PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 4 (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.
Se z \in \mathbb{C}, então z^6 - 3 |z|^4 (z^2 - \overline{z}^2) - \overline{z}^6 é igual a
- A(z^2 - \overline{z}^2)^3.
- Bz^6 - \overline{z}^6.
- C(z^3 - \overline{z}^3)^2.
- D(z - \overline{z})^6.
- E(z - \overline{z})^2 (z^4 - \overline{z}^4).
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Resolução comentada
Use a identidade do cubo da diferença: (a-b)^3 = a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3 = a^3 - b^3 - 3ab(a-b).
Tome a = z^2 e b = \overline{z}^2. Então:
- a^3 - b^3 = z^6 - \overline{z}^6.
- ab = z^2\,\overline{z}^2 = (z\overline{z})^2 = |z|^4, pois z\overline{z} = |z|^2.
- a - b = z^2 - \overline{z}^2.
Substituindo na identidade:
O lado direito é exatamente a expressão do enunciado, z^6 - 3|z|^4(z^2-\overline{z}^2) - \overline{z}^6, só com os termos em outra ordem.
Logo a expressão vale (z^2 - \overline{z}^2)^3.
Alternativa A.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Bignora o termo -3|z|^4(z^2-\overline{z}^2), que não é nulo em geral.
- C(z^3-\overline{z}^3)^2 não produz o termo com |z|^4 nem a estrutura de cubo da diferença.
- D(z-\overline{z})^6 tem outros coeficientes binomiais e não reproduz a expressão dada.
- Efatoração sem fundamento; não coincide com o desