Em qual das seguintes situações um modelo matemático com uma função polinomial de 2º grau seria apropriado?

(A) - 
 prever o crescimento populacional de uma cidade.
(B) - 
 calcular o lucro de uma empresa ao longo do tempo.
(C) - 
 modelar a trajetória de um projétil lançado verticalmente.
(D) - 
 encontrar a área de um círculo com raio desconhecido.
(E) - 
 determinar o tempo de percurso de um carro em uma estrada reta.

Dica

Ao escolher o tipo de função polinomial para um modelo matemático, considere o seguinte:

  • o número de variáveis independentes no problema.
  • a forma do gráfico que melhor representa o comportamento do fenômeno.
  • a complexidade computacional do modelo.

Explicação

A trajetória de um projétil lançado verticalmente pode ser modelada por uma função quadrática, que é uma função polinomial de 2º grau. a altura do projétil em função do tempo é dada pela equação:

h = -0,5 * g * t² + v * t + h₀

onde:

  • h é a altura do projétil em metros;
  • g é a aceleração da gravidade (9,8 m/s²);
  • t é o tempo em segundos;
  • v é a velocidade inicial do projétil em metros por segundo;
  • h₀ é a altura inicial do projétil em metros.

Análise das alternativas

As demais alternativas não se adequam tão bem a um modelo polinomial de 2º grau:

  • (a): o crescimento populacional é mais bem modelado por uma função exponencial.
  • (b): o lucro de uma empresa é mais bem modelado por uma função linear ou uma função de potência.
  • (d): a área de um círculo é melhor calculada usando a fórmula π*r², que é uma função polinomial de 1º grau.
  • (e): o tempo de percurso de um carro é mais bem modelado por uma função linear ou uma função de potência.

Conclusão

Compreender quando utilizar funções polinomiais é essencial para construir modelos matemáticos precisos. funções polinomiais de 2º grau são particularmente úteis para modelar situações envolvendo movimento parabólico, como a trajetória de um projétil.