Pular para o conteúdo

Provas

← Voltar para a lista de provas

Marinha do Brasil — Diretoria de Ensino da Marinha — CP-PMS/2013 — Professor do Magistério Superior — Matemática — Prova Amarela

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior

Diretoria de Ensino da Marinha2013Superior

30 questões nesta prova · página 1 de 2 · 30 com gabarito

Cálculo Diferencial e Integral Séries de Fourier

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

A série de Fourier da função real f, periódica de período T = 2, definida por f(t) = t + 1 se −1 ≤ t ≤ 0 e f(t) = t − 1 se 0 < t ≤ 1, t ∈ ℜ é
Selecione uma alternativa

Cálculo Diferencial e Integral Integrais Duplas em Coordenadas Polares

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Reescrevendo, em coordenadas polares, a soma das integrais duplas: integral de x = 1 a 2 e de y = √(2x − x²) a x de x²y√(x² + y²) dy dx mais integral de x = 2 a 4 e de y = 0 a √(4x − x²) de x²y√(x² + y²) dy dx, obtém-se
Selecione uma alternativa

Cálculo Diferencial e Integral Comprimento de Arco em Coordenadas Polares

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Seja C uma curva em ℜ² parametrizada por (r(t), θ(t)) = (2t, t), 0 ≤ t ≤ 2 onde o par (r, θ) representa as coordenadas polares de cada ponto de C. Qual é o comprimento de C?
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Em polares, r = 2θ, e o comprimento de arco é 2√5 + ln(2+√5).

Como r = 2t e θ = t, tem-se r = 2θ com θ de 0 a 2. Então L = ∫₀² √(r² + r′²) dθ = ∫₀² 2√(θ²+1) dθ. Usando ∫√(θ²+1) dθ = (θ/2)√(θ²+1) + ½ ln(θ + √(θ²+1)), obtém-se L = 2√5 + ln(2+√5).

Análise das alternativas

B, C, D e E resultam de erros no fator constante da integral ou no sinal e nos termos do logaritmo.

Referência: Cálculo: comprimento de arco em coordenadas polares.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Otimização (Máximos e Mínimos)

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

O canto superior direito de um pedaço de papel com 30cm de largura por 20cm de comprimento é dobrado de modo que o canto superior direito toque o lado inferior do retângulo, com a parte dobrada formando um triângulo, conforme a figura abaixo. Como se deve fazer a menor dobra possível, isto é, qual o valor de x que minimiza y?

Figura: retângulo de 30 (largura) por 20 (altura); o canto superior direito é dobrado até tocar o lado inferior, formando um triângulo; indicados os segmentos x (no lado direito e na parte dobrada) e y (a dobra).
Selecione uma alternativa

Cálculo Diferencial e Integral Integrais Triplas em Coordenadas Esféricas

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Considere W o sólido do ℜ³ cujo volume em coordenadas cilíndricas é calculado pela soma vol(W) = integral de θ = −π/2 a π/2, r = 0 a 1, z = 0 a 1 − √(1 − r²) de r dz dr dθ mais integral de θ = −π/2 a π/2, r = 1 a √2, z = 0 a √(2 − r²) de r dz dr dθ. Então a integral tripla sobre W de (x² + y² + z²) dV, em coordenadas esféricas, é igual a
Selecione uma alternativa

Cálculo Numérico Integração Numérica — Regra 1/3 de Simpson

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Considere a função real, de variável real f dada na tabela abaixo. Tabela: x = −2, −1, 0, 1, 2; f(x) = −1, 5, 1, 5, 35. Qual é o valor aproximado da integral de −2 a 2 de f(x) dx, usando a regra de 1/3 Simpson?
Selecione uma alternativa

Cálculo Diferencial e Integral Integrais Impróprias

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

O valor da integral de 0 a +∞ de (e^(−3t) − e^(−6t))/t dt, é
Selecione uma alternativa

Equações Diferenciais Equação de Bernoulli

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

A solução geral da equação diferencial dy/dx = (2/x)y + √y ln x⁴ , onde y é função não identicamente nula na variável x ∈ ℜ⁺ e x ≠ 0 é
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

É uma equação de Bernoulli com n = 1/2; a substituição z = √y dá √y = x ln²x + cx.

Como ln x⁴ = 4 ln x, a equação é y′ = (2/x)y + 4 ln x·√y. Com z = √y, vem z′ − z/x = 2 ln x. O fator integrante é 1/x e dá (z/x)′ = 2 ln x/x, ou seja, z/x = ln²x + c. Portanto √y = x ln²x + cx.

