PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 2 (Matemática) da 2ª fase do IME 2027
Seja a equação abaixo, onde z \in \mathbb{C}
Ao escolher ao acaso uma raiz qualquer dessa equação, qual a probabilidade dela satisfazer a inequação abaixo?
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Resolução comentada
a) Multiplique a equação por (z-1), com z\neq 1. O lado esquerdo vira a soma de uma PG de razão z:
As raízes são, portanto, as raízes sextas da unidade, exceto z=1, que não é raiz da equação original (ela dá 6). Ficam 5 raízes distintas:
São elas: \frac12\pm\frac{\sqrt3}{2}i, -\frac12\pm\frac{\sqrt3}{2}i e -1.
Agora a inequação. Escreva z=x+yi, com |z|=1 para todas as raízes:
A condição \left|z-\tfrac32\right|^2\le\tfrac74 fica
Ou seja, a parte real da raiz deve ser pelo menos \tfrac12.
Verificando as raízes:
- k=1 e k=5: parte real \tfrac12. Vale a igualdade, então satisfazem.
- k=2 e k=4: parte real -\tfrac12. Não satisfazem.
- k=3: parte real -1. Não satisfaz.
Satisfazem a inequação 2 das 5 raízes, todas equiprováveis. A probabilidade é
\dfrac{2}{5}
Assuntos: Números complexos, Probabilidade: conceitos básicos.
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Fonte: IME 2ª fase 2027 · Matemática. Prova oficial ↗