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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 2 de 3 · 49 com gabarito

Álgebra Linear Combinação Linear

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

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

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No espaço vetorial dos polinômios de grau menor ou igual a 2, o polinômio p(t) = 2t² − t + 3, quando escrito como combinação linear dos polinômios m(t) = t² − 2t + 5, n(t) = −t² + 3t e r(t) = t − 1, tem por expressão:
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Resolução comentada

p = (4/3)m − (2/3)n + (11/3)r.

Impondo p = αm + βn + γr e igualando os coeficientes: t²: α − β = 2; t: −2α + 3β + γ = −1; constante: 5α − γ = 3. Resolvendo, α = 4/3, β = −2/3 e γ = 11/3.

Análise das alternativas

A, B, D e E têm coeficientes que não satisfazem as três equações. Por exemplo, em D e B o coeficiente de n teria sinal incorreto para α − β = 2.

Referência: Álgebra Linear – Combinação linear em P₂.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Máximos e Mínimos de Funções de Várias Variáveis

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

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Considerando a função f de duas variáveis reais definida por f(x,y) = 3axy − x³ − y³, com a > 0, é correto afirmar, sobre os extremos relativos de f, que:
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Resolução comentada

Pontos críticos (0,0) é sela e (a,a) é máximo: apenas um máximo.

fx = 3ay − 3x² = 0 e fy = 3ax − 3y² = 0 dão os pontos (0,0) e (a,a). O Hessiano é H = 36xy − 9a². Em (0,0), H = −9a² 0 e fxx = −6a < 0, logo é máximo local.

Análise das alternativas

A e E dizem haver dois máximos ou um mínimo, mas só existe um máximo. B está errada porque (a,a) é extremo. C está errada porque não há mínimo.

Referência: Cálculo II – Teste da segunda derivada.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Álgebra Linear Potência de Matrizes

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Sendo A = matriz 2×2 com linhas (1, i) e (0, 2) com elementos em ℂ, pode-se dizer que A¹² é
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Equações Diferenciais EDO Lineares de Ordem Superior Não Homogêneas

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

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A solução da equação diferencial y‴−8y=3e³ˣ é igual a
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Cálculo Diferencial e Integral Integral de Linha — Trabalho

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Considere que um objeto de peso desprezível se mova sobre a curva γ: R⃗(u) = (u, u², u³), desde o ponto O(0,0,0) até o ponto P(1,1,1), sob a ação de uma força , definida por F⃗(x,y,z) = (eˣ, 2xeᶻ, 3x senπy²). O trabalho realizado pelo objeto para ir desde O até P vale
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Trabalho = ∫F·dR = (7/3)(e−1) + 9/(2π).

Com R(u) = (u,u²,u³), dR = (1,2u,3u²)du. O integrando é F·dR = e^u + 4u²e^{u³} + 9u³ sen(πu⁴). Integrando de 0 a 1: (e−1) + (4/3)(e−1) + 9/(4π)·[−cos(πu⁴)]₀¹ = (7/3)(e−1) + 9/(2π).

Análise das alternativas

B tem (e+1) e D tem sinal negativo no último termo, ambos por erros de sinal. C tem a forma (7e−1)/3, que equivale a (7/3)(e−1) + 2, errando uma constante. E tem 9π/4, de erro na primitiva de sen.

Referência: Cálculo III – Integral de linha de campo vetorial.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Série de Maclaurin

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

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Seja f a função de variável real definida por f(t) = t sen(t²). Então, a série de MacLaurin de f tem por expressão:
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Álgebra Linear Posto de Matrizes — Espaço Linha

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A dimensão do espaço linha da matriz M = Matriz 4×3 com linhas (1, 1, 1), (1, 2, 0), (1, 1, 1) e (1, 0, 2) é igual a
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Álgebra Linear Autovalores e Autovetores

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Os autovalores da matriz M = matriz 3×3 com linhas (1, 2, 1), (0, 1, 0) e (1, 3, 1) são iguais a
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Cálculo Diferencial e Integral Comprimento de Arco

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O comprimento de arco da curva (x − 2)^(2/3) + (y − 1)^(2/3) = 4^(2/3) em unidades de comprimento é igual a
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Cálculo Diferencial e Integral Séries de Potências — Intervalo de Convergência

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O intervalo de convergência da série Somatório de n = 1 a +∞ de (1/(3^n √n)) (x − 7)^n é igual a
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Geometria Analítica Distância de Ponto a Reta

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Calcule a distância do ponto C(2,1,−2) à reta que passa pelos pontos A(3,−4,1) e B(−1,2,5), e assinale a opção correta.
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Distância de C à reta AB: √(474/17).

