Exercícios sobre as coordenadas do vértice da parábola (com gabarito)

As parábolas fazem parte dos estudos de funções quadráticas, um conteúdo essencial para quem está se preparando para o ENEM e outros vestibulares.

Neste material, você encontrará uma série de exercícios que abordam diferentes formas de identificar as coordenadas do vértice de uma parábola, utilizando desde a forma canônica até a aplicação de conceitos como completar quadrados, derivadas e interpretação geométrica.

Todos os exercícios são acompanhados de gabarito com resolução comentada, permitindo que você compreenda o raciocínio por trás de cada resposta e aprofunde seu aprendizado.

Questão 1

Existem algumas formas diferentes para se obter as coordenadas do vértice de uma parábola, dada a sua equação. Uma delas é por meio da forma canônica abre parênteses y menos y com v subscrito fecha parênteses igual a a abre parênteses x menos x com v subscrito fecha parênteses ao quadrado, onde as coordenadas do vértice são V abre parênteses x com v subscrito vírgula y com v subscrito fecha parênteses. Assim, determine as coordenadas do vértice da parábola que possui equação y igual a x ao quadrado menos 4 x mais 15.

a) abre parênteses menos 2 vírgula 11 fecha parênteses

b) abre parênteses 2 vírgula 11 fecha parênteses

c) abre parênteses menos 2 vírgula menos 11 fecha parênteses

d) abre parênteses 2 vírgula menos 11 fecha parênteses

Gabarito explicado

Para resolver aplicando a forma canônica, basta usarmos a "técnica de completar quadrados".

y igual a x ao quadrado menos 4 x mais 15y menos 11 igual a x ao quadrado menos 4 x mais 15 menos 11y menos 11 igual a x ao quadrado menos 4 x mais 4y menos 11 igual a abre parênteses x menos 2 fecha parênteses ao quadradoV abre parênteses 2 vírgula 11 fecha parênteses

Questão 2

Um agricultor tem 420 m de tela e deseja usar toda ela para construir um galinheiro em formato retangular para que as galinhas não destruam a sua plantação. Ele pretende também aproveitar parte de um muro, onde não terá tela, para a construção conforme a figura abaixo.

retângulo de base z, com largura x e tela em três lados base inferior e laterais

Com base nessas informações qual será a área máxima do galinheiro que ele pode construir?

a) 18900 espaço m ao quadrado

b) 22050 espaço m ao quadrado

c) 44100 espaço m ao quadrado

d) 11025 espaço m ao quadrado

Gabarito explicado

Sejam as dimensões do galinheiro m e n. Usando toda a tela teremos a seguinte equação:

2 x mais z igual a 420

A área será:

A igual a x. z

Agora podemos trabalhar a área em função de apenas um dos lados do retângulo, no caso, x.

A abre parênteses x fecha parênteses igual a x sinal de multiplicação abre parênteses 420 menos 2 x fecha parêntesesA abre parênteses x fecha parênteses igual a menos 2 x ao quadrado mais 420 x

Como queremos a área máxima ela é dada exatamente pelo y com v subscrito da função A abre parênteses x fecha parênteses.

x com v subscrito igual a menos numerador b sobre denominador 2 a fim da fração igual a menos numerador 420 sobre denominador 2. abre parênteses menos 2 fecha parênteses fim da fração igual a 105 espaço my com v subscrito igual a A abre parênteses x com v subscrito fecha parênteses igual a menos 2. abre parênteses 105 fecha parênteses ao quadrado mais 420.105 igual a 105 abre parênteses menos 210 mais 420 fecha parênteses igual a 105.210 igual a 22050 espaço m ao quadrado

Questão 3

Uma das formas de encontrar o x com v subscrito é usar o conceito de derivada de uma função quando esta é nula pode representar graficamente um ponto de máximo ou mínimo. No caso da função quadrática teremos:y igual a a x ao quadrado mais b x mais c seta dupla para a direita y apóstrofo igual a 2 a x mais b seta dupla para a direita 2 a x mais b igual a 0 seta dupla para a direita x com v subscrito igual a menos numerador b sobre denominador 2 a fim da fração

Dessa forma, quais são as coordenadas do vértice da parábola que representa a função y igual a menos 2 x ao quadrado mais 12 x menos 8?

a) abre parênteses menos 10 vírgula 3 fecha parênteses

b) abre parênteses menos 3 vírgula menos 10 fecha parênteses

c) abre parênteses 10 vírgula 3 fecha parênteses

d) abre parênteses 3 vírgula 10 fecha parênteses

Gabarito explicado

Dada a função y igual a menos 2 x ao quadrado mais 12 x menos 8, derivando teremos:

y igual a menos 2 x ao quadrado mais 12 x menos 8y apóstrofo igual a menos 4 x mais 12menos 4 x mais 12 igual a 0x igual a 12 sobre 4x com v subscrito igual a 3

Para obter o y com v subscrito basta substituir o valor de x com v subscrito na função.

y com v subscrito igual a menos 2.3 ao quadrado mais 12.3 menos 8y com v subscrito igual a menos 18 mais 36 menos 8y com v subscrito igual a 10V abre parênteses 3 vírgula 10 fecha parênteses

Questão 4

Uma empresa de jardinagem modela o Lucro semanal L abre parênteses x fecha parênteses, em centenas de reais, para a manutenção de um parque, pela função L parêntese esquerdo x parêntese direito igual a menos 3 parêntese esquerdo x menos 11 parêntese direito parêntese esquerdo x mais 1 parêntese direito, onde x representa o número de horas de trabalho de uma equipe.

