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EsPCEx — Concurso de Admissão 2021 — Provas de Matemática, Geografia, História e Inglês (2º dia) — Modelo D

Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx) — Exército Brasileiro · Concurso de Admissão à EsPCEx

EsPCEx2021

56 questões nesta prova · página 1 de 3 · 56 com gabarito

Matemática Polinômios — Valor Numérico

EsPCEx 2021

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Considere a função p: ℝ → ℝ dada por p(x) = x⁵ – 5x⁴ + 10x³ – 10x² + 5x – 1 e a função q: ℝ → ℝ onde q(x) = p(x – 2000). O valor numérico de q(2021) é igual a
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p(x) é o desenvolvimento de (x−1)^5, então q(x) = (x−2001)^5.

Os coeficientes 1, −5, 10, −10, 5, −1 são os do binômio, então p(x) = (x−1)^5. Assim q(x) = p(x−2000) = (x−2001)^5. Logo q(2021) = 20^5 = 3.200.000.

Análise das alternativas

A, B, D e E são valores que não correspondem a 20^5; resultam de tentar calcular o polinômio diretamente ou de erro na translação x−2000.

Referência: Binômio de Newton.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Progressão Aritmética — Soma dos Termos

EsPCEx 2021

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O Cap R. Gomes é um autêntico “canga”, isto é, um militar que não apenas coopera com os membros de sua equipe, mas estimula superiores, pares e subordinados ao bom cumprimento das missões. Em particular, ele incentiva um grupo de militares a melhorar o desempenho na corrida. Para tal, criou um programa de treinamento em que é preciso correr exatamente 576 Km no total, começando com 26 Km na primeira semana e, a partir da segunda, acrescentando exatos 4 Km a cada semana, ou seja, cada integrante do grupo deve correr exatamente 26 Km na 1ª semana, 30 Km na 2ª semana, 34 Km na 3ª semana e assim sucessivamente. Após quantas semanas a meta de 576 Km será atingida?
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Resolução comentada

Soma de PA (26, 30, 34, ...) igual a 576.

Sn = n[2·26 + 4(n−1)]/2 = 2n² + 24n. Fazendo 2n² + 24n = 576 obtém-se n² + 12n − 288 = 0, cujas raízes são n = 12 e n = −24. Logo são necessárias 12 semanas.

Análise das alternativas

Com 10 semanas a soma é 440 e com 11 é 506, ambas abaixo de 576. Com 13 a soma é 650 e com 14 é 728, que ultrapassam 576. A meta de 576 km é atingida exatamente com 12 semanas.

Referência: Soma dos n primeiros termos de uma PA.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Determinantes

EsPCEx 2021

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Sejam x um ângulo qualquer, em radianos, e i a unidade imaginária. O determinante da matriz
Matriz 3×3 com linhas: (cos(2x), −i, −sen(x)); (i, 1, i·sen(x)); (sen(x), 0, 1).
é igual a
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Matemática Números Complexos — Potências de i

EsPCEx 2021

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Simplificando-se a expressão (2 − 2i)¹⁰ / i²⁰²¹, onde i é a unidade imaginária, obtém-se
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Potência de número complexo na forma trigonométrica e potência de i.

2 − 2i tem módulo 2√2 e argumento −45°. Elevado a 10, fica (2√2)^10 · cis(−450°) = 2^15 · cis(−90°) = −2^15·i. Como 2021 = 4·505 + 1, i^2021 = i. Então o resultado é −2^15·i / i = −2^15.

Análise das alternativas

A mantém o i, esquecendo de dividir por i^2021. B, C e E erram o sinal, o módulo ou a unidade imaginária. O módulo correto é 2^15 e o resultado é real e negativo.

Referência: Fórmula de De Moivre; ciclo de potências de i.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Progressão Geométrica — Soma Infinita

EsPCEx 2021

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Considere i a unidade imaginária. A soma infinita 5i − 5/2 − 5i/4 + 5/8 + 5i/16 − 5/32 − 5i/64 + …, onde o n-ésimo termo é dado por 5iⁿ/2ⁿ⁻¹ (n = 1, 2, 3 …), resulta no número complexo cujas partes real e imaginária são, respectivamente, iguais a
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Resolução comentada

Soma infinita de PG complexa de primeiro termo 5i e razão i/2.

