PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 13 (Matemática) do ITA 2014
Texto-base das questões 01 a 20 · Matemática
\mathbb{N} : conjunto dos números naturais; \mathbb{N} = \{1, 2, 3, \ldots\}
\mathbb{Z} : conjunto dos números inteiros
\mathbb{Q} : conjunto dos números racionais
\mathbb{R} : conjunto dos números reais
\mathbb{C} : conjunto dos números complexos
i : unidade imaginária: i^2 = -1
|z| : módulo do número z \in \mathbb{C}
\overline{z} : conjugado do número z \in \mathbb{C}
\text{Re}(z) : parte real do número z \in \mathbb{C}
\det A : determinante da matriz A
A^t : transposta da matriz A
\mathcal{P}(A) : conjunto de todos os subconjuntos do conjunto A
n(A) : número de elementos do conjunto finito A
P(A) : probabilidade de ocorrência do evento A
f \circ g : função composta das funções f e g
[a, b] = \{x \in \mathbb{R};\ a \le x \le b\}
[a, b[ = \{x \in \mathbb{R};\ a \le x < b\}
]a, b] = \{x \in \mathbb{R};\ a < x \le b\}
]a, b[ = \{x \in \mathbb{R};\ a < x < b\}
A \setminus B = \{x;\ x \in A\text{ e } x \notin B\}
\displaystyle\sum_{n=1}^{k} a_n = a_1 + a_2 + \ldots + a_k,\ k \in \mathbb{N}
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são cartesianos retangulares.
Sabendo que \operatorname{sen} x = \frac{2ab}{a^2 + b^2}, a \neq 0 e b \neq 0, um possível valor para \operatorname{cossec} 2x - \frac{1}{2}\operatorname{tg} x é
- A\frac{a - b}{ab}.
- B\frac{a + b}{2ab}.
- C\frac{a^2 - b^2}{ab}.
- D\frac{a^2 + b^2}{4ab}.
- E\frac{a^2 - b^2}{4ab}.
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Resolução comentada
Primeiro simplificamos a expressão usando identidades do arco duplo.
Subtraindo, com denominador comum 2\,\operatorname{sen}x\cos x:
Agora calculamos \cos x a partir de \operatorname{sen}x:
- \cos^2x=1-\dfrac{4a^2b^2}{(a^2+b^2)^2}=\dfrac{(a^2+b^2)^2-4a^2b^2}{(a^2+b^2)^2}=\dfrac{(a^2-b^2)^2}{(a^2+b^2)^2}.
- Logo \cos x=\pm\dfrac{a^2-b^2}{a^2+b^2}.
Substituindo:
Como o enunciado pede "um possível valor", o sinal positivo (que ocorre, por exemplo, para x no primeiro quadrante com a^2>b^2) corresponde à alternativa E.
Alternativa E.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ANão surge de nenhuma etapa; a expressão simplificada tem denominador 4ab e numerador a^2-b^2.
- BConfunde a^2-b^2 com a+b e usa denominador errado.
- CTem o numerador certo, mas erra o denominador (ab em vez de 4ab), esquecendo o fator 2 e o 2\,\operatorname{sen}x.
- DUsa a^2+b^2 no numerador, que é o denominador de \operatorname{sen}x, não o valor de \cos x.
Assunto: Identidades, adição de arcos e arco duplo.
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Fonte: ITA 2014 · Matemática. Prova oficial ↗