PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 3 (Matemática) da 2ª fase do IME 2026
Considere a função f : [0,1) \to \mathbb{R}, definida por
e a \in [0,1), a \neq \frac{1}{9}. Dentre todas as retas secantes ao gráfico da função f nos pontos (a,f(a)) e (x,f(x)), x \neq a, a que tem o menor coeficiente angular é aquela que é paralela à reta de equação ky - 4x = 2026. Determine o valor de k em função de a.
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Resolução comentada
a) Primeiro escrevemos f em forma fechada. Com t=\sqrt{x}\in[0,1), a série é geométrica:
Seja s=\sqrt{a}. O coeficiente angular da secante pelos pontos de abscissas a e x é
O numerador é
e o denominador é x-a=t^2-s^2=(t-s)(t+s). Como t\neq s, podemos cancelar t-s:
Para m ser mínimo, precisamos maximizar g(t)=(1-t)(t+s) com t\in[0,1). Esse é um trinômio do 2º grau com concavidade para baixo, e seu vértice está em
Nesse ponto, 1-t=t+s=\frac{1+s}{2}, logo
O vértice só é permitido se t\neq s, isto é, s\neq\frac13, ou seja, a\neq\frac19. É exatamente a condição do enunciado.
O menor coeficiente angular é, portanto,
A reta ky-4x=2026 tem coeficiente angular \frac{4}{k}, com k\neq0. Igualando:
k=(1-a)(1+\sqrt{a})
Assuntos: Função quadrática, Progressão geométrica.
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Fonte: IME 2ª fase 2026 · Matemática. Prova oficial ↗