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Exercícios sobre função logarítmica (com gabarito explicado)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

A função logarítmica é um conteúdo fundamental da Matemática, com aplicações que vão da análise de gráficos a situações do cotidiano, como escalas de pH, decibéis e terremotos. Os exercícios seguintes são ideais para revisar conceitos, tirar dúvidas e aprofundar o entendimento do tema.

Questão 1

O domínio real mais amplo da função definida por f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com x ao quadrado menos 9 subscrito fim do subscrito abre parênteses x ao quadrado menos 5 x mais 4 fecha parênteses é:

a) parêntese recto direito menos infinito vírgula menos raiz quadrada de 10 parêntese recto esquerdo união parêntese recto direito menos raiz quadrada de 10 vírgula menos 3 parêntese recto esquerdo união parêntese recto direito 4 vírgula mais infinito parêntese recto esquerdo

b) parêntese recto direito menos infinito vírgula 1 parêntese recto esquerdo união parêntese recto direito 4 vírgula mais infinito parêntese recto esquerdo

c) parêntese recto direito menos infinito vírgula menos 3 parêntese recto esquerdo união parêntese recto direito raiz quadrada de 10 vírgula mais infinito parêntese recto esquerdo

d) parêntese recto direito menos infinito vírgula menos raiz quadrada de 10 parêntese recto esquerdo união parêntese recto esquerdo 4 vírgula mais infinito parêntese recto esquerdo

Gabarito explicado

Aplicando a condição de existência para o logarítimo temos:

abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com x ao quadrado menos 5 x mais 4 maior que 0 fim da célula linha com célula com x ao quadrado menos 9 maior que 0 fim da célula linha com célula com x ao quadrado menos 9 não igual 1 fim da célula fim da tabela fecha

abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com x ao quadrado menos 5 x mais 4 maior que 0 seta dupla para a direita x menor que 1 espaço o u espaço x maior que 4 fim da célula linha com célula com x ao quadrado menos 9 maior que 0 seta dupla para a direita x menor que menos 3 espaço o u espaço x maior que 3 fim da célula linha com célula com x ao quadrado menos 9 não igual 1 seta dupla para a direita x não igual mais ou menos raiz quadrada de 10 fim da célula fim da tabela fecha

Fazendo a interseção entre as três condições temos como solução o intervalo:

x menor que menos raiz quadrada de 10 espaço o u espaço menos raiz quadrada de 10 menor que x menor que menos 3 espaço o u espaço x maior que 4

Ainda com dúvidas? Pergunta ao Ajudante IA do Toda Matéria

Questão 2

Dada a função real f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a abre barra vertical log abre parênteses x ao quadrado menos x menos 6 fecha parênteses fecha barra vertical a quantidade se soluções reais da equação f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a 0 é:

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

Gabarito explicado

Aplicando a condição de existência ao logaritmando temos:

x ao quadrado menos x menos 6 maior que 0 seta dupla para a direita x menor que menos 2 espaço o u espaço x maior que 3

Igualando a função a zero e aplicando a definição de logaritmo obtemos:

abre barra vertical log abre parênteses x ao quadrado menos x menos 6 fecha parênteses fecha barra vertical igual a 0log abre parênteses x ao quadrado menos x menos 6 fecha parênteses igual a 0x ao quadrado menos x menos 6 igual a 10 à potência de 0x ao quadrado menos x menos 6 igual a 1x ao quadrado menos x igual a 7x ao quadrado menos x mais 1 quarto igual a 7 mais 1 quartoabre parênteses x mais 1 meio fecha parênteses ao quadrado igual a 29 sobre 4x mais 1 meio igual a mais ou menos numerador raiz quadrada de 29 sobre denominador 2 fim da fraçãox igual a numerador menos 1 mais ou menos raiz quadrada de 29 sobre denominador 2 fim da fração

Como x apóstrofo igual a numerador menos 1 menos raiz quadrada de 29 sobre denominador 2 fim da fração menor que menos 2 espaço e espaço x apóstrofo apóstrofo igual a numerador menos 1 mais raiz quadrada de 29 sobre denominador 2 fim da fração maior que 3 ambas são soluções da equação, portanto temos 2 soluções.

Questão 3

Observe o gráfico da função logarítmica abaixo:

função logarítmica crescente com zero em x=4 e assíntota vertical em x=3

A função g parêntese esquerdo x parêntese direito representada no gráfico pode ser definida como:

a) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com 3 subscrito abre parênteses x fecha parênteses

b) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com 3 subscrito abre parênteses x mais 4 fecha parênteses

c) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com 2 subscrito abre parênteses x menos 3 fecha parênteses

d) g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com 2 subscrito abre parênteses x mais 3 fecha parênteses

Gabarito explicado

Observe que entre a assíntota vertical e a raiz temos um intervalo de uma unidade característico da função logarítimica f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com b subscrito abre parênteses x fecha parênteses. Vemos que o gráfico de g parêntese esquerdo x parêntese direito em relação à f parêntese esquerdo x parêntese direito é uma translação horizontal de 3 unidades para direita, ou seja, x menos 3.

A função é definida por g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com b subscrito abre parênteses x menos 3 fecha parênteses que para x igual a 4 teremos g parêntese esquerdo 4 parêntese direito igual a 0, para qualquer valor de b, portanto a única alternativa que satisfaz as condições é g parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com 2 subscrito abre parênteses x menos 3 fecha parênteses.

