Correção ITA 2027 · MatemáticaAcompanhe a resolução de cada questão da 2ª fase, ao vivoAcompanhar

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 5 (Matemática) da 2ª fase do ITA 2023

Matemática · Matemática: Identidades, adição de arcos e arco duplo

Texto-base das questões 01 a 10 · Matemática

Convenções: Considere o sistema de coordenadas cartesiano, a menos que haja indicação contrária.

\mathbb{N} = \{1, 2, 3, \dots\} : denota o conjunto dos números naturais.
\mathbb{R} : denota o conjunto dos números reais.
\mathbb{C} : denota o conjunto dos números complexos.
i : denota a unidade imaginária, i^2 = -1.
M_n(\mathbb{R}) : denota o conjunto das matrizes n \times n de entradas reais.
\overline{AB} : denota o segmento de reta de extremidades nos pontos A e B.
A\hat{O}B : denota o ângulo formado pelas semi-retas \overrightarrow{OA} e \overrightarrow{OB}, com vértice no ponto O.
m(\overline{AB}) : denota o comprimento do segmento \overline{AB}.

Sejam A = \cos(\alpha) + \cos(\beta) e B = \sen(\alpha) - \sen(\beta) com \alpha, \beta \in \mathbb{R}. Calcule \sen(\alpha - \beta) em função de A e B, sabendo que A e B não são ambos nulos.

Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

a) Use a soma e a diferença em produto (prostaférese). Sendo s=\frac{\alpha+\beta}{2} e d=\frac{\alpha-\beta}{2}, temos \alpha=s+d e \beta=s-d. Então:

A=\cos\alpha+\cos\beta=2\cos s\cos d
B=\sen\alpha-\sen\beta=2\cos s\,\sen d

Como A e B não são ambos nulos, \cos s\neq 0. Isso garante a divisão que faremos adiante.

Somando os quadrados:

A^2+B^2=4\cos^2 s\,(\cos^2 d+\sen^2 d)=4\cos^2 s

O produto fica:

AB=4\cos^2 s\,\sen d\cos d=2\cos^2 s\,\sen(2d)=2\cos^2 s\,\sen(\alpha-\beta)

Dividindo as duas expressões, \cos^2 s se cancela:

\frac{AB}{A^2+B^2}=\frac{2\cos^2 s\,\sen(\alpha-\beta)}{4\cos^2 s}=\frac{\sen(\alpha-\beta)}{2}

Logo:

\sen(\alpha-\beta)=\frac{2AB}{A^2+B^2}

Teste: com \alpha=\frac{\pi}{2} e \beta=0, temos A=B=1 e \sen\frac{\pi}{2}=1=\frac{2\cdot1\cdot1}{1+1}.

Resposta: \sen(\alpha-\beta)=\dfrac{2AB}{A^2+B^2}

Assunto: Identidades, adição de arcos e arco duplo.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 5 no caderno Matemática da 2ª fase do ITA 2023

Fonte: ITA 2ª fase 2023 · Matemática. Prova oficial ↗