PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 3 (Matemática) da 2ª fase do ITA 2025
Texto-base das questões 01 a 10 · Matemática
Convenções: Considere o sistema de coordenadas cartesiano, a menos que haja indicação contrária. Os eixos horizontal e vertical são indicados respectivamente por O_x e O_y, e o centro do sistema, por O.
i : denota a unidade imaginária, i^2 = -1.
\overline{AB} : denota o segmento de reta de extremidades nos pontos A e B.
AB : denota a reta que passa pelos pontos A e B.
m(\overline{AB}) : denota o comprimento do segmento \overline{AB}.
\max\{i, j\} : denota o maior dentre os valores i e j
\det A : denota o determinante da matriz A.
A^T : denota a transposta da matriz A.
A^{-1} : denota a inversa da matriz A.
(a_{ij}) : representa uma matriz cuja entrada na linha i e coluna j é indexada por a_{ij}.
Sejam \alpha, \beta \in \left[\dfrac{\pi}{2}, \dfrac{3\pi}{2}\right] tais que
Calcule o valor de \sen(\alpha + \beta).
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Resolução comentada
a) Chame a=\sen\alpha, b=\sen\beta e c=\cos\beta. As duas condições viram:
- a-b=\dfrac14, ou seja, a=b+\dfrac14;
- a-2b+c=\dfrac34.
Substituindo a da primeira na segunda: b+\dfrac14-2b+c=\dfrac34, o que dá c=b+\dfrac12.
Usando b^2+c^2=1:
Como \beta\in\left[\frac{\pi}{2},\frac{3\pi}{2}\right], temos \cos\beta\le 0. Então c=b+\frac12\le0, isto é, b\le-\frac12. Isso elimina a raiz com +\sqrt7, que dá b\approx0{,}41. Portanto:
Para \alpha:
Como \alpha também está no intervalo onde o cosseno é não positivo, \cos\alpha=-\sqrt{1-\frac{7}{16}}=-\dfrac34.
Agora aplicamos a fórmula da soma:
Conferindo numericamente: 0{,}272+0{,}684\approx0{,}956, e \frac{5+\sqrt7}{8}\approx0{,}956.
\sen(\alpha+\beta)=\dfrac{5+\sqrt7}{8}
Assuntos: Identidades, adição de arcos e arco duplo, Ciclo trigonométrico e funções trigonométricas.
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Fonte: ITA 2ª fase 2025 · Matemática. Prova oficial ↗