A razão é q = i/2, com |q| = 1/2 < 1, então a soma converge. S = 5i/(1 − i/2) = 10i/(2 − i) = 10i(2 + i)/5 = 2i(2 + i) = 4i − 2. A parte real é −2 e a parte imaginária é 4.

Análise das alternativas

A, B, C e D trocam os sinais ou invertem as partes real e imaginária. Só (−2, 4) corresponde a −2 + 4i.

Referência: Soma dos termos de PG infinita: S = a1/(1 − q).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Inequação Exponencial

EsPCEx 2021

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O número de soluções inteiras que satisfaz a inequação 4ˣ − 10·2ˣ + 16 < 0 é igual a
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Inequação exponencial resolvida com a substituição t = 2^x.

Com t = 2^x, a inequação fica t² − 10t + 16 < 0, ou seja, 2 < t < 8. Logo 2 < 2^x < 8, isto é, 1 < x < 3. O único inteiro nesse intervalo aberto é x = 2.

Análise das alternativas

A, B e C contam mais inteiros, o que só ocorreria se os extremos 1 e 3 fossem incluídos, mas a desigualdade é estrita. E (0) ignora x = 2.

Referência: Inequação exponencial e inequação do 2º grau.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Logaritmos — Propriedades e Mudança de Base

EsPCEx 2021

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O produto
Produto (log₃ 12) · [log₄(10 elevado a log₁₀ 7)] · [log₁₂(log₁₁ 11⁴)] · (log₇ 81).
é igual a
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Matemática Equação Modular

EsPCEx 2021

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O número de soluções, em ℝ, da equação |x + 2| + |x − 1| = x + 1, é igual a
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Equação modular |x+2| + |x−1| = x+1 analisada por intervalos.

Se x ≥ 1: 2x+1 = x+1 dá x = 0, que não pertence ao intervalo. Se −2 ≤ x < 1: 3 = x+1 dá x = 2, que não pertence ao intervalo. Se x < −2: −2x−1 = x+1 dá x = −2/3, que também não pertence ao intervalo. Não há solução real.

Análise das alternativas

As alternativas B, C, D e E indicam 1 ou mais soluções, mas todas as raízes encontradas caem fora dos intervalos em que foram obtidas, portanto são descartadas.

Referência: Definição de módulo e análise por casos.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Geometria Plana — Retângulo Inscrito em Triângulo (Área Máxima)

EsPCEx 2021

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Quais as medidas, em centímetros, dos lados do retângulo de maior área que está contido em um triângulo equilátero de lado 8 cm, estando a base do retângulo situada num lado desse triângulo?
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Retângulo de área máxima inscrito em triângulo equilátero de lado 8, com a base apoiada em um lado.

A altura do triângulo é 4√3. Para um retângulo de altura h, por semelhança, a base é b = 8(1 − h/(4√3)). A área A = b·h é uma parábola em h, com máximo em h = 2√3 (metade da altura). Nesse ponto b = 4, então os lados medem 4 e 2√3.

Análise das alternativas

A, B, C e D não atendem à relação b = 8 − 2h/√3 com h = 2√3 (b = 4), que é o ponto de máximo. Por exemplo, 4 e √3 dá área menor que 8√3, e 2 e 2√3 nem satisfaz a relação de semelhança.

Referência: Semelhança de triângulos e máximo de função quadrática.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Geometria Espacial — Esfera Circunscrita ao Cone

EsPCEx 2021

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Calculando-se o volume de uma esfera circunscrita a um cone equilátero cujo raio da base mede √3 cm, obtém-se
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Esfera circunscrita a cone equilátero: o raio da esfera é o raio da circunferência circunscrita ao triângulo equilátero da seção meridiana.

No cone equilátero a geratriz é igual ao diâmetro da base, então g = 2√3 cm. A seção meridiana é um triângulo equilátero de lado 2√3. A esfera circunscrita tem raio R = lado/√3 = 2 cm. Logo V = (4/3)π·2³ = 32π/3 cm³.

Análise das alternativas

A (8π/3) corresponde a R = 1. B (4π/3) vem de usar R = √3/… ou R = 1 com erro de fator. C (16π/3) e D (64π/3) vêm de erros no cálculo de R, que daria R³ = 4 e R³ = 16. Só R = 2 dá 32π/3.

