A densidade populacional de cada distrito da cidade de South Hill, denotada por D (em número de habitantes por km2), está relacionada à distância x, em quilômetros, do distrito ao centro da cidade. A fórmula que relaciona D e x é dada por D = 5 + 30x – 15x2 .

a) Um distrito, localizado no centro da cidade de São Paulo, tem densidade populacional de 16,5 hab/km2 . Comparando a densidade populacional do distrito que fica no centro da cidade de South Hill com a do distrito do centro da cidade de São Paulo, a segunda supera a primeira em y%. Calcule y.

b) Determine a que distância do centro da cidade de South Hill a densidade populacional é máxima. Qual é o valor dessa densidade máxima?

a) A densidade populacional do distrito que fica no centro de South Hill é dada por D(0).

D(0) = 5 + 30 · 0 – 15 · 02   «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mo»§#x02234;«/mo»«/mstyle»«/math»   D(0) = 5.

A diferença entre as densidades populacionais é dada por 16,5 – 5.

Tem-se   «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi mathvariant=¨normal¨»y«/mi»«mo»%«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mrow»«mn»16«/mn»«mo»,«/mo»«mn»5«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mn»5«/mn»«/mrow»«mn»5«/mn»«/mfrac»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000B7;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»100«/mn»«mo»%«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x02234;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»y«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»230«/mn»«/mstyle»«/math»

Resposta: 230

b) Sendo a, b e c constantes reais, com a < 0, e y = c + bx + ax2, em que x e y são variáveis reais, y tem um valor máximo, e esse é obtido com «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mrow»«mo»-«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»b«/mi»«/mrow»«mrow»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo».«/mo»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Com D = 5 + 30x – 15x2, o valor máximo de D é obtido com  «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mrow»«mo»-«/mo»«mn»30«/mn»«/mrow»«mrow»«mn»2«/mn»«mfenced»«mrow»«mo»-«/mo»«mn»15«/mn»«/mrow»«/mfenced»«/mrow»«/mfrac»«/mrow»«/mstyle»«/math» , ou seja, com x = 1.

Com x = 1, tem-se D = 5 + 30 · 1 – 15 · 12, ou seja D = 20.

Resposta: 1 km e 20 «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mfrac»«mi»hab«/mi»«msup»«mi»km«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«/mfrac»«/mstyle»«/math»