PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 14 do IME 2022
Considere os triângulos \triangle ABC em que \overline{BC} = 32 e \frac{\overline{AB}}{\overline{AC}} = 3. O maior valor possível para a altura relativa ao lado \overline{BC} é:
- A8
- B9
- C10
- D11
- E12
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Resolução comentada
O lugar geométrico dos pontos A tais que \frac{AB}{AC}=3 (constante diferente de 1) é uma circunferência de Apolônio. A altura relativa a BC é a distância de A à reta BC, e seu maior valor é o raio dessa circunferência, atingido quando A está acima do centro.
Passo a passo, com B=(0,0) e C=(32,0):
- AB=3\,AC equivale a x^2+y^2=9\left[(x-32)^2+y^2\right].
- Desenvolvendo: x^2+y^2=9x^2-576x+9216+9y^2, ou seja, 8x^2+8y^2-576x+9216=0.
- Dividindo por 8: x^2+y^2-72x+1152=0.
- Completando o quadrado: (x-36)^2+y^2=1296-1152=144.
A circunferência tem centro (36,0), sobre a reta BC, e raio \sqrt{144}=12.
Como o centro está sobre a reta BC, o ponto mais alto da circunferência fica a 12 unidades da reta, e esse é o maior valor possível da altura y.
Conferência pelas divisões internas e externas: o ponto que divide BC internamente na razão 3:1 é x=24, e o externo é x=48. O diâmetro vai de 24 a 48, ou seja, 24, e o raio vale 12. Confere.
Alternativa E.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AValor sem relação com o raio da circunferência de Apolônio; não resulta de nenhum passo correto.
- BValor sem justificativa; não corresponde ao raio 12 obtido na equação do lugar geométrico.
- CResultaria de erro de conta ao completar quadrados; o raio correto é \sqrt{144}.
- DValor próximo, mas o raio é exatamente 12, não 11.
Assuntos: circunferência de Apolônio, geometria analítica, lugar geométrico.
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Fonte: IME 2022 · Prova objetiva. Prova oficial ↗