PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 6 (Matemática) do ITA 2013
Texto-base das questões 01 a 20 · Matemática
| \mathbb{N} : conjunto dos números naturais | \mathbb{C} : conjunto dos números complexos |
|---|---|
| \mathbb{Z} : conjunto dos números inteiros | i : unidade imaginária, i^2 = -1 |
| \mathbb{R} : conjunto dos números reais | \lvert z \rvert : módulo do número z \in \mathbb{C} |
| \mathbb{M}_{m\times n}(\mathbb{R}) : conjunto das matrizes reais m \times n | \operatorname{Re} z : parte real do número z \in \mathbb{C} |
| \det(M): determinante da matriz M | [a, b] : \{x \in \mathbb{R};\ a \le x \le b\} |
| M^t : transposta da matriz M | [a, b[ : \{x \in \mathbb{R};\ a \le x < b\} |
| A \setminus B : \{x : x \in A\text{ e } x \notin B\} | ]a, b[ : \{x \in \mathbb{R};\ a < x < b\} |
| \sum_{n=0}^k a_n x^n : a_0 + a_1x + a_2x^2 + ... + a_kx^k,\ k \in \mathbb{N} | \sum_{n=0}^k a_n : a_0 + a_1 + a_2 + ... + a_k,\ k \in \mathbb{N} |
\operatorname{Arg} z : argumento principal de z \in \mathbb{C} \setminus \{0\} , \operatorname{Arg} z \in [0, 2\pi[
A^C : conjunto (evento) complementar do conjunto (evento) A
\overline{AB} : segmento de reta unindo os pontos A e B
\overset{\wedge}{ABC} : ângulo formado pelos segmentos \overline{AB} e \overline{BC}, com vértice no ponto B.
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são cartesianos retangulares.
Considere as funções f e g, da variável real x, definidas, respectivamente, por
em que a e b são números reais. Se f(-1) = 1 = f(-2), então pode-se afirmar sobre a função composta g \circ f que
- Ag \circ f(1) = \ln 3.
- B\nexists\ g \circ f(0).
- Cg \circ f nunca se anula.
- Dg \circ f está definida apenas em \{x \in \mathbb{R} : x > 0\}.
- Eg \circ f admite dois zeros reais distintos.
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Resolução comentada
Primeiro achamos a e b. Como f(x)=e^{x^2+ax+b} e e^t=1 só quando t=0, as condições f(-1)=1 e f(-2)=1 dizem que o expoente vale zero nesses pontos:
- x=-1: 1-a+b=0
- x=-2: 4-2a+b=0
Subtraindo a primeira da segunda: 3-a=0, logo a=3 e b=2.
Assim, g(x)=\ln\left(\dfrac{3x}{6}\right)=\ln\left(\dfrac{x}{2}\right), definida para x>0.
A composta é g(f(x))=\ln\left(\dfrac{e^{x^2+3x+2}}{2}\right)=x^2+3x+2-\ln 2.
Como f(x)=e^{(\dots)}>0 para todo x, a composta está definida em todo \mathbb{R}. Isso elimina (B) e (D).
Testando (A): g\circ f(1)=1+3+2-\ln 2=6-\ln 2\neq\ln 3.
Zeros: x^2+3x+2-\ln 2=0. O discriminante é \Delta=9-4(2-\ln 2)=1+4\ln 2>0, então há duas raízes reais distintas. Logo (C) é falsa e (E) é verdadeira.
Alternativa E.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Ag\circ f(1)=6-\ln 2, não \ln 3.
- Bf(0)=e^2>0 está no domínio de g, então g\circ f(0)=2-\ln 2 existe.
- CO discriminante 1+4\ln 2 é positivo, então a composta se anula em dois pontos.
- DComo f(x)>0 para todo x, a composta está definida em todo \mathbb{R}, e não só para x>0.
Assuntos: Conceito de função, composta e inversa, Função exponencial, Logaritmos e função logarítmica.
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Fonte: ITA 2013 · Matemática. Prova oficial ↗