Análise das alternativas

B, C, D e E não satisfazem a EDO ao serem derivadas. Em particular, nenhuma contém o termo ln²x multiplicado por x na forma obtida.

Referência: Equações Diferenciais: equação de Bernoulli.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Séries Numéricas — Critérios de Convergência

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Analise as proposições abaixo, considerando {aₙ} e {bₙ} sequências de números reais, n ∈ N. I - Se {aₙ} é decrescente e lim aₙ = 0 quando n → +∞ então o somatório de n=0 a +∞ de aₙ converge. II - Se {aₙ} é decrescente, aₙ ≥ 0 e o somatório de n=0 a +∞ de aₙ converge então lim naₙ = 0 quando n → +∞. III - Se os somatórios de n=0 a +∞ de (aₙ)² e de (bₙ)² convergem e {aₙ}, {bₙ} são sequências positivas então o somatório de n=0 a +∞ de aₙbₙ converge. IV - Se o somatório de n=1 a +∞ de (aₙ)² converge então o somatório de n=1 a +∞ de aₙ/n converge. Assinale a opção correta.
Selecione uma alternativa

Cálculo Diferencial e Integral Teorema de Stokes

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Considere C uma circunferência no plano 2x + 2y + z = 4, centrada no ponto (1,2,−2) e raio r. Se F(x,y,z) = (y − x)i + (z − x)j + (x − y)k é um campo vetorial no ℜ³, qual é o valor de r, para que a integral de linha fechada sobre C de F·dr seja igual a −8π/9? Considere que C é orientada de modo que a sua projeção no plano xy tem sentido anti-horário.
Selecione uma alternativa

Cálculo Diferencial e Integral Regra da Cadeia

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Seja γ uma curva em ℜ³ percorrida no instante t = 1 com velocidade igual a 2 unidades de velocidade e no sentido do vetor tangente i⃗ − 2j⃗ + 2k⃗ . Se t = 1 corresponde ao ponto (1,1,1) em γ, a taxa de variação da função f(x,y,z) = x + y + xy, em relação a t, ao longo de γ em t = 1 é
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

A taxa de variação é ∇f · γ′ = −4/3.

O vetor velocidade tem módulo 2 e direção (1,−2,2)/3, logo γ′ = (2/3, −4/3, 4/3). O gradiente ∇f = (1+y, 1+x, 0) vale (2,2,0) em (1,1,1). Pela regra da cadeia, df/dt = 2·(2/3) + 2·(−4/3) = −4/3.

Análise das alternativas

As demais opções vêm de não normalizar o vetor tangente, de esquecer o fator de velocidade 2 ou de erros no gradiente.

Referência: Cálculo: regra da cadeia para funções de várias variáveis ao longo de curvas.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Numérico Interpolação Polinomial — Fórmula de Newton

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Analise a tabela abaixo.

Tabela: x = −1, 0, 3; f(x) = 15, 8, −1.

Com base nessa tabela e usando a fórmula de Newton do polinômio de interpolação, qual é o valor de f(1)?
Selecione uma alternativa

Álgebra Linear Matrizes — Inversa e Transposta

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Sejam A e B matrizes quadradas de mesma ordem e inversíveis. A solução da equação matricial BAXᵀ = B, onde X é a variável e Xᵀ é a transposta de X é
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Como A e B são inversíveis, X = (A⁻¹)ᵀ.

Multiplicando BAXᵀ = B por B⁻¹ à esquerda, obtém-se AXᵀ = I. Multiplicando por A⁻¹, vem Xᵀ = A⁻¹. Transpondo os dois lados, X = (A⁻¹)ᵀ.

Análise das alternativas

A omite a transposição. B e C não têm relação com a equação. D, (Aᵀ)⁻¹, é igual a (A⁻¹)ᵀ, mas não foi o item marcado como gabarito (E, a forma direta).

Referência: Álgebra Linear: matrizes inversas e transpostas.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Álgebra Linear Bases Ortogonais

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Se w⃗ = xi⃗ + yj⃗ + zk⃗ é um vetor unitário do ℜ³ de modo que o conjunto dos vetores u⃗ = i⃗ + j⃗ + k⃗ , v⃗ = −i⃗ + ½j⃗ + ½k⃗ e w⃗ forma uma base ortogonal em ℜ³, então, |x| + |y| + |z| é igual a
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

O vetor w é unitário, ortogonal a u e a v, e |x|+|y|+|z| = √2.

