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

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

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

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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

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

Continue praticando com exercícios de função quadrática (questões resolvidas e comentadas).

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.

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática com 20 anos de experiência, licenciado pela Universidade Gama Filho (UGF) e mestre pelo IMPA. Autor de livros e artigos, é referência na preparação para concursos e no ensino de Matemática.