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8/20/2019 Ficha de Trabalho n.º 5 - Geometria Analítica e Cálculo Vectorial no Plano.pdf
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Geometria Analítica e Cálculo Vectorial no Plano
Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 1
FICHA DE TRABALHO N.º 5 – M ATEMÁTICA A - 10.º A NO
GEOMETRIA A NALÍTICA E C ÁLCULO V ECTORIAL NO PLANO
“ Conhece a Matemática e dominarás o Mundo.”
Galileu Galilei
GRUPO I – ITENS DE ESCOLHA M ÚLTIPLA
1. Num referencial o.n. xOy sejam A e B dois pontos simétricos em relação à bissectriz dos quadrantes pares. Qual das
seguintes pode ser uma equação da mediatriz do segmento de recta AB ?
A 2 2 0 x y B 0 x C 2 2 0 x y D 0 y
2. Num referencial o.n. xOy, considere o segmento de recta AB tais que 0,2 A e 2, B a b a a , com a
e b . Sabe-se que a bissectriz dos quadrantes ímpares é a mediatriz do segmento de recta AB .
Quais são os valores de a e de b?
A 0a e 2b B 1a e 1b C 3a e 1b D 1a e 3b
3. Considere, num referencial o.n. xOy, a circunferência definida por 2 2 4 4 0 x y x y .
As coordenadas do centro e do raio da circunferência são, respectivamente:
A1
, 22
;1
2 B
1, 2
2
;1
4
C1
2,2
;1
4 D
1, 2
2
;1
2
4. Considere, num referencial o.n. xOy, a elipse definida por 2 24 16 x y k , com 0k , e de eixo maior 8.
Quais são as coordenadas dos focos?
A 1 2 15, 0 F e 2 2 15,0 F B 1 2 5 ,0 F e 2 2 5, 0 F
C 1 2 3, 0 F e 2 2 3, 0 F D 1 2 17,0 F e 2 2 17, 0 F
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 2
5. Na figura está representada num referencial o.n. xOy uma circunferência centrada no ponto A, de coordenadas
2,2 e que contém a origem do referencial.
Qual das condições seguintes define o conjunto de pontos da região sombreada da fi gura?
A 2 2
2 2 8 0 0 x y y x
B 2 2
2 2 8 0 0 x y y x
C 2 2
2 2 8 0 0 x y y x
D 2 2
2 2 8 0 0 x y y x
6. Num referencial xOy considere os pontos 24,0 A e 24,0 B .
Seja , P x y um ponto do plano tais que , , 50d P A d P B . Então a equação dada é equivalente a:
A2 2
1625 576
x y B
2 2
1625 49
x y
C2 2
1576 49
x y D
2 2
124 625
x y
7. Num referencial o.n. xOy considere os pontos , 2 A k , 1, B k e , P k k , com 0k .
Qual é o valor de k de que o ponto P pertença à mediatriz do segmento de recta AB ?
A 2 B
3
2 C 1 D
1
2
A
2
2
O x
y
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 3
8. Num referencial o.n. xOy considere a condição 3 2 2 x x y .
Em qual dos referenciais está a representação da região do plano definida pela condição?
A| B|
C| D|
9. Na figura está representada um r ectângulo divido em doze quadrados:
9.1. O vector 1
2 AL OQ JC pode ser representado por:
A AC B GF C PQ D JH
y
x
y
x
y
O x
y
x
O O
O
A
B
C
D
E
F
G
H I
J
K
L
M N
O
P
Q
RS
T
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 4
9.2. Qual é o valor real de k tal que1
2 AQ SR OE k AS ?
A1
3
B2
3
C3
2
D 2
9.3. Suponha agora que o rectângulo está representado num referencial o.n. 1 2, ,O e e .
Sabendo que 3, 2 M , 1 AD e e 2 AP e , quais são as coordenadas do ponto B ?
A8 4
,3 3
B
10 4,
3 3
C
8 4,
3 3
D10 8
,3 3
10. Considere os vectores não nulos u e v .
Qual das seguintes proposições é falsa?
A Se u e v são perpendiculares, então, u v u v .
B Se u k v , então, u k v .
C Se u k v , então,
7
2 3 4 2u v u v k
D Se1
2u v v , então, 4u v .
11. Num referencial o.n. 1 2, ,O e e considere os vectores não nulos 2 , 1u k k k e 1 21 2v k e e , com
\ 1, 0k .
