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Questão — Um reservatório perde água segundo uma função exponencial que modela seu volume ao longo do tempo.

Um reservatório perde água segundo uma função exponencial que modela seu volume ao longo do tempo.

Determine os parâmetros que representam o volume inicial e a taxa diária de decaimento.

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Resolução

Resposta correta: Letra C — $V_0 = 45; \quad r = 0,95$

A questão aborda funções exponenciais de decaimento, que modelam situações em que uma quantidade diminui proporcionalmente ao seu valor atual, como o volume de água em um reservatório que perde água diariamente. A forma geral da função é $V(t) = V_0 \cdot r^t$, onde $V_0$ é o volume inicial e $r$ é a taxa de decaimento diária (com $0 < r < 1$ indicando perda). Para resolver, é preciso identificar, entre as alternativas, os valores corretos de $V_0$ (volume inicial) e $r$ (taxa de decaimento) que modelam corretamente o fenômeno. A alternativa correta é a C, pois apresenta $V_0 = 45$ e $r = 0,95$, ou seja, o reservatório começa com 45 unidades de volume e perde 5% do volume a cada dia (mantendo 95% do volume do dia anterior).

Comentários por alternativa

  1. A $V_0 = 50; \quad r = 0,9$
    A alternativa A está incorreta porque, apesar de $V_0 = 50$ ser um possível valor inicial, a taxa $r = 0,9$ indica uma perda de 10% ao dia, o que não corresponde ao padrão de decaimento mais suave exigido pelo contexto da questão.
  2. B $V_0 = 40; \quad r = 0,8$
    A alternativa B está errada pois $V_0 = 40$ não representa o volume inicial correto e $r = 0,8$ implica uma perda de 20% ao dia, o que é uma taxa muito alta para o contexto sugerido.
  3. C $V_0 = 45; \quad r = 0,95$
    A alternativa C está correta: $V_0 = 45$ representa o volume inicial do reservatório e $r = 0,95$ indica que a cada dia resta 95% do volume do dia anterior, ou seja, há uma perda de 5% ao dia, o que é típico para processos de decaimento exponencial moderado.
  4. D $V_0 = 35; \quad r = 0,85$
    A alternativa D está incorreta porque $V_0 = 35$ não corresponde ao volume inicial esperado e $r = 0,85$ indica uma perda de 15% ao dia, o que não condiz com o padrão de decaimento normalmente observado em reservatórios.
  5. E $V_0 = 55; \quad r = 0,7$
    A alternativa E está errada pois $V_0 = 55$ não é o volume inicial correto e $r = 0,7$ representa uma perda de 30% ao dia, uma taxa muito elevada para o contexto apresentado.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que caracteriza uma função exponencial de decaimento?
É uma função onde a quantidade diminui proporcionalmente ao seu valor atual, geralmente expressa como $f(t) = A \cdot r^t$ com $0 < r < 1$.
2. Como identificar o volume inicial em uma função exponencial?
O volume inicial é o valor de $V_0$ na expressão $V(t) = V_0 \cdot r^t$, representando o valor quando $t = 0$.
3. O que representa a taxa $r$ em $V(t) = V_0 \cdot r^t$?
A taxa $r$ indica a fração do volume que permanece após cada unidade de tempo; se $r < 1$, há decaimento.
4. Como calcular a porcentagem de perda diária a partir de $r$?
A porcentagem de perda diária é $100 \times (1 - r)$.
5. Por que $r$ deve ser menor que 1 em decaimento exponencial?
Porque valores de $r$ menores que 1 garantem que a quantidade diminua ao longo do tempo.
6. Se $r = 0,95$, qual a porcentagem de volume perdido por dia?
Com $r = 0,95$, perde-se 5% do volume a cada dia.
7. Qual a diferença entre crescimento e decaimento exponencial?
No crescimento, $r > 1$ e a quantidade aumenta; no decaimento, $0 < r < 1$ e a quantidade diminui.

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