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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 31 da FUVEST 2006

1ª fase · Matemática: Cone e tronco de cone

Um cone circular reto está inscrito em um paralelepípedo reto retângulo, de base quadrada, como mostra a figura. A razão b/a entre as dimensões do paralelepípedo é 3/2 e o volume do cone é \pi.

Então, o comprimento g da geratriz do cone é

Cone circular reto inscrito em um paralelepípedo reto retângulo de base quadrada com dimensões a por a e altura b, com a geratriz do cone indicada por g

  1. A
    \sqrt{5}
  2. B
    \sqrt{6}
  3. C
    \sqrt{7}
  4. D
    \sqrt{10}
  5. E
    \sqrt{11}
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Resolução comentada

O cone está inscrito no paralelepípedo de base quadrada a \times a e altura b. Isso significa que a base do cone é um círculo inscrito no quadrado da base, e a altura do cone é a altura do paralelepípedo.

Assim:

  • raio da base do cone: r = \dfrac{a}{2};
  • altura do cone: h = b.

Como \dfrac{b}{a}=\dfrac{3}{2}, temos b = \dfrac{3a}{2}.

  1. Volume do cone:

    V=\frac{1}{3}\pi r^2 h=\frac{1}{3}\pi\cdot\frac{a^2}{4}\cdot\frac{3a}{2}=\frac{\pi a^3}{8}

  2. Como V=\pi:

    \frac{\pi a^3}{8}=\pi \Rightarrow a^3=8 \Rightarrow a=2

  3. Então r=1 e b=\dfrac{3\cdot 2}{2}=3, ou seja, h=3.

  4. A geratriz é a hipotenusa do triângulo retângulo formado pelo raio e pela altura:

    g^2=r^2+h^2=1^2+3^2=10 \Rightarrow g=\sqrt{10}

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ANão corresponde a nenhuma combinação correta de r=1 e h=3; \sqrt{5} viria de r=1 e h=2.
  • B\sqrt{6} não resulta de r^2+h^2 com os valores corretos r=1 e h=3.
  • C\sqrt{7} não resulta de r^2+h^2 com os valores corretos r=1 e h=3.
  • E\sqrt{11} não corresponde aos valores corretos; seria obtido com um raio errado.

Assuntos: Cone e tronco de cone, Teorema de Pitágoras e relações métricas.

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