Questão 4

Para quais valores de x a função f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com abre parênteses x ao quadrado menos 4 fecha parênteses subscrito fim do subscrito abre parênteses 5 fecha parênteses é decrescente?

a) abre chaves x pertence reto números reais linha vertical x maior que 2 espaço e espaço x não igual raiz quadrada de 5 fecha chaves

b) abre chaves x pertence reto números reais linha vertical x maior que 2 fecha chaves

c) abre chaves x pertence reto números reais linha vertical menos 2 menor que x menor que 2 fecha chaves

d) abre chaves x pertence reto números reais linha vertical menos raiz quadrada de 5 menor que x menor que menos 2 espaço o u espaço 2 menor que x menor que raiz quadrada de 5 fecha chaves

Gabarito explicado

Quando a base também é uma função de x devemos proceder a análise efetuando a mudança de base.

f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a log com abre parênteses x ao quadrado menos 4 fecha parênteses subscrito fim do subscrito abre parênteses 5 fecha parênteses igual a numerador log abre parênteses 5 fecha parênteses sobre denominador log abre parênteses x ao quadrado menos 4 fecha parênteses fim da fração

Como o numerador é sempre constante e positivo, devemos analisar o comportamento do denominador, pois para que a função seja decrescente o denominador deve aumentar.

Logo,

x ao quadrado menos 4 aumenta para x maior que 0 e pela condição do logaritmando temos x ao quadrado menos 4 maior que 0 seta dupla para a direita x menor que menos 2 espaço o u espaço x maior que 2 efetuando a interseção teremos o seguinte intervalo:

x maior que 2, mas com cuidado na função original x ao quadrado menos 4 não igual 1 seta dupla para a direita x não igual mais ou menos raiz quadrada de 5.

Finalmente a função é decrescente em abre chaves x pertence reto números reais linha vertical x maior que 2 espaço e espaço x não igual raiz quadrada de 5 fecha chaves.

Questão 5

Na escala Richter, a magnitude M de um terremoto é definida por:

M igual a log abre parênteses I sobre I com 0 subscrito fecha parênteses

em que I é a intensidade do terremoto e I com 0 subscrito é uma intensidade de referência.

Dois terremotos A e B apresentam magnitudes 6,5 e 4,5, respectivamente. A razão entre as intensidades I com A subscrito sobre I com B subscrito é:

a) 10

b) 100

c) 1000

d) 10000

Gabarito explicado

A escala Richter é logarítmica de base 10. A diferença entre as magnitudes é:

6,5 − 4,5 = 2

Isso significa que a razão entre as intensidades é:

I com A subscrito sobre I com B subscrito igual a 10 ao quadrado igual a 100

Questão 6

O p H de uma solução aquosa é definido por:

p H igual a menos log abre colchetes H à potência de mais fecha colchetes

onde abre colchetes H à potência de mais fecha colchetes representa a concentração de íons hidrogênio, em mol/L.

Se o p H de uma solução aumenta de 3 para 5, então a concentração de íons abre colchetes H à potência de mais fecha colchetes:

a) diminui 2 vezes

b) diminui 10 vezes

c) diminui 100 vezes

d) aumenta 100 vezes

Gabarito explicado

Um aumento de uma unidade no p H corresponde a uma diminuição de 10 vezes na concentração de íons H à potência de mais.

Como o p H aumentou de 3 para 5, houve um aumento de 2 unidades. Portanto, a concentração diminuiu:

10 ao quadrado igual a 100 espaço v e z e s

Questão 7

O nível sonoro L, medido em decibéis (dB), é dado por:

L igual a 10. log abre parênteses I sobre I com 0 subscrito fecha parênteses

em que I é a intensidade do som e I com 0 subscrito é uma intensidade de referência.

Se a intensidade de uma fonte sonora é multiplicada por 100, o aumento no nível sonoro será de:

a) 10 dB

b) 20 dB

c) 30 dB

d) 100 dB

Gabarito explicado

Quando a intensidade é multiplicada por 100, temos:

I sobre I com 0 subscrito igual a 100

Logo:

L igual a 10. log abre parênteses 100 fecha parêntesesL igual a 10.2L igual a 20 espaço d B

Questão 8

Em um laboratório, o número de bactérias N abre parênteses t fecha parênteses, em função do tempo t (em horas), é modelado por:

N abre parênteses t fecha parênteses igual a 10 à potência de 0 vírgula 3 t fim do exponencial

Deseja-se determinar o tempo necessário para que o número inicial de bactérias triplique.

Dado: log espaço 3 igual a 0 vírgula 48.

O valor de t, em horas, é aproximadamente:

a) 3,3

b) 2,5

c) 2,0

d) 1,6

Gabarito explicado

Triplicar o número inicial de bactérias significa que:

N parêntese esquerdo t parêntese direito igual a 3. N parêntese esquerdo 0 parêntese direito

Como:

N parêntese esquerdo t parêntese direito igual a 10 à potência de 0 vírgula 3 t fim do exponencialN parêntese esquerdo 0 parêntese direito igual a 13 igual a 10 à potência de 0 vírgula 3 t fim do exponenciallog espaço 3 igual a 0 vírgula 3 tt igual a numerador log espaço 3 sobre denominador 0 vírgula 3 fim da fraçãot igual a numerador 0 vírgula 48 sobre denominador 0 vírgula 3 fim da fraçãot igual a 1 vírgula 6 espaço h o r a s

Continue praticando: Exercícios de Logaritmo: questões resolvidas e comentadas

Referências Bibliográficas

CANELLAS, William. Matemática para o infinito e além: volume 2. 1. ed. Joinville: Clube de Autores, 2023.

DANTE, Luiz Roberto. Matemática: contexto e aplicações. Volume 2. 3. ed. São Paulo: Ática, 2019.

IEZZI, Gelson; DOLCE, Osvaldo; DEGENSZTAJN, David; PÉRIGO, Roberto. Matemática: ciência e aplicações. Volume 2. 9. ed. São Paulo: Saraiva, 2018.

PAIVA, Manoel Rodrigues. Matemática: volume único. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2015.

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.