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Marinha do Brasil — CP-T/2015 (Quadro Técnico do Corpo Auxiliar da Marinha) — Matemática — Prova Amarela

Marinha do Brasil · Oficial do Quadro Técnico do Corpo Auxiliar da Marinha — Matemática

Diretoria de Ensino da Marinha2015

50 questões nesta prova · página 1 de 3 · 49 com gabarito

Cálculo Diferencial e Integral Taxas Relacionadas

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

Marinha do Brasil · Oficial do Quadro Técnico do Corpo Auxiliar da Marinha — Matemática · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Suponha que uma escada de 5,1 metros de comprimento se apoie em um muro vertical. Se a extremidade inferior da escada se afasta do muro à razão de 0,9 metros por segundo, quão rapidamente a extremidade superior se desloca em relação ao topo do muro, no instante em que a inferior dista 2,4 metros do muro?
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Resolução comentada

x²+y²=5,1²; com x=2,4 então y=4,5 e dy/dt=−48 cm/s.

Pelo vínculo x²+y²=5,1², com x=2,4 obtém-se y=4,5. Derivando: x·x' + y·y' = 0, logo y' = −(x/y)·x' = −(2,4/4,5)·0,9 = −0,48 m/s = −48 cm/s. O sinal negativo indica que o topo desce.

Análise das alternativas

+48 ignora que o topo desce. 96 e 144 (e −144) resultam de erros na razão x/y ou nas unidades.

Referência: Taxas relacionadas; teorema de Pitágoras.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Equações Diferenciais Transformada de Laplace

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Analise o gráfico a seguir.

Gráfico da função degrau F(t) no plano t × F(t), eixo t de 0 a 10 e eixo vertical de −3 a 4: segmento em y = 3 de t = 0 a t = 1, em y = 2 de t = 1 a t = 4, em y = −2 de t = 4 a t = 5, em y = 1 de t = 5 a t = 7 e em y = 0 a partir de t = 7, com ponto cheio no início de cada segmento.

Tendo em vista as informações contidas no gráfico acima, assinale a opção que apresenta a transformada de Laplace da função F da variável real t.
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Cálculo Diferencial e Integral Volume de Sólidos de Revolução

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

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O volume gerado pela região R, limitada pela curva b²x²+a²Y² = a²b², onde a,b ∈ ℝ⁺*, girando ao redor da reta x = a, em unidades de volume, é igual a
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Resolução comentada

Pelo Teorema de Pappus, V = 2π·a·(πab) = 2π²a²b.

A elipse tem área πab e centroide em (0,0). A reta x=a está a distância a do centroide. Pelo Teorema de Pappus-Guldin, V=2π·a·πab = 2π²a²b.

Análise das alternativas

As demais trocam os expoentes de a e b ou o fator π. A rotação ocorre em torno de x=a, então o fator multiplicador é a (distância do centroide), não b.

Referência: Teorema de Pappus-Guldin.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Teorema de Stokes

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O fluxo do rotacional do campo vetorial definido no domínio da função F⃗(x,y,z)=(3z,5x,−2y) através da superfície S do cilindro x²+y²=1, situada abaixo do plano y−z+3=0 e acima do plano xy, com normal exterior, é igual a
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Resolução comentada

rot F=(−2,3,5); o fluxo pela lateral do cilindro é 3π.

rot F=(−2,3,5). Na lateral, a normal exterior é (x,y,0) e dS=dz dθ, com z de 0 a y+3. O integrando é (−2x+3y) = −2cosθ+3senθ. Assim o fluxo é ∫₀^{2π}(−2cosθ+3senθ)(senθ+3)dθ. Só sobrevive o termo 3sen²θ, cuja integral é 3π.

Análise das alternativas

As demais valores (6π−9, 3π+9, 3π+18, 6π) vêm de somar termos que se anulam por simetria ou de errar o coeficiente de sen²θ.

Referência: Teorema de Stokes; fluxo do rotacional.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Área de Superfície

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A área da parte da superfície esférica x²+y²+z²=4x que é delimitada no interior do cone y²+z²=x², em unidades de área, é igual a
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Resolução comentada

A parte da esfera dentro do cone é uma semiesfera de raio 2: área 8π.

