝑦2 + log 𝑥 = 4 log(𝑦2 ∙ 𝑥) = 4 𝑦2 ∙ 𝑥 = 104 → 𝒚𝟐 ∙ 𝒙 = 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎 Gabarito: Alternativa D 6. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2011) Sendo a função 𝑓(𝑥) = 2 ∙ log5 ( 3𝑥 4 ) emque 𝑥 é um número real positivo, 𝑓(17) é um número real compreendido entre a) 1 e 2 b) 2 e 3 c) 3 e 4 d) 4 e 5 e) 5 e 6 Comentários: Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 9 19 8 Iremos desenvolver a expressão dada acima e encontrar 𝑓(17). 𝑓(𝑥) = 2 ∙ log5 ( 3𝑥 4 ) 𝑓(17) = 2 ∙ log5 ( 3 ∙ 17 4 ) 𝑓(17) = 2 ∙ log5(12,75) Iremos aplicar a "volta" da propriedade do logaritmo da potência. O logaritmo de uma potência é igual a esta potência vezes o logaritmo. log𝑎 𝑥𝑝 = 𝑝 × log𝑎 𝑥 Então: 𝑓(17) = log5(12,752) 12,752 é igual a aproximadamente 162. Você não precisa calcular exato. Estamos querendo um intervalo para o valor de 𝑓(17). 𝑓(17) = log5(162) → 𝟓𝒇(𝟏𝟕) = 𝟏𝟔𝟐 5 elevado a que número resulta em 162? Sabemos que 53 = 125 e que 54 = 625. Logo, certamente, para que possamos achar o valor de 162 (que está entre 125 e 625), precisamos elevar 5 a um número entre 3 e 4. Qual será esse número? Não sabemos e não precisamos saber. Conforme dito, a banca nos questiona o intervalo em que está compreendido 𝑓(17). Sendo assim, 𝑓(17) estará compreendido entre os números 3 e 4. Gabarito: Alternativa C Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 10 19 9 7. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2010) As grandezas 𝒙 e 𝒚 são tais que 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒚. O gráfico que melhor representa a relação entre os logaritmos decimais de 𝒙 e de 𝒚 é Comentários: Perceba, inicialmente, que a escala das alternativas é a escala logarítimica. Então, muito cuidado para não assinalar as alternativas em que 𝑥2 = 1.000𝑦 representa uma parábola. Seria uma parábola se estivéssemos trabalhando com a escala unitária convencional. Sendo assim, iremos aplicar log dos dois lados da equação para encontrar o valor de log 𝑦 em função de log 𝑥. 𝑥2 = 1.000𝑦 log 𝑥2 = log(1.000 ∙ 𝑦) Iremos aplicar a propriedade do logaritmo da potência no lado esquerdo da igualdade e a propriedade do logaritmo do produto no lado direito. log 𝑥2 = log(1.000 ∙ 𝑦) 2 log 𝑥 = log 1.000 + log 𝑦 2 log 𝑥 = 3 + log 𝑦 Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 11 19 10 𝐥𝐨𝐠 𝒚 = 𝟐 𝐥𝐨𝐠 𝒙 − 𝟑 Ou seja, na escala logarítimica, estamos diante de uma reta com coeficiente angular (𝑎 = 2) positivo e com coeficiente linear (𝑏 = −3). Sendo assim, teremos uma reta CRESCENTE que intercepta o eixo 𝑦 em 𝑦 = −3. A única alternativa que nos traz esta condição é a Alternativa D. Gabarito: Alternativa D 8. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2010) A função 𝒇(𝒙) = 𝒃 + 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒙, onde 𝒂 ∈ 𝑹+ ∗ e 𝒃 ∈ 𝑹, está representada no gráfico abaixo. Os valores de 𝑎 e de 𝑏, respectivamente, são a) 1/4 e 3 b) 4 e 2 c) 5 e 2 d) 1/2 e 3 e) 4 e 3 Comentários: Iremos substituir os pontos (1 ; 3) e (4 ; 2) na equação 𝑓(𝑥) = 𝑏 + log𝑎 𝑥 para determinar os valores de 𝑎 e 𝑏. • (𝟏 ; 𝟑) 𝑓(𝑥) = 𝑏 + log𝑎 𝑥 3 = 𝑏 + log𝑎 1 Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 12 19 11 Sabemos que log 1 em qualquer base é igual a 0. Então, log𝑎 1 = 0. Sendo assim: 3 = 𝑏 + 0 → 𝒃 = 𝟑 • (𝟒 ; 𝟐) 𝑓(𝑥) = 𝑏 + log𝑎 𝑥 2 = 3 + log𝑎 4 2 − 3 = log𝑎 4 log𝑎 4 = −1 𝑎−1 = 4 → 𝒂 = 𝟏 𝟒 Logo, 𝑎 = 1 4⁄ e 𝑏 = 3. Gabarito: Alternativa A Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 13 19 1 LISTA DE QUESTÕES – CESGRANRIO Função Logarítmica 1. (CESGRANRIO / DECEA - 2012) Considerem-se as funções logarítmicas 𝒇(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝟒 𝒙 e 𝒈(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝟐 𝒙, ambas de domínio 𝑹+ ∗ . Calculando-se 𝑓(72) − 𝑔(3), o valor encontrado será de a) 1,0 b) 1,5 c) 2,0 d) 2,5 e) 3,0 2. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2012) Considere as funções 𝒈(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝟐 𝒙 e 𝒉(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝒃 𝒙, ambas de domínio 𝑹+ ∗ . Se ℎ(5) = 1/2, então 𝑔(𝑏 + 9) é um número real compreendido entre a) 5 e 6 b) 4 e 5 c) 3 e 4 d) 2 e 3 e) 1 e 2 3. (CESGRANRIO / FINEP - 2011) Sejam F e G funções reais definidas em domínios convenientes, de modo que existam números reais 𝒚𝟏 e 𝒚𝟐 tais que 𝐹(𝑥) = 𝑦1 = log ( 1 𝑥 ) 𝐺(𝑥) = 𝑦2 = 𝑥3 Com as devidas restrições, a saber, 𝑦2 ≠ 0, podemos calcular 𝐹(𝑦2) e, nesse caso, encontraremos a) −3𝑦1 b) −𝑦1 Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 14 19 2 c) 𝑦1 d) 3𝑦1 e) (𝑦1)3 4. (CESGRANRIO / FINEP - 2011) O “erro logarítmico” de ordem 𝒏 (𝒏 natural maior que 1) de uma medição 𝒙 (𝒙 real maior que um) é dado por 𝐸𝑛(𝑥) = 1 log𝑛 𝑥 Três técnicos avaliam, quanto ao erro logarítmico, uma medida, sendo que o primeiro avalia o erro de ordem 3, o segundo, o erro de ordem 4, e o terceiro, o erro de ordem 5. Por fim, os erros avaliados são somados, e o resultado é o erro total (𝐸𝑇(𝑥)) daquela medição. Qual é o 𝐸𝑇(60)? a) 0 b) 1 c) log3 60 + log4 60 + log5 60 d) log3 60 ∙ log4 60 + log4 60 ∙ log5 60 + log5 60 ∙ log3 60 e) 1 log3 60∙log4 60∙log5 60 5. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2011) Abaixo, tem-se o gráfico do logaritmo decimal de 𝒚 em função do logaritmo decimal de 𝒙. Das expressões a seguir, aquela que relaciona diretamente os valores das grandezas y e x é Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 15 19 3 a) 𝑦 = −𝑥 2 + 2 b) 𝑥 = −𝑦 2 + 2 c) 𝑥2𝑦 = 10.000 d) 𝑥𝑦2 = 10.000 e) 𝑥2𝑦2 = 10.000 6. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2011) Sendo a função 𝑓(𝑥) = 2 ∙ log5 ( 3𝑥 4 ) em que 𝑥 é um número real positivo, 𝑓(17) é um número real compreendido entre a) 1 e 2 b) 2 e 3 c) 3 e 4 d) 4 e 5 e) 5 e 6 7. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2010) As grandezas 𝒙 e 𝒚 são tais que 𝒙𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟎𝒚. O gráfico que melhor representa a relação entre os logaritmos decimais de 𝒙 e de 𝒚 é Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 16 19 4 8. (CESGRANRIO / PETROBRAS - 2010) A função 𝒇(𝒙) = 𝒃 + 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒙, onde 𝒂 ∈ 𝑹+ ∗ e 𝒃 ∈ 𝑹, está representada no gráfico abaixo. Os valores de 𝑎 e de 𝑏, respectivamente, são a) 1/4 e 3 b) 4 e 2 c) 5 e 2 d) 1/2 e 3 e) 4 e 3 Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 17 19 ==2537cb== 5 GABARITO 1. B 2. A 3. D 4. C 5. D 6. C 7. D 8. A Equipe Exatas Estratégia Concursos Aula 15 CNU (Bloco Temático 8 - Nível Intermediário) Matemática - 2024 (Pós-Edital) www.estrategiaconcursos.com.br 14964078655 - Matheus C C Riani 18 19