Verifica-se que u·v = −1 + ½ + ½ = 0. O vetor w deve ser paralelo a u × v = (0, −3/2, 3/2), logo w = (0, ∓1/√2, ±1/√2) após a normalização. Assim, |x| + |y| + |z| = 0 + 1/√2 + 1/√2 = √2.

Análise das alternativas

As demais opções não correspondem à soma dos módulos das componentes de w. Os valores √2/2 e 2√3/3 aparecem se a normalização for feita incorretamente.

Referência: Álgebra Linear: bases ortogonais e produto vetorial.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Séries Numéricas — Cálculo de Somas

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

O valor da soma de n=1 a +∞ de (2n − 1)/2^(2n) é
Selecione uma alternativa

Álgebra Linear Dependência e Independência Linear

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Considere V um espaço vetorial e A = { v₁, v₂, v₃, . . . , vₙ } um conjunto ortogonal de vetores não nulos do espaço vetorial V. Sendo assim, pode-se afirmar que o conjunto A
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Um conjunto ortogonal de vetores não nulos é linearmente independente.

Se c₁v₁ + … + cₙvₙ = 0, o produto interno com vⱼ elimina todos os termos, exceto cⱼ‖vⱼ‖² = 0. Como vⱼ ≠ 0, tem-se cⱼ = 0 para todo j. Logo o conjunto é LI.

Análise das alternativas

B contradiz a independência. C: a dimensão depende de n. D: A só seria base se gerasse V. E: um conjunto finito de vetores não é subespaço, mas sim o seu gerado.

Referência: Álgebra Linear: conjuntos ortogonais e independência linear.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Álgebra Linear Dimensão de Subespaços Vetoriais

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

O subespaço W de ℜ⁴ gerado pelos quatro vetores v⃗₁ = (1,−1,2,2); v⃗₂ = (−3,−4,1,−2); v⃗₃ = (0,1,7,4) e v⃗₄ = (−5,7,4,−2) tem dimensão:
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Os quatro vetores têm posto 3, então dim W = 3.

Escalonando: v2 + 3v1 = (0,−7,7,4) e v4 + 5v1 = (0,2,14,8). Usando v3 = (0,1,7,4) como pivô, (0,−7,7,4) + 7v3 = (0,0,56,32), que é não nulo. Já (0,2,14,8) − 2v3 = (0,0,0,0), o que mostra que v4 é combinação linear dos outros. O posto é 3.

Análise das alternativas

A e B: há pelo menos três vetores LI (v1, v3 e o vetor (0,0,56,32)). D: v4 é dependente dos demais. E: a dimensão de um subespaço gerado por 4 vetores não pode ser 5.

Referência: Álgebra Linear: posto e dimensão do subespaço gerado.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Equações Diferenciais Equações Diferenciais de Segunda Ordem — Problema de Valor Inicial

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

A solução do problema de valor inicial x d²y/dx² + dy/dx + x = 0, y(1) = 1, y'(1) = 1/2, x ∈ ℜ⁺, x ≠ 0 é
Selecione uma alternativa

Equações Diferenciais Equações Diferenciais Lineares de Primeira Ordem

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Considere o seguinte problema de valor inicial: dy/dt − y(t) = eᵗ f(t), y(0) = 0, onde f(t) = 1 se 0 ≤ t < 1 e f(t) = 2 se t ≥ 1. Qual é o valor de y(2)?
Selecione uma alternativa

Cálculo Diferencial e Integral Teorema de Stokes

Diretoria de Ensino da Marinha 2013 Superior

Marinha do Brasil · Professor do Magistério Superior · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Qual é o trabalho realizado pelo campo de forças F⃗(x,y,z) = xy i⃗ + 2 j⃗ + (z² + y) k⃗ , x, y, z ∈ ℜ, ao deslocar uma partícula ao longo da curva C, interseção da esfera x² + y² + z² = 4 com o cone z = √(x² + y²) , orientada de forma que sua projeção no plano xy seja anti-horária?
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Pelo teorema de Stokes, o trabalho é zero.

A interseção é o círculo x² + y² = 2 em z = √2. O rotacional de F é (1, 0, −x). Aplicando Stokes ao disco plano em z = √2, com normal k, o trabalho é ∬(−x) dA. Essa integral se anula porque o disco é simétrico em relação ao eixo y e o integrando é ímpar em x.

Análise das alternativas

A, B, C e D são valores não nulos que não aparecem no cálculo. A componente k do rotacional é −x, que integra a zero sobre um disco centrado na origem.

Referência: Cálculo vetorial: Teorema de Stokes.

Resolução comentada do VaiConcursos.