Com AB = (−4,6,4) e AC = (−1,5,−3), AB×AC = (−38,−16,−14), de módulo² 1896. Como |AB|² = 68, d² = 1896/68 = 474/17. Logo d = √(474/17).

Análise das alternativas

A e D têm raiz e denominador fora da raiz, o que não corresponde a d² = 474/17. B e E dão d² diferentes (179·16/289 e 179/17), que não coincidem com 474/17.

Referência: Geometria Analítica – Distância ponto-reta: |AB×AC|/|AB|.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Volume de Sólidos de Revolução

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A rotação da região compreendida pela curva ay²=x³, o eixo das ordenadas e a reta y=a, girando em torno da reta y=a, com a > 0, produz um sólido S. É correto afirmar que o volume de S é igual a:
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Resolução comentada

Volume do sólido gerado por rotação em torno de y=a: (9/20)πa³.

A curva é y = x^{3/2}/√a, com x de 0 a a. Girando em torno de y = a, o raio do disco é a − x^{3/2}/√a. V = π∫₀^a (a² − 2√a·x^{3/2} + x³/a)dx = πa³(1 − 4/5 + 1/4) = (9/20)πa³.

Análise das alternativas

(3/5), (π/4), (6/5) e 2 vezes πa³ vêm de erros no raio do disco, nos limites ou em termos do desenvolvimento do quadrado.

Referência: Cálculo I – Volume de sólidos de revolução (discos).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Derivadas — Interpretação Geométrica

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A curva y = f(x), denominada tratória, é tal que o comprimento de cada segmento da tangente, ou seja, a distância do ponto de tangência à interseção com o eixo x é constante e igual a c, onde c > 0. Pode-se afirmar que a derivada dy/dx é igual a
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Cálculo Diferencial e Integral Convergência de Séries Numéricas

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Com relação às séries S₁ = 1 + 1/2² + 1/3³ + 1/4⁴ + … , S₂ = 1 + 1/√2 + 1/√3 + 1/√4 + … e S₃ = 2/(2·3·4) + 4/(3·4·5) + 6/(4·5·6) + … é correto afirmar que:
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Álgebra Linear Matrizes, Espaços Vetoriais e Transformações Lineares

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Com relação à Teoria das Matrizes, aos Espaços Vetoriais, às Transformações Lineares e às Integrais de Superfície, coloque V (verdadeiro) ou falso F (falso), e assinale, a seguir, a opção correta.

( ) Toda matriz simétrica tem inversa também simétrica.
( ) Teorema de Gauss pode ser aplicado em qualquer superfície.
( ) Sendo A e B matrizes quadradas de ordem n, não singulares, então (AB)⁻¹=B⁻¹A⁻¹.
( ) Em todo operador linear T: V → V, tem-se Dim(V) = Dim(KerT) + Dim(Im T).
( ) Se V e U são espaços vetoriais de dimensão m e n, respectivamente, então a dimensão do homeomorfismo de V e U vale m+n.
( ) Todo sistema gerador de um espaço vetorial é um conjunto de vetores LI.
( ) Espaço vetorial dos polinômios de determinada variável e grau menor ou igual a n tem dimensão (n+1).
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Resolução comentada

F, F, V, V, F, F, V.

1) Falso: nem toda matriz simétrica é inversível (e, quando é, a inversa é simétrica). 2) Falso: o teorema de Gauss exige superfície fechada e orientada. 3) Verdadeiro: (AB)⁻¹ = B⁻¹A⁻¹. 4) Verdadeiro: é o teorema do núcleo e da imagem. 5) Falso: dim L(V,U) = m·n. 6) Falso: um sistema gerador pode ser LD. 7) Verdadeiro: dim = n+1.

Análise das alternativas

A, B e D marcam como verdadeira ao menos uma das afirmações 1, 2 ou 5, que são falsas. C marca a 7 como falsa, mas ela é verdadeira.

Referência: Álgebra Linear; Cálculo Vetorial (teorema da divergência).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Diferencial e Integral Integrais Triplas — Massa de Sólidos

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Um cone circular reto de metal, tendo sua base apoiada no plano xy, possui densidade num ponto qualquer P igual a 20(5 - r)g/dm³, onde r é a distância em dm entre o ponto P e o eixo do cone. Se a altura e o raio do cone medem cada um 3dm, é correto afirmar que a massa do sólido é igual a
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Resolução comentada

Massa do cone com densidade 20(5−r) é 630π g.

