PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 5 (Matemática) do ITA 2009
Texto-base das questões 01 a 20 · Matemática
\mathbb{N} = \{1, 2, 3, \ldots\}
\mathbb{R} : conjunto dos números reais
\mathbb{C} : conjunto dos números complexos
[a, b] = \{x \in \mathbb{R};\ a \le x \le b\}
(a, +\infty) = {]a, +\infty[} = \{x \in \mathbb{R};\ a < x < +\infty\}
A\backslash B = \{x \in A;\ x \notin B\}
A^C : complementar do conjunto A
i : unidade imaginária: i^2 = -1
|z| : módulo do número z \in \mathbb{C}
\operatorname{Re} z : parte real do número z \in \mathbb{C}
\operatorname{Im} z : parte imaginária do número z \in \mathbb{C}
M_{m \times n}(\mathbb{R}) : conjunto das matrizes reais m \times n
A^t : transposta da matriz A
\det A : determinante da matriz A
P(A) : conjunto de todos os subconjuntos do conjunto A
n(A) : número de elementos do conjunto finito A
\overline{AB} : segmento de reta unindo os pontos A e B
tr A : soma dos elementos da diagonal principal da matriz quadrada A
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são cartesianos retangulares.
O polinômio de grau 4
com a, b, c \in \mathbb{R}, é uma função par. Então, a soma dos módulos de suas raízes é igual a
- A3 + \sqrt{3}.
- B2 + 3\sqrt{3}.
- C2 + \sqrt{2}.
- D1 + 2\sqrt{2}.
- E2 + 2\sqrt{2}.
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Resolução comentada
Uma função polinomial é par quando só tem potências pares de x. Então os coeficientes de x^3 e de x devem ser nulos:
- a + b + c = 0
- 2a - b + c = 0
Subtraindo a (1) da (2): a - 2b = 0, logo a = 2b. Em (1): c = -a - b = -3b.
Substituindo nos demais coeficientes:
- x^4: a + 2b + c = 2b + 2b - 3b = b
- x^2: -(a - b) = -(2b - b) = -b
- termo independente: 2(a + c) = 2(2b - 3b) = -2b
O polinômio fica b\,x^4 - b\,x^2 - 2b = b\,(x^4 - x^2 - 2), com b \neq 0 (senão o grau não seria 4).
Fazendo y = x^2: y^2 - y - 2 = 0, cujas raízes são y = 2 e y = -1.
- x^2 = 2 \Rightarrow x = \pm\sqrt{2}, com módulos \sqrt{2} cada.
- x^2 = -1 \Rightarrow x = \pm i, com módulos 1 cada.
Soma dos módulos das quatro raízes:
Alternativa E.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ANão corresponde a nenhuma combinação das raízes \pm\sqrt{2} e \pm i; valor sem relação com o cálculo.
- BEnvolve \sqrt{3}, que não aparece, pois as raízes de y^2-y-2 são 2 e -1.
- CConta cada par de raízes só uma vez (\sqrt{2}+1 dobrado erradamente), esquecendo as raízes imaginárias ou uma raiz de cada par.
- DSoma 1+2\sqrt{2} esquece que \pm i contribuem com 2 no total, contando só um módulo 1.
Assuntos: Equações polinomiais e relações de Girard, Conceito de função, composta e inversa.
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Fonte: ITA 2009 · Matemática. Prova oficial ↗