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Fuvest · Matemática

Questões de Funções exponencial e logarítmica da Fuvest

22 questões oficiais da Fuvest sobre Funções exponencial e logarítmica, de 2007 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 4 fáceis, 16 médias, 2 difíceis.

Treine Funções exponencial e logarítmica com 22 questões da Fuvest

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3 questões de Funções exponencial e logarítmica resolvidas

Questão 1 · Fuvest 2024 · Questão 63média

Uma Árvore Pitagórica é uma figura plana que é construída por etapas. Na Etapa 1, ela começa com um quadrado de lado 1 cm. Na Etapa 2, constroem-se dois quadrados acima do quadrado da Etapa 1, de tal forma que a medida de seus lados seja igual à medida dos catetos do triângulo retângulo isósceles que possui hipotenusa igual ao lado do quadrado da Etapa 1. Na Etapa 3, aplica-se a Etapa 2 em cada um dos novos quadrados obtidos, e assim por diante. Ou seja, em cada nova etapa, aplica-se a etapa anterior em cada um dos novos quadrados obtidos. A figura a seguir exibe as quatro primeiras etapas da construção da Árvore Pitagórica.

Imagem da questão

Domínio público. Disponível em https://commons.wikimedia.org/.

A partir de qual etapa da construção o lado de cada um dos novos quadrados obtidos fica, pela primeira vez, menor do que 1 décimo de milésimo do lado do quadrado da Etapa 1?

Imagem da questão
  1. A

    26

  2. B

    27

  3. C

    28

  4. D

    29

  5. E

    30

Ver gabarito e resolução

Gabarito: C

1. Lado dos quadrados em cada etapa

O novo quadrado tem lado igual ao cateto de um triângulo retângulo isósceles com hipotenusa igual ao lado anterior: cateto = lado ÷ √2.

Etapa n: lado = (1/√2)n−1 cm.

2. Condição

(1/√2)n−1 < 10−4 → (√2)n−1 > 104

Aplicando log: (n − 1) × log √2 > 4

log √2 = (1/2) × log 2 = 0,15

n − 1 > 4 ÷ 0,15 ≈ 26,7 → n − 1 = 27 → n = 28

Conferindo: na etapa 27, (n − 1) × 0,15 = 3,9 < 4 (ainda não); na 28, 4,05 > 4.

Resposta: C

Por que as outras atraem: B (27) aparece para quem esquece que a etapa 1 tem expoente 0 e usa (1/√2)n.

Dica: em PGs, cuidado com o expoente: o primeiro termo corresponde a razão elevada a zero.

Questão 2 · Fuvest 2010 · Questão 4média

A magnitude de um terremoto na escala Richter é proporcional ao logaritmo, na base 10, da energia liberada pelo abalo sísmico. Analogamente, o pH de uma solução aquosa é dado pelo logaritmo, na base 10, do inverso da concentração de íons H+. Considere as seguintes afirmações:

I. O uso do logaritmo nas escalas mencionadas justifica-se pelas variações exponenciais das grandezas envolvidas. II. A concentração de íons H+ de uma solução ácida com pH 4 é 10 mil vezes maior que a de uma solução alcalina com pH 8. III. Um abalo sísmico de magnitude 6 na escala Richter libera duas vezes mais energia que outro, de magnitude 3.

Está correto o que se afirma somente em

  1. A

    I.

  2. B

    II.

  3. C

    III.

  4. D

    I e II.

  5. E

    I e III.

Ver gabarito e resolução

Gabarito: D

I. Verdadeira. A energia dos terremotos e a concentração de H+ variam por muitas potências de 10. O logaritmo transforma essas variações exponenciais em números pequenos e fáceis de comparar.

II. Verdadeira. pH = −log[H+], então [H+] = 10−pH:

  • pH 4 → [H+] = 10−4 mol/L;
  • pH 8 → [H+] = 10−8 mol/L;
  • razão: 10−4/10−8 = 104 = 10 mil vezes.

III. Falsa. Se a magnitude é proporcional a log E, dobrar a magnitude (de 3 para 6) significa que log E dobra, ou seja, a energia é multiplicada por uma potência de 10, não por 2. Na escala logarítmica, somar unidades na magnitude corresponde a multiplicar a energia.

Resposta: D (I e II).

Dica: em escala logarítmica, diferença de 1 unidade = fator 10 na grandeza; nunca leia "o dobro do número" como "o dobro da grandeza".

Questão 3 · Fuvest 2007 · Questão 6fácil

Um biólogo está analisando a reprodução de uma população de bactérias, que se iniciou com 100 indivíduos. Admite-se que a taxa de mortalidade das bactérias é nula. Os resultados obtidos, na primeira hora, são:

Imagem da questão

Supondo-se que as condições de reprodução continuem válidas nas horas que se seguem, após 4 horas do início do experimento, a população de bactérias será de

  1. A

    51.200

  2. B

    102.400

  3. C

    409.600

  4. D

    819.200

  5. E

    1.638.400

Ver gabarito e resolução

Gabarito: C

1. Qual é o padrão da tabela? A população vai de 100 para 200, 400 e 800 a cada 20 minutos: dobra a cada 20 min.

2. Quantas duplicações em 4 horas? 4 h = 240 min; 240 ÷ 20 = 12 duplicações.

3. População final:
P = 100 × 212 = 100 × 4.096 = 409.600

Resposta: C (409.600).

Por que as outras atraem: 819.200 (D) sai de contar 13 duplicações; 102.400 (B), de contar só 10.

Dica: em crescimento exponencial, escreva P = P0 × 2t/T, com T o tempo de duplicação, e confira as unidades de tempo.