Determine o número de horas que maximiza o lucro e o valor do lucro máximo correspondente.

a) 6 horas e lucro máximo de R $ espaço 16.400

b) 5 horas e lucro máximo de R $ espaço 10.800

c) 4 horas e lucro máximo de R $ espaço 14.400

d) 7 horas e lucro máximo de R $ espaço 21.000

Gabarito explicado

Pela equação fatorada da função quadrática temos imediatamente as suas raízes que são menos 1 e 11. Sabemos também que as raízes são equidistantes do x com v subscrito, portanto:

x com v subscrito igual a numerador 11 menos 1 sobre denominador 2 fim da fração igual a 10 sobre 2 igual a 5 espaço h o r a s

O lucro máximo é dado pelo y com v subscrito.

y igual a menos 3 abre parênteses x menos 11 fecha parênteses abre parênteses x mais 1 fecha parêntesesy com v subscrito igual a menos 3 abre parênteses 5 menos 11 fecha parênteses abre parênteses 5 mais 1 fecha parêntesesy com v subscrito igual a menos 3. abre parênteses menos 6 fecha parênteses.6y com v subscrito igual a 108

Como está em centenas de reais devemos multiplicar por 100.

l u c r o com m á x i m o subscrito fim do subscrito igual a 108.100 igual a R $ 10.800

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Questão 5

Considere a função quadrática y igual a menos x ao quadrado mais 6 x mais 7 que possui vértice V e a reta y igual a 15 menos 3 x que intersecta a parábola nos pontos A e B. Determine a área do triângulo A V B.

a) 48 espaço u. a.

b) 42 espaço u. a.

c) 35 espaço u. a.

d) 21 espaço u. a.

Gabarito explicado

Primeiramente devemos encontrar as coordenadas do vértice da parábola.

y igual a menos x ao quadrado mais 6 x mais 7x com v subscrito igual a menos numerador b sobre denominador 2 a fim da fração igual a menos numerador 6 sobre denominador 2. abre parênteses menos 1 fecha parênteses fim da fração igual a 3y com v subscrito igual a menos 3 ao quadrado mais 6.3 mais 7 igual a 16V parêntese esquerdo 3 vírgula 16 parêntese direito

Precisamos agora das coordenadas dos pontos das intercessões entre a reta e parábola e para isso basta igualar as duas funções.

15 menos 3 x igual a menos x ao quadrado mais 6 x mais 7x ao quadrado menos 9 x mais 8 igual a 0S igual a 9 espaço e espaço P igual a 8x apóstrofo igual a 1 espaço o u espaço x apóstrofo apóstrofo igual a 8

Para x igual a 1 seta dupla para a direita y igual a 15 menos 3.1 igual a 12 seta dupla para a direita A abre parênteses 1 vírgula 12 fecha parêntesesx igual a 8 seta dupla para a direita y igual a 15 menos 3.8 igual a menos 9 seta dupla para a direita B abre parênteses 8 vírgula menos 9 fecha parênteses

Agora com todos os vértices podemos calcular a área do triângulo AVB.

A igual a numerador abre barra vertical abre barra vertical tabela linha com célula com x com A subscrito fim da célula célula com y com A subscrito fim da célula 1 linha com célula com x com V subscrito fim da célula célula com y com V subscrito fim da célula 1 linha com célula com x com B subscrito fim da célula célula com y com B subscrito fim da célula 1 fim da tabela fecha barra vertical fecha barra vertical sobre denominador 2 fim da fraçãoA igual a numerador abre barra vertical abre barra vertical tabela linha com 1 12 1 linha com 3 16 1 linha com 8 célula com menos 9 fim da célula 1 fim da tabela fecha barra vertical fecha barra vertical sobre denominador 2 fim da fraçãoA igual a numerador abre barra vertical 16 mais 96 menos 27 menos 128 mais 9 menos 36 fecha barra vertical sobre denominador 2 fim da fraçãoA igual a 70 sobre 2A igual a 35 espaço u. a.

