PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 7 (Matemática) da 2ª fase do IME 2022
Sejam os pontos a e b, no plano complexo, representados pelos números a = 9 + xi e b = y + 3i, onde i é a unidade imaginária tal que i^2 = -1. O ponto a é a rotação de 30^\text{o} do ponto b em torno da origem no sentido anti-horário. Determine o valor do produto xy.
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Resolução comentada
a) Girar b de 30^\circ no sentido anti-horário em torno da origem equivale a multiplicar b por \cos 30^\circ + i\,\sen 30^\circ = \dfrac{\sqrt{3}}{2} + \dfrac{i}{2}. Então a = b\left(\dfrac{\sqrt{3}}{2} + \dfrac{i}{2}\right).
Substituindo a e b:
Igualando as partes reais e as partes imaginárias:
- Parte real: \dfrac{y\sqrt{3}}{2} - \dfrac{3}{2} = 9 \Rightarrow y\sqrt{3} = 21 \Rightarrow y = 7\sqrt{3}.
- Parte imaginária: x = \dfrac{y}{2} + \dfrac{3\sqrt{3}}{2} = \dfrac{7\sqrt{3} + 3\sqrt{3}}{2} = 5\sqrt{3}.
Conferindo: |a|^2 = 81 + 75 = 156 e |b|^2 = 147 + 9 = 156. A rotação preserva o módulo, então os valores estão consistentes.
Portanto:
xy = 105
Assunto: Números complexos.
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Fonte: IME 2ª fase 2022 · Matemática. Prova oficial ↗