Referência: Geometria espacial: cone equilátero e esfera circunscrita; V = 4πR³/3.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Probabilidade — Evento Complementar

EsPCEx 2021

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Um aluno da EsPCEx tem a probabilidade de 60% de acertar um problema de Matemática ao tentar resolvê-lo. Numa prova de Matemática com 5 problemas, qual a probabilidade desse aluno acertar ao menos um dos 5 problemas?
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A probabilidade de acertar ao menos um problema é 1 − (2/5)⁵.

Pelo evento complementar, P(ao menos um) = 1 − P(errar todos). A probabilidade de errar um problema é 40% = 2/5, e para errar os 5 é (2/5)⁵. Portanto a resposta é 1 − (2/5)⁵.

Análise das alternativas

A) Errada: usa 3/5, a probabilidade de acertar, como se fosse a de errar. B) Errada: é a probabilidade de errar todos. C) Errada: é só a probabilidade de acertar um problema. E) Errada: é a probabilidade de acertar todos os 5.

Referência: Probabilidade — evento complementar e eventos independentes.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Geometria Espacial — Poliedros (Diagonais)

EsPCEx 2021

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Dado um dodecaedro regular, exatamente, quantas retas ligam dois de seus vértices mas não pertencem a uma mesma face desse dodecaedro?
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O dodecaedro tem 100 retas entre vértices que não pertencem a uma mesma face.

São 20 vértices, logo C(20,2) = 190 retas. Dessas, 30 são arestas e 12 faces pentagonais × 5 diagonais = 60 são diagonais de face. Restam 190 − 30 − 60 = 100 retas que não estão em nenhuma face.

Análise das alternativas

A, C, D e E) Erradas: resultam de não subtrair corretamente as 30 arestas e as 60 diagonais de face do total de 190.

Referência: Geometria espacial — poliedros e análise combinatória.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Conjuntos — Diagrama de Venn

EsPCEx 2021

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Foi realizada em uma escola uma pesquisa que gerou as seguintes informações:
- 30 alunos leem os livros A, B e C;
- 60 alunos leem os livros A e C;
- 40 alunos leem os livros B e C;
- 40 alunos leem os livros A e B;
- 150 alunos leem o livro A;
- 60 alunos leem somente o livro B;
- 90 alunos leem o livro C; e
- 120 alunos não leem livro nenhum.

De posse dessas informações, o número total de alunos que responderam a pesquisa é igual a
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Resolução comentada

O total de alunos pesquisados é 360.

Com A∩B∩C = 30: só A∩C = 30, só B∩C = 10, só A∩B = 10. Só C = 90 − 30 − 30 − 10 = 20. Só A = 150 − 30 − 30 − 10 = 80. Só B = 60. Soma dos que leem: 30+30+10+10+80+60+20 = 240. Com os 120 que não leem nada: 360.

Análise das alternativas

A, B, D e E) Erradas: resultam de erros ao contar as interseções ou de esquecer os 120 alunos que não leem livro algum.

Referência: Teoria dos conjuntos — diagramas de Venn e princípio da inclusão-exclusão.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Módulo e Radiciação — Propriedades

EsPCEx 2021

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Abaixo temos 3 proposições:
I) √(x²) = x, para todo x real.
II) |−x| = x, para todo x real.
III) [(x − a)(x − b)] / (x − a) = x − b, para todo x real.

Analisando as proposições acima, podemos afirmar que
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As três proposições são falsas.

I) √(x²) = |x|, e só é igual a x quando x ≥ 0. II) |−x| = |x|, e só é igual a x para x ≥ 0. III) a simplificação exige x ≠ a; para x = a a expressão não existe. Portanto nenhuma é verdadeira para todo x real.

Análise das alternativas

A, B, C e E) Erradas: todas afirmam que alguma das proposições é verdadeira, mas as três falham para certos valores reais (por exemplo, x = −1 em I e II; x = a em III).

Referência: Módulo, radiciação e simplificação de expressões algébricas.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Determinantes — Equação com Determinante

EsPCEx 2021

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Os valores de x real que satisfazem à equação
Equação det da matriz 3×3 com linhas (1−x, 1, −1); (2, −x, −3); (0, 0, 1−x) igual a 0.
pertencem ao conjunto
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Matemática Sistemas Lineares — Discussão

EsPCEx 2021

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Dado o sistema linear
{ x + y + z = a
{ x + 2y + z = 2a
{ 2x + 3y + 2z = a²
os valores do número real a, tais que o sistema linear acima tenha solução, pertencem ao conjunto
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Resolução comentada

O sistema tem solução apenas para a = 0 ou a = 3, que pertencem a (−1, 4].