Em coordenadas cilíndricas, o cone vai de z = 0 até z = 3 − r, com r de 0 a 3. M = ∫₀^{2π}∫₀³ 20(5−r)(3−r) r dr dθ = 40π∫₀³(15r − 8r² + r³)dr = 40π(67,5 − 72 + 20,25) = 40π·15,75 = 630π.

Análise das alternativas

495π, 540π, 765π e 1890π resultam de erros de limites, do fator r do jacobiano ou de aritmética.

Referência: Cálculo III – Integrais triplas em coordenadas cilíndricas.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Numérico Regra do Trapézio

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A Regra do Trapézio, utilizada para aproximar o cálculo de integrais definidas, quando aplicada em ∫₁¹² x²dx, com 11 subintervalos, apresenta como resultado:
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Resolução comentada

Trapézio com h=1 para ∫x² de 1 a 12: 577,5.

Com 11 subintervalos, h = 1. T = h[(f(1)+f(12))/2 + Σ f(2..11)] = (1+144)/2 + (506−1) = 72,5 + 505 = 577,5. A soma de 1² até 11² é 506.

Análise das alternativas

O valor exato é 575, e o trapézio superestima por convexidade. 578 e 650 não resultam do cálculo. 1082,5 e 1155 são aproximadamente o dobro, por esquecer o fator 1/2 nos extremos ou a divisão.

Referência: Cálculo Numérico – Regra do Trapézio composta.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Numérico Regra de Simpson

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Calculando ∫₀⁶ x/(4 + x²) dx pela Regra de Simpson, considerando uma partição regular constituída de 6 subintervalos e 3 casas decimais, obtém-se, aproximadamente:
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Simpson com h=1 e 6 subintervalos dá ≈ 1,154 ≈ 0,115×10.

Com h = 1, f(0)=0, f(1)=0,2, f(2)=0,25, f(3)=0,2308, f(4)=0,2, f(5)=0,1724 e f(6)=0,15. Simpson: (1/3)[0 + 4(0,2+0,2308+0,1724) + 2(0,25+0,2) + 0,15] = (1/3)(3,4627) ≈ 1,154, isto é, 0,115×10.

Análise das alternativas

0,400 e 0,105×10 não vêm do cálculo correto. 0,130×10 e 0,345×10 superestimam bastante (o valor exato é (1/2)ln10 ≈ 1,151).

Referência: Cálculo Numérico – Regra de Simpson (1/3) composta.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Numérico Interpolação Polinomial

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Considere um polinômio interpolador de grau 3, P₃(x), para os pontos (0,0), (0.5,y), (1,3) e (2,2). Sabendo que o coeficiente de x³ em P₃(x) vale 6. É correto afirmar que o valor de y é igual a
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Resolução comentada

Coeficiente de x³ = diferença dividida de ordem 3 = 6 ⇒ y = 4,25.

O coeficiente de x³ do interpolador é a diferença dividida f[0; 0,5; 1; 2]. Calculam-se f[0;0,5] = 2y, f[0,5;1] = 6−2y e f[1;2] = −1. Então f[0;0,5;1] = 6−4y e f[0,5;1;2] = (2y−7)/1,5. Impondo que a diferença de ordem 3 seja 6: (2y−7)/1,5 − (6−4y) = 12, o que dá 8y = 34 e y = 4,25.

Análise das alternativas

-2,75, -0,75, 1,5 e 12,75 não satisfazem a condição de coeficiente 6 para x³.

Referência: Cálculo Numérico – Interpolação, diferenças divididas.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Cálculo Numérico Método de Newton-Raphson

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A equação x² - 6 = 0 possui uma raiz real no intervalo [0,4]. Considerando uma aproximação inicial ρ₀= 1 e adotando duas iterações pelo Método de Newton - Raphson, assinale a opção que apresenta uma nova aproximação com duas decimais para tal raiz.
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Newton para x²−6 com x₀=1: x₁=3,5; x₂≈2,607 ≈ 2,60.

A iteração é x_{n+1} = x_n − (x_n² − 6)/(2x_n). Com x₀ = 1: x₁ = 1 + 5/2 = 3,5. Então x₂ = 3,5 − 6,25/7 ≈ 2,607. O valor mais próximo entre as opções, e o gabarito oficial, é 2,60.

Análise das alternativas

0,05, 0,55, 1,00 e 1,75 estão longe da raiz √6 ≈ 2,449 e não resultam de duas iterações corretas.

Referência: Cálculo Numérico – Método de Newton-Raphson.

Resolução comentada do VaiConcursos.