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Questão 150 do ENEM 2022
Em jogos de voleibol, um saque é invalidado se a bola atingir o teto do ginásio onde ocorre o jogo. Um jogador de uma equipe tem um saque que atinge uma grande altura. Seu recorde foi quando a batida do saque se iniciou a uma altura de 1,5 m do piso da quadra, e a trajetória da bola foi descrita pela parábola y = -\frac{x^2}{6} - \frac{7x}{3} + 12, em que y representa a altura da bola em relação ao eixo x (das abscissas) que está localizado a 1,5 m do piso da quadra, como representado na figura. Suponha que em todas as partidas algum saque desse jogador atinja a mesma altura do seu recorde.

A equipe desse jogador participou de um torneio de voleibol no qual jogou cinco partidas, cada uma delas em um ginásio diferente. As alturas dos tetos desses ginásios, em relação aos pisos das quadras, são:
- ginásio I: 17 m;
- ginásio II: 18 m;
- ginásio III: 19 m;
- ginásio IV: 21 m;
- ginásio V: 40 m.
O saque desse atleta foi invalidado
- Aapenas no ginásio I.
- Bapenas nos ginásios I e II.
- Capenas nos ginásios I, II e III.
- Dapenas nos ginásios I, II, III e IV.
- Eem todos os ginásios.
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Resolução comentada
A altura máxima da bola é o vértice da parábola. Como a concavidade é para baixo (a<0), o vértice é o ponto mais alto, e y_v = -\frac{\Delta}{4a}.
Coeficientes: a = -\frac{1}{6}, b = -\frac{7}{3}, c = 12.
-
Discriminante: \Delta = b^2 - 4ac = \frac{49}{9} - 4\cdot\left(-\frac{1}{6}\right)\cdot 12 = \frac{49}{9} + 8 = \frac{121}{9}.
-
Altura máxima em relação ao eixo x: y_v = -\frac{121/9}{4\cdot(-1/6)} = \frac{121/9}{2/3} = \frac{121}{9}\cdot\frac{3}{2} = \frac{121}{6} \approx 20{,}17\ \text{m}.
-
O eixo x está a 1,5 m do piso, então a altura em relação ao piso é 20{,}17 + 1{,}5 \approx 21{,}67\ \text{m}.
O saque é invalidado quando a bola atinge o teto, isto é, quando o teto está abaixo de 21,67 m. Comparando:
- I (17 m), II (18 m), III (19 m) e IV (21 m): todos menores que 21,67 m, logo a bola atinge o teto.
- V (40 m): maior que 21,67 m, o saque vale.
O saque foi invalidado nos ginásios I, II, III e IV.
Alternativa D.
Pegadinha: Esquecer de somar 1,5 m ao vértice (20,17 m) levaria à alternativa C, pois 21 m pareceria maior que a altura da bola.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AIgnora os 1,5 m do eixo e erra a altura máxima; o teto de 18, 19 e 21 m também é atingido.
- BSubestima a altura máxima, que passa de 21 m.
- CDeixa de fora o ginásio IV: 21 m é menor que 21,67 m.
- EO ginásio de 40 m está bem acima da altura máxima da bola.
Assunto: Função quadrática.
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