Subtraindo a 1ª equação da 2ª, obtém-se y = a. A 1ª fica x + z = 0. A 3ª fica 2(x+z) + 3y = a², ou seja, 3a = a², o que dá a = 0 ou a = 3. Os dois valores estão em (−1, 4].

Análise das alternativas

A, C, D e E) Erradas: nenhum desses intervalos contém simultaneamente os valores 0 e 3 que tornam o sistema possível.

Referência: Sistemas lineares — discussão de sistemas.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Geometria Analítica — Equação da Circunferência

EsPCEx 2021

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A circunferência que tem seu centro no ponto (1, −1) e é tangente à reta de equação y = (3/4)x + 2 tem equação dada por
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O raio é a distância do centro à reta, igual a 3, e a equação é x²+y²−2x+2y−7=0.

A reta é 3x − 4y + 8 = 0. A distância de (1,−1) a ela é |3 + 4 + 8|/5 = 3, que é o raio. Então (x−1)² + (y+1)² = 9, que desenvolvida dá x² + y² − 2x + 2y − 7 = 0.

Análise das alternativas

B, C, D e E) Erradas: têm centro diferente de (1,−1) ou termo independente que não corresponde a r² = 9 (E, por exemplo, daria r² = 2).

Referência: Geometria analítica — circunferência e distância ponto-reta.

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Matemática Geometria Espacial de Posição — Retas Reversas

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Dado um cubo, o número de pares distintos de retas reversas que podemos traçar, de tal forma que cada reta contenha uma aresta desse cubo, é igual a
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O cubo tem 24 pares de retas reversas formadas por arestas.

São 12 arestas, logo C(12,2) = 66 pares. Pares de arestas paralelas: 3 direções × C(4,2) = 18. Pares concorrentes: em cada um dos 8 vértices há C(3,2) = 3 pares, totalizando 24. Reversos: 66 − 18 − 24 = 24.

Análise das alternativas

B, C, D e E) Erradas: resultam de contagens que não descontam corretamente os pares paralelos e concorrentes.

Referência: Geometria espacial de posição — retas reversas; análise combinatória.

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Matemática Geometria Analítica — Retas Perpendiculares (Altura do Triângulo)

EsPCEx 2021

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Considere o triângulo ABC de vértices nos pontos A(1,2), B(9,6) e C(3,8). Sabendo que o ponto I(a, b) pertence ao lado AB e I̅C̅ é o segmento correspondente à altura do triângulo ABC relativa ao lado AB, o valor de a + b é igual a
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Resolução comentada

O pé da altura de C sobre AB é I(5,4), logo a+b = 9.

A reta AB tem coeficiente angular (6−2)/(9−1) = 1/2, e sua equação é y = x/2 + 3/2. A altura por C tem coeficiente −2: y − 8 = −2(x − 3), ou y = −2x + 14. Igualando, x/2 + 3/2 = −2x + 14, o que dá x = 5 e y = 4. Então a+b = 9.

Análise das alternativas

A, B, D e E) Erradas: não correspondem ao valor 5+4 = 9 obtido pela interseção da altura com AB.

Referência: Geometria analítica — retas perpendiculares e altura do triângulo.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Matemática Função Inversa

EsPCEx 2021

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Considere a função f: [−1, +∞) → [−7, +∞), onde f(x) = x² + 2x − 6. Sabendo que a função f tem uma inversa f⁻¹ e sendo I(a, b) o ponto de interseção dos gráficos de f e f⁻¹, a soma a + b pertence ao intervalo
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Resolução comentada

O ponto de interseção de f e f⁻¹ está sobre y = x e vale I(2,2), com a+b = 4.

Os gráficos de f e f⁻¹ são simétricos em relação a y = x, e sua interseção (sendo f crescente no domínio) está sobre essa reta. Então x² + 2x − 6 = x, ou x² + x − 6 = 0, que dá x = 2 ou x = −3. Só x = 2 está em [−1, +∞). Logo I(2,2) e a+b = 4, que pertence a (0,5].

Análise das alternativas

A, C, D e E) Erradas: 4 não pertence a (−∞,0], (5,10], (10,15] nem (15,+∞).

Referência: Função inversa — simetria em relação à bissetriz y = x.

Resolução comentada do VaiConcursos.