FUVEST 2024 · questão 59

Questão 59 FUVEST 2024: Função exponencial e logaritmo

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Considere a função \(f\), dada por \(f(x) = b^x\), com \(b > 0\), \(b \neq 1\) e \(x \in \mathbb{R}\), e a sua inversa \(f^{-1}\). A figura destaca dois pontos, um pertencente ao gráfico de \(f\) e outro ao gráfico de \(f^{-1}\).

Determine \(b + k\).

Figura da questão

  1. A
    \(\dfrac{5}{6}\)
  2. B
    \(1\)
  3. C
    \(\dfrac{6}{5}\)
  4. D
    \(\dfrac{13}{5}\)
  5. E
    \(\dfrac{18}{5}\)
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Gabarito: Alternativa D: \(\dfrac{13}{5}\).

Resolução comentada

Ideia-chave: o ponto \(\left(3, \frac{27}{125}\right)\) está na exponencial e determina \(b\). O outro ponto está na inversa, \(\log_b x\), e determina \(k\).

  1. Na figura, a curva decrescente e "achatada" é \(f(x) = b^x\) com \(0 < b < 1\). Ela passa por \(\left(3, \frac{27}{125}\right)\): \[b^3 = \frac{27}{125} = \left(\frac{3}{5}\right)^3 \;\Rightarrow\; b = \frac{3}{5}\]
  2. A outra curva é a inversa \(f^{-1}(x) = \log_{3/5} x\). No ponto \(\left(\frac{9}{25}, k\right)\): \[k = \log_{3/5}\frac{9}{25}\]
  3. Como \(\left(\frac{3}{5}\right)^2 = \frac{9}{25}\), temos \(k = 2\).
  4. Portanto: \[b + k = \frac{3}{5} + 2 = \frac{13}{5}\]

Resposta: alternativa D.

Por que não as outras: quem troca as curvas, aplicando \(b^{9/25} = k\) ou o logaritmo ao ponto \(\left(3, \frac{27}{125}\right)\), chega a valores sem sentido. Somar só \(b\) com 1 (achando \(k = 1\)) leva a frações como \(\frac{6}{5}\).

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