A esfera é (x−2)²+y²+z²=4, de raio 2 e centro (2,0,0). Sobre ela, y²+z²=4x−x². A condição y²+z²≤x² dá 4x≤2x², ou seja, x≥2. Isso é exatamente a metade da esfera, de área ½·4π·2²=8π.

Análise das alternativas

4π, 6π, 10π e 12π não correspondem à semiesfera de raio 2; 4π seria um quarto da esfera.

Referência: Área de superfície esférica: 4πr².

Resolução comentada do VaiConcursos.

Equações Diferenciais EDO Lineares de Segunda Ordem com Coeficientes Constantes

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Analise a equação a seguir.

Equação diferencial: 2 d²y/dz² + 3 dy/dz + 5y = 0

Qual é a solução da equação diferencial acima?
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Geometria Analítica Circunferência — Reta Tangente

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

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Qual é a equação da reta tangente à circunferência X²+Y²−2X+3Y−4=0, no ponto M(2,−4)?
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Resolução comentada

Reta tangente em M é perpendicular ao raio CM: 2X−5Y−24=0.

Completando quadrados, o centro é C(1,−3/2), e M(2,−4) pertence à circunferência. O vetor CM é (1,−5/2). A tangente é 1(x−2) − (5/2)(y+4)=0, ou seja, 2x−5y−24=0.

Análise das alternativas

As demais retas têm vetor normal diferente de (2,−5) ou não passam por M(2,−4), portanto não são tangentes em M.

Referência: Geometria analítica: tangente a circunferência é perpendicular ao raio no ponto de tangência.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Domínio e Imagem de Funções

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Analise a função abaixo.

f(x) = (x+2)(x² − 2x − 35) / (x² + 7x + 10).

Considere f a função de variável real x, definida pela equação acima. Logo, o domínio e a imagem de f são dados, respectivamente, por:
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Cálculo Diferencial e Integral Sequências Numéricas

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A sequência

Sequência { L(n+1)/(n+1) + 1 }, com n de 2 a +∞

onde L é o logaritmo natural, é
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Cálculo Diferencial e Integral Integral Definida — Somas de Riemann

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Sendo T a amplitude do intervalo [0,T] ⊂ ℝ, então

Limite, quando n → +∞, de { (aT/n)·(T/n) + (2at/n)·(T/n) + … + ((n+1)aT/n)·(T/n) }

Onde a>0, é igual a
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Equações Diferenciais Transformada Inversa de Laplace

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A transformada inversa de Laplace de f(s) = 2e^(−(π/4)s) / (s² + s + 3) é uma função F(t) definida para todo t>0. Então, o valor de F(4π/(3√11) + π/4) é:
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Cálculo Diferencial e Integral Teorema da Divergência

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Seja S a porção do cilindro x²+(y−1)²=4 situada entre os planos z=0 e y+z=5. Determine o fluxo do campo vetorial Campo vetorial F(x, y, z) = (−x, 1 − y, y³e^(z²)) através da superfície S, com vetor normal apontando para fora de S, e assinale a opção correta.
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Cálculo Diferencial e Integral Área de Regiões Planas — Curvas Paramétricas

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Calcule a área do setor da elipse x = a cos u, y = b sen u, desde u = 0 até u = m para u ∈ [0,2π], e assinale a opção correta.
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Resolução comentada

Área do setor elíptico de u=0 a u=m é abm/2.

A área varrida a partir da origem é ½∫(x dy − y dx). Com x=a cos u e y=b sen u, x dy − y dx = ab(cos²u+sen²u)du = ab du. Logo A=½∫₀^m ab du = abm/2.

Análise das alternativas

As alternativas A, B, C e D têm fator ou potência errados. Faltam o ½ ou a dependência linear em m, ou aparecem potências indevidas de a, b e m.

