PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 6 do IME 2019
Seja z um número complexo tal que z^{12} \in \mathbb{R}, Re(z) = 1 e \arg(z) \in \left(0, \frac{\pi}{2}\right). A soma dos inversos dos possíveis valores de |z| está no intervalo:
- A\left(\frac{1}{2}, \frac{3}{2}\right)
- B\left(\frac{3}{2}, \frac{5}{2}\right)
- C\left(\frac{5}{2}, \frac{7}{2}\right)
- D\left(\frac{7}{2}, \frac{9}{2}\right)
- E\left(\frac{9}{2}, \frac{11}{2}\right)
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Resolução comentada
Como Re(z)=1, escrevemos z = 1 + bi, e o argumento \theta satisfaz \tg\theta = b, com \theta\in(0,\pi/2), portanto b>0.\n\nPara z=|z|(\cos\theta+i\,\sen\theta), temos z^{12}=|z|^{12}(\cos 12\theta + i\,\sen 12\theta). Ele é real quando \sen 12\theta=0, isto é, 12\theta = k\pi, ou \theta = \dfrac{k\pi}{12}.\n\nComo \theta\in(0,\pi/2), temos k=1,2,\dots,5.\n\nComo Re(z)=|z|\cos\theta=1, segue que |z|=\dfrac{1}{\cos\theta}, e o inverso é \cos\theta.\n\nA soma pedida é:\n\n
Por que as outras alternativas estão erradas
- ASubestima a soma; esquece alguns dos cinco ângulos possíveis.
- BSoma só parte dos valores de \theta, ficando abaixo de 2{,}5.
- DSuperestima a soma, por exemplo contando ângulos fora do intervalo (0,\pi/2).
- ESuperestima muito a soma, por exemplo somando os módulos |z| em vez de seus inversos.
Assunto: Números complexos.
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Fonte: IME 2019 · Prova objetiva. Prova oficial ↗