11.1. Os vectores u e v são colineares se:
A 1k B1
3k C
1
3k D 1k
11.2. Quais são os valores de k tais que u v ?
A 2 1k k B 1 2k k
C 3 2k k D 2 3k k
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 5
11.3. Qual é o valor de k de modo que 1 22 2 6u k e v e ?
A 1 B 2 C 3 D 4
12. Considere a recta r definida por : 2r x a a y , com \ 0a . O ponto P , de coordenadas 4,1 P , pertenceà recta r .
Uma equação vectorial da recta r é:
A , 4,1 2,1 x y k , k B , 0, 1 2,1 x y k , k
C , 4,1 1, 2 x y k , k D , 0, 4 2, 1 x y k , k
13. Num referencial o.n. xOy sejam r e s as rectas definidas respectivamente por , 2,3 2, x y k a , k e2
4 3 x a y , com \ 0a . As rectas r e s são paralelas.
Qual é o valor de a?
A 2 B 3 C 4 D 5
14. Na figura estão representados, em referencial o.n. xOy, as rectas r e s e o quadrilátero ABCO .
Sabe-se que:
▪ o ponto A pertence ao eixo Oy e à recta r
▪ o ponto B pertence às rectas r e s e tem ordenada 5
▪ o ponto C pertence ao eixo Oy e à recta s
▪ a recta r é definida pelo sistema de equações paramétricas:
6 3 7 2 x k y k , k
▪ 5, 3 AC
14.1. Qual é a equação reduzida da recta s?
A2
5
5
y x B5 25
2 2
y x C5
5
2
y x D2 25
5 2
y x
O
A
B
C x
y
r
s
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 6
14.2. Qual é a área do quadrilátero ABCO ?
A 17 B 18 C 19 D 20
14.3. Qual das condições seguintes define o conjunto de pontos da região sombreada da figura, incluindo a
fronteira?
A2 25 3
0 0 35 2 2
x y y x y x
B5 25 2
0 0 32 2 3
x y y x y x
C2 25 3
0 0 35 2 2
x y y x y x
D5 25 2
0 0 32 2 3
x y y x y x
Adaptado de um exercício da minha sebenta “Propostas de Testes Intermédios – Matemática A – 11.º Ano”
GRUPO II – ITENS DE R ESPOSTA A BERTA
15. Na figura está representada num referencial o.n. xOy uma circunferência centrada em A que contém o ponto B e de
raio igual a 13 .
Sabe-se que:
▪ o ponto A pertence à bissectriz dos quadrantes ímpares;
▪ 1,0 B
▪ o ponto C pertence ao eixo Oy e à circunferência;
▪ o ponto D pertence à circunferência e tem a mesma
ordenada que o ponto C .
15.1.Mostre que uma equação da circunferência é 2 2
2 2 13 x y .
15.2. Mostre que as coordenadas do ponto D são 4,5 .
x
y
O
A
B
C D
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 7
15.3. Determine uma equação da mediatriz do segmento de AD , apresentando-a na forma y mx b , com
,m b .
15.4. Seja 2, 4 P a a a , com a , um ponto do segundo quadrante pertencente à recta CD. Mostre que P pertence à bissectriz dos quadrantes pares.
15.5. Defina, por meio de uma condição, a região sombreada da figura.
Nota: as fronteiras a carregado devem ser incluídas e as fronteiras a tracejado devem ser excluídas.
16. Considere, num referencial o.n. xOy, a condição 2 2
1 2 9 4 2 2 3 x y x y .
Represente a região do plano definido pela condição e determine a sua área.
17. Na figura estão representadas, em referencial o.n. xOy, uma recta r e duas circunferências: uma centrada no ponto
A e que contém o ponto O e outra, de equação 2 2
4 7 13 x y , centrada em B.
Sabe-se que:
▪ as coordenadas do ponto A são 2,3 ;
▪ o ponto Q pertence às duas circunferências e tem ordenada 5;
▪ o ponto P pertence à circunferência centrada e B e tem abcissa 6;
▪ a recta r é tangente às duas circunferências no ponto Q.
17.1. Escreve uma condição que defina a circunferência centrada em A e mostre que a abcissa do ponto Q é 1.
17.2. Justifique que AQ BQ e escreva uma equação da recta r , apresentando-a na forma y mx b , com
,m b .
17.3. Mostre que o triângulo AOQ é rectângulo em A e, usando este facto, determine o valor exacto da área da
região sombreada a cinza da figura.
