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Questão de Matemática — Funções — FUNDATEC 2024

MatemáticaFunções
Código
qg183331
Banca
FUNDATEC
Órgão
Prefeitura de Passo Fundo - RS
Ano
2024
Nível
Superior
Pesquisas científicas indicam que, para um indivíduo sadio e em repouso, o número B de batimentos cardíacos por minuto varia em função da temperatura ambiente t (em graus Celsius), segundo a função B(t) = 0,5(0,2t² − 8t + 180) . Nessas condições, o menor número de batimentos cardíacos por minuto do indivíduo será:
  1. A20.
  2. B30.
  3. C40.
  4. D50.
  5. E60.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoD — 50.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Resolução

Gabarito: letra D — a conta chega a 50 batimentos por minuto (alternativa D)..

A ideia por trás

Uma função quadrática é uma expressão do tipo f(x) = ax² + bx + c, cujo gráfico é uma parábola. Ela descreve situações em que uma grandeza varia com o quadrado de outra, como a área de um quadrado com o lado. O coeficiente 'a' determina a concavidade: se a > 0, a parábola abre para cima e a função tem um valor mínimo; se a < 0, abre para baixo e tem um valor máximo. O ponto de mínimo ou máximo é o vértice, cuja coordenada x é dada por x_v = −b/(2a), e o valor da função nesse ponto é o extremo procurado. Nesta questão, a função B(t) modela os batimentos cardíacos conforme a temperatura; como o coeficiente de t² é positivo, o vértice dá o menor número de batimentos, que é o que precisamos calcular.

O que a questão dá

  • B(t) = 0,5(0,2t² − 8t + 180)

  • a = 0,1, b = −4, c = 90

O que queremos: o menor número de batimentos cardíacos por minuto

Passo 1 — Reconhecer a função quadrática

A função dada é do segundo grau, pois o maior expoente de t é 2. Para encontrar o valor mínimo, precisamos identificar os coeficientes a, b e c, que são usados na fórmula do vértice.

Por que esta fórmula: A forma geral de uma função quadrática é f(x) = ax² + bx + c. Aqui, a função está com um fator 0,5 multiplicando tudo, então precisamos distribuir esse fator para obter os coeficientes na forma padrão.

B(t)=at2+bt+cB(t) = at^{2} + bt + c

De onde vem cada valor: aa = enunciado: 0,5 × 0,2 = 0,1 · bb = enunciado: 0,5 × (−8) = −4 · cc = enunciado: 0,5 × 180 = 90

B(t)=0,1t2−4t+90B(t) = 0{,}1t^{2} - 4t + 90
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de multiplicar os coeficientes por 0,5, usando a = 0,2, b = −8 e c = 180, o que leva a um vértice errado.

Passo 2 — Calcular a temperatura do vértice

O vértice da parábola é o ponto onde a função atinge seu valor mínimo (já que a > 0). Para encontrá-lo, usamos a fórmula da coordenada x do vértice, que aqui é a temperatura t.

Por que esta fórmula: A fórmula t_v = −b/(2a) vem da derivada da função quadrática: no vértice, a inclinação é zero. Ela é padrão para achar o ponto de máximo ou mínimo.

tv=−b2at_v = -\frac{b}{2a}

De onde vem cada valor: bb = passo 1: −4 · aa = passo 1: 0,1

tv=−−42⋅0,1=20 ∘Ct_v = -\frac{-4}{2 \cdot 0{,}1} = \boxed{20\ ^\circ \text{C}}
NÃO CAIA NESSA!

Trocar o sinal de b ou errar a divisão: −(−4) = 4, e 2 × 0,1 = 0,2, então 4 ÷ 0,2 = 20.

Passo 3 — Substituir a temperatura na função

Com a temperatura que minimiza os batimentos (t = 20 °C), substituímos esse valor na função original para obter o número mínimo de batimentos.

Por que esta fórmula: A função B(t) dá os batimentos em função da temperatura; para saber o valor no ponto de mínimo, basta calcular B(20).

B(20)=0,5(0,2⋅202−8⋅20+180)B(20) = 0{,}5(0{,}2 \cdot 20^{2} - 8 \cdot 20 + 180)

De onde vem cada valor: 0,50{,}5 = enunciado: fator da função · 0,20{,}2 = enunciado: coeficiente de t² · 2020 = passo 2: temperatura do vértice · −8-8 = enunciado: coeficiente de t · 180180 = enunciado: termo constante

B(20)=0,5(0,2⋅400−160+180)B(20) = 0{,}5(0{,}2 \cdot 400 - 160 + 180)
NÃO CAIA NESSA!

Calcular 20² como 40, ou errar a ordem das operações: primeiro potência, depois multiplicação, depois soma/subtração.

Passo 4 — Resolver a expressão dentro dos parênteses

Precisamos simplificar a expressão dentro dos parênteses antes de multiplicar por 0,5, seguindo a ordem das operações.

Por que esta fórmula: Aqui não há fórmula nova; é aritmética básica: 0,2 × 400 = 80, depois 80 − 160 + 180 = 100.

0,2⋅400−160+180=80−160+180=100=1000{,}2 \cdot 400 - 160 + 180 = 80 - 160 + 180 = 100 = \boxed{100}
NÃO CAIA NESSA!

Fazer 0,2 × 400 = 8 (erro de vírgula) ou somar antes de subtrair, alterando o resultado.

Passo 5 — Multiplicar pelo fator 0,5

O valor 100 é o resultado da função interna; agora multiplicamos por 0,5, que é o fator que estava fora dos parênteses, para obter o número final de batimentos.

Por que esta fórmula: A função original é B(t) = 0,5 × (expressão); portanto, após calcular a expressão, multiplicamos por 0,5.

B(20)=0,5×100B(20) = 0{,}5 \times 100

De onde vem cada valor: 0,50{,}5 = enunciado: fator da função · 100100 = passo 4: resultado da expressão

B(20)=0,5×100=50 batimentosporminutoB(20) = 0{,}5 \times 100 = \boxed{50\ \text{batimentos} \text{por} \text{minuto}}
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de multiplicar por 0,5 e responder 100, que não está nas alternativas.

Resposta: 50 batimentos por minuto (alternativa D).

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