Questão 6

Dada a função quadrática f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a a x ao quadrado mais b x mais c tal que suas raízes são menos 3 e 7. Possui valor máximo igual a 25. Determine o valor de a mais b mais c.

a) 24

b) menos 25

c) menos 21

d) 22

Gabarito explicado

Se as raízes são menos 3 e 7 o valor de x com v subscrito é dado pelo ponto médio, pois ele é o eixo de simetria da parábola.

x com v subscrito igual a numerador menos 3 mais 7 sobre denominador 2 fim da fração igual a 2

Substituindo agora uma das raízes e as coordenadas do vértice na forma canônica teremos:

y menos y com v subscrito igual a a abre parênteses x menos x com v subscrito fecha parênteses ao quadrado0 menos 25 igual a a abre parênteses menos 3 menos 2 fecha parênteses ao quadradomenos 25 igual a a.25a igual a menos 1

Por fim, usamos a forma fatorada da função quadrática.

y igual a a abre parênteses x menos alfa fecha parênteses abre parênteses x menos beta fecha parêntesesy igual a abre parênteses menos 1 fecha parênteses abre parênteses x mais 3 fecha parênteses abre parênteses x menos 7 fecha parêntesesy igual a abre parênteses menos 1 fecha parênteses abre parênteses x ao quadrado menos 4 x menos 21 fecha parêntesesy igual a menos x ao quadrado mais 4 x mais 21a mais b mais c igual a menos 1 mais 4 mais 21 igual a 24

Questão 7

Um atleta arremessa uma bola, cuja altura h (em metros) é dada em função da distância horizontal x (em metros) sabendo que a trajetória da bola descreve uma parábola que passa pelos pontos A abre parênteses 0 vírgula 2 fecha parênteses, B abre parênteses 6 vírgula 2 fecha parênteses e C abre parênteses 2 vírgula 10 fecha parênteses.

Determine a altura máxima atingida pela bola.

a) 10

b) 11

c) 12

d) 14

Gabarito explicado

Como a parábola que representa a função quadrática y igual a a x ao quadrado mais b x mais c corta o eixo y no ponto abre parênteses 0 vírgula 2 fecha parênteses temos que c igual a 2.

Montando um sistema com as coordenadas dos outros dois pontos:

abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com 36 a mais 6 b mais 2 igual a 2 fim da célula linha com célula com 4 a mais 2 b mais 2 igual a 10 fim da célula fim da tabela fechaabre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com 36 a mais 6 b igual a 0 fim da célula linha com célula com 4 a mais 2 b igual a 8 fim da célula fim da tabela fecha24 a igual a menos 24a igual a menos 1 espaço e espaço b igual a 6

Portanto,

y igual a menos x ao quadrado mais 6 x mais 2x com v subscrito igual a menos numerador b sobre denominador 2 a fim da fração igual a menos numerador 6 sobre denominador 2. abre parênteses menos 1 fecha parênteses fim da fração igual a 3y com v subscrito igual a menos 3 ao quadrado mais 6.3 mais 2 igual a 11

Questão 8

A trajetória de um projétil é descrita por uma função quadrática h parêntese esquerdo x parêntese direito igual a a x ao quadrado mais b x mais c, onde h representa a altura (em quilômetros) e x a distância horizontal (em quilômetros).

Sabendo que a trajetória do projétil passa pelos pontos A abre parênteses 1 vírgula 6 fecha parênteses, B abre parênteses 5 vírgula 6 fecha parêntesese C abre parênteses 4 vírgula 7 fecha parênteses.

Um sistema anti-mísseis encontra-se na origem do sistema de coordenadas e deve interceptar o projétil exatamente quando este atingir a altura máxima h com m á x subscrito fim do subscrito igual a 8 espaço k m.

Qual é a equação da reta ao longo da qual o sistema anti-mísseis deve disparar para interceptar o projétil?

a) y igual a 11 sobre 3 x

b) y igual a 10 sobre 3 x

c) y igual a 3 x

d) y igual a 8 sobre 3 x

Gabarito explicado

Observando atentamente vemos que os pontos A e B são equidistantes do eixo de simetria, portanto já conseguimos obter o valor de x com v subscrito.

x com v subscrito igual a numerador 1 mais 5 sobre denominador 2 fim da fração igual a 3

Como o máximo é y com v subscrito igual a 8 a reta passa pela origem e pelo ponto V abre parênteses 3 vírgula 8 fecha parênteses, logo y igual a a x.

a igual a numerador incremento y sobre denominador incremento x fim da fração igual a numerador 0 menos 8 sobre denominador 0 menos 3 fim da fração igual a 8 sobre 3y igual a 8 sobre 3 x

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Referências Bibliográficas

CANELLAS, William. Matemática para o infinito e além - Tomo II - Tipos de Funções. 1ª ed. Rio de Janeiro: Clube de Autores, 2020.

CHAVANTE, Eduardo; PRESTES, Diego. Matemática e suas tecnologias: Funções. 1. ed. São Paulo: SM, 2020.

DANTE, Luiz Roberto. Matemática: contexto e aplicações. 3. ed. São Paulo: Editora Ática, 2016.

GIOVANNI Júnior, José Ruy; CASTRO, Benedito. A conquista da matemática. 4. ed. São Paulo: FTD, 2018.

IEZZI, Gelson et al. Matemática: Ciências e Aplicações – Ensino Médio. 9. ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2016.

PAIVA, Manoel Rodrigues. Matemática: Paiva – Ensino Médio. 2. ed. São Paulo: Editora Moderna, 2010.

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