17.4. Mostre que as coordenadas de P são 6,4 e justifique que as áreas regiões sombreadas a cinza e a
amarelo são iguais.
x
y
O
A
B
3 P
Q
2
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 8
18. Num referencial o.n. xOz considere a elipse definida pela equação 2
2 250 x b y a , com ,a b e
50 1b . Sabe-se que:
▪ a distância focal é 14
▪ o ponto de coordenadas2
5,2
pertence à elipse.
Sejam1
F e2
F os focos da elipse e , P x y um ponto do plano pertencente à elipse.
18.1. Mostre que 1 2, , 10 2d P F d P F e escreva a equação da elipse na forma r eduzida.
18.2. Determine a área do losango ABCD , onde A, B, C e D são os vértices da elipse.
19. Na figura está representada, num referencial o.n. xOy, a elipse de focos1
F e2
F e o triângulo 1 2 PF F .
Sabe-se que as coordenadas do ponto P são3 5 5
,4 4
e que a área do triângulo 1 2 PF F é 5 5 .
19.1. Determine as coordenadas dos focos e o comprimento do eixo maior.
19.2. Mostre que uma equação da elipse é 2 23 24 x y .
19.3. Sejam A e B os pontos de intersecção da elipse com a bissectriz dos quadrantes pares. O ponto A tem
abcissa positiva e o ponto B tem abcissa negativa.
a) Determine as coordenadas de A e de B e justifique que o quadrilátero 1 2 AF BF é um paralelogramo.
b) Determine a área do paralelogramo 1 2 AF BF .
O
P
1 F
2 F
x
y
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 9
20. Na figura está representado um quadrilátero ABCD e um triângulo ABG .
Sabe-se que:
▪ os pontos E e F pertencem ao lado CD
▪ o ponto E pertence ao lado BG e o ponto F ao lado AG
▪ EF k CD , FG k AG e EG k BG , com k
Usando cálculo vectorial, mostre que o quadrilátero ABCD é um paralelogramo.
21. Considere num referencial o.n. 1 2, ,O e e os vectores 5, 3u e 1 22 3v e e e os pontos 0,3 P e
1, 1Q k , com k .
21.1. Considere que 8k e seja 3 2 3w QP u v .
a) Mostre que 5, 30w .
b) Seja T um ponto tais que 2 3TQ w u v . Determine as coordenadas do ponto T .
21.2. Determine as coordenadas do ponto Q de modo que 2 5 PQ v .
21.3. Determine um vector de norma 17 e colinear com o vector u v .
21.4. Determine k de modo que 2 13QP k v e .
21.5. Escreva um sistema de equações paramétricas que defina a recta que contém o ponto P e tem a direcção do
vector u w .
22. Considere num referencial o.n. xOy a circunferência definida por 2 2 6 7 19 0 x y x y e a recta r definida
pelo sistema de equações paramétricas : 2 2 1 5r x k y k , k .
22.1.Mostre que o centro da circunferência pertence à recta r .
22.2. O ponto 4,4 P pertence a um semicírculo limitado pela circunferência e pela recta r .
Defina, por meio de uma condição, o referido semicírculo.
E
A
C
D
B
F
G
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 10
23. Na figura está representado, em referencial o.n. xOy, um quadrilátero ABCD .
Sabe-se que:
▪ os pontos A e D são simétricos em relação à bissectrizdos quadrantes ímpares
▪ o vector BC tem de coordenadas 7, 3 e o vector
DC tem de coordenadas 6,2
▪ o ponto B pertence ao eixo Oy e tem ordenada 2
23.1. Mostra que as coordenadas do ponto A são 3,1 e que as coordenadas do ponto C são 7, 1 .
23.2. Escreva uma equação vectorial da mediatriz do segmento de recta AC .
23.3. Defina por uma condição a região sombreada da figura, incluindo a fronteira.
Adaptado de um exercício da minha sebenta “Propostas de Testes Intermédios – Matemática A – 11.º Ano”
24. Na figura está representada num referencial o.n. xOy uma circunferência centrada em D que contém o ponto A e o
paralelogramo ABCD .
Sabe-se que:
▪ o ponto B pertence à bissectriz dos quadrantes pares;
▪ 2, 1 A
▪ 13
,32
AC
▪ a recta AB é paralela a Ox.
24.1.Mostre que as coordenadas do ponto D são3,2
2
e escreva uma equação da circunferência.
24.2. Determine a de modo que o ponto de coordenadas 2 1
,8
a a
pertença à mediatriz do segmento de
recta BD .