Referência: Área em coordenadas paramétricas (Green): A=½∮(x dy−y dx).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Limites no Infinito

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Calcule Limite, quando x → −∞, de √(3x² + 5x + 7) / (5x + 11) e assinale a opção correta.
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Cálculo Diferencial e Integral Área em Coordenadas Polares

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A área da região R exterior à curva ρ = 4(1−cos θ) e interior à curva ρ = 4, em unidades de área, é igual a
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Resolução comentada

Área = região do círculo ρ=4 fora da cardioide, para −π/2≤θ≤π/2: 32−4π = 32(1−π/8).

A cardioide fica dentro do círculo quando 4(1−cosθ)0, ou seja, θ∈(−π/2,π/2). A área é 2·½∫₀^{π/2}[16−16(1−cosθ)²]dθ = 16∫₀^{π/2}(2cosθ−cos²θ)dθ = 16(2−π/4) = 32−4π = 32(1−π/8).

Análise das alternativas

A, B, D e E têm coeficientes ou sinais que não correspondem a 32−4π, em geral por limites de integração errados ou por esquecer a simetria.

Referência: Área em coordenadas polares: A=½∫(ρ₂²−ρ₁²)dθ.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Limites de Sequências — Número e

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Questão anulada

Calcule Limite, quando n → +∞, de ((n + 1)/(n + 3))^(n+1), e assinale a opção correta.
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Cálculo Diferencial e Integral Integrais Trigonométricas

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A antiderivada mais geral de ∫3 sen 3x cos 4x dx tem por expressão:
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Resolução comentada

Produto seno-cosseno vira soma: 3 sen3x cos4x = (3/2)(sen7x − senx).

Pela identidade sen a cos b = ½[sen(a+b)+sen(a−b)], temos 3 sen3x cos4x = (3/2)(sen7x − sen x). Integrando: ∫sen7x dx = −cos7x/7 e −∫sen x dx = +cos x. O resultado é (3/2)(−(1/7)cos7x + cos x)+c.

Análise das alternativas

A, C, D e E erram o sinal ou o fator 1/7 na integração de sen7x, ou o coeficiente de cos x.

Referência: Identidades de prostaférese; integrais trigonométricas.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Comprimento de Arco em Coordenadas Polares

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O comprimento de arco da curva ρ = b(1 + cos θ), onde b ∈ ℝ⁺*, em unidades de comprimento, é igual a
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Cálculo Diferencial e Integral Derivadas

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Uma função f de variável real é definida por f(x)=|x⁴+x³−3x−5|. Sendo assim, o valor da expressão 2f'(0)−f(−2)f'(−1) é
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Resolução comentada

Com g=x⁴+x³−3x−5 negativa em x=0 e x=−1, f'=−g', e o valor é −30.

Seja g(x)=x⁴+x³−3x−5, com g'(x)=4x³+3x²−3. Em x=0, g=−5<0, então f=−g e f'(0)=−g'(0)=3. Em x=−1, g=−2<0, então f'(−1)=−g'(−1)=−(−4)=4. Além disso, f(−2)=|16−8+6−5|=9. Logo 2·3−9·4=6−36=−30.

Análise das alternativas

As demais resultam de erro de sinal ao derivar o módulo ou de cálculo errado de f(−2) e f'(−1).

Referência: Derivada de função modular: f'=sinal(g)·g'.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Reta Tangente a Curvas

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O comprimento do segmento que a tangente à curva y = x³, pelo ponto M(1,1), determina quando intercepta essa mesma curva é igual a
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Resolução comentada

Tangente a y=x³ em (1,1) corta a curva em (-2,-8); distância = 3√10.

Em M(1,1), y'=3x²=3, então a tangente é y=3x−2. Igualando a x³: x³−3x+2=0, que fatora em (x−1)²(x+2)=0. O outro ponto de interseção é (−2,−8). A distância entre (1,1) e (−2,−8) é √(9+81)=√90=3√10.

Análise das alternativas

As demais (√82, 6√2, √58, 5√10) não correspondem à distância √90 entre (1,1) e (−2,−8).

Referência: Reta tangente; fatoração de polinômios; distância entre pontos.

Resolução comentada do VaiConcursos.