24.3. Escreva uma equação vectorial do segmento de recta AC .
O
A
C D
x
B
y
O
A
B
C
D
y
x
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 11
24.4. Seja 2, 1 2u k k , com k . Determine k de modo que os vectores u e BC sejam colineares.
24.5. Seja M o ponto médio do segmento de recta CD . Determine , x y tais que AB yDB xMA .
24.6. Defina, por meio de uma condição, a região sombreada da figura, incluindo a fronteira, começando por
escrever a equação reduzida da recta BC .
25. Num referencial o.n. xOy considere as rectas r e s, estritamente paralelas, definidas respectivamente por
26 y a x x e , 0, 4 2, 6 x y a k , k , com \ 0a .
25.1.Mostre que 2a .
25.2. A recta r intersecta o eixo Oy no ponto A e a recta s intersecta o eixo Ox no ponto B.
a) Determine a área do triângulo AOB .
b) Escreva uma equação do círculo de diâmetro AB .
c) Escreva uma equação vectorial da recta r .
26. Na figura está representada, num referencial o.n, xOy, o triângulo isósceles ABC e a circunferência, centrada
em D que contém os pontos A e B.
Sabe-se que:
▪ o ponto D pertence ao eixo Ox e à mediatriz do segmento de
recta AB
▪ o ponto B tem abcissa igual a 3
▪ uma equação da recta AC é 9 8 49 0 x y
▪ uma equação vectorial da recta AB é , 1, 1 1, 2 x y k , k
26.1.Mostre que a ordenada do ponto B é 3 e escreva a equação reduzida da recta AB.
26.2. Mostre que as coordenadas do ponto A são 1, 5 .
26.3. Determine a equação reduzida da mediatriz do segmento de recta AB e mostre que as coordenadas do
ponto C são 9,4
e as do ponto D são 1,0
.
B
A
C
O
D x
y
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Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 12
26.4. Determine a área do triângulo ABC
26.5. Defina por uma condição a região sombreada da figura, incluindo a fronteira.
SOLUCIONÁRIO
GRUPO I – ITENS DE ESCOLHA M ÚLTIPLA
1. A 2. B 3. D 4. C 5. D 6. B 7. D
8. B 9.1. C 9.2. B 9.3. A 10. C 11.1. B 11.2. A
11.3. C 12. B 13. A 14.1. B 14.2. A 14.3. D
GRUPO II – ITENS DE R ESPOSTA A BERTA
15.3.2 11
3 2 y x 15.5.
2 22 2 13 0 4 x y x y x
16.60 9
2região A
17.1. 2 2
2 3 13 x y 17.2.3 13
2 2 y x 17.3.
13 26
4
18.1.2
21
50
x y 18.2. 10 2 ABCD A
19.1. 1 4,0 F ; 2 4,0 F ; 4 6 19.2. a) 6, 6 A ; 6, 6 B
19.3. b) 8 6 ABCD A
21.1. b) 10,36T 21.2. 1,0Q ou 1,3Q 21.3.7 5 6 5
,5 5
ou
7 5 6 5,
5 5
21.4. 1k 21.5. Por exemplo, 0 3 27 x y k , k
22.2. 2
25 7 94 3
2 2 4 y x x y
23.2. Por exemplo, , 0, 10 1,5 x y k , k
23.3. 1 3 1 102 2 23 7 3 3
y x y x y x y x
xO
1
2
3
5
y
2
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Geometria Analítica e Cálculo Vectorial no Plano
Ficha de Trabalho n.º 5 – Matemática A – 10.º Ano 13
24.1. 2
23 852
2 4 x y
24.2. 3 14 3 14a a
24.3. 13
, 2, 1 ,32
x y k
, 0,1k 2.4. 7k 24.5.2
3 x y
24.6.6 13
:7 7
BC y x
Condição:
2 2
2 23 85 6 13 3 85 6 132 2 2 1
2 4 7 7 2 4 7 7 x y y y x x y y y x
ou
2
23 85 6 13 6 132 2 1
2 4 7 7 7 7 x y y y x y y x
25.2. a) 2 AOB A 25.2. b)
221 82
33 9 x y
25.2. c) , 0,6 1, 3 x y k , k
26.1. 2 3 y x 26.3.1 1
2 2 y x 26.4. 50 ABC A
26.5. 2 21 13 9 49
0 0 1 512 4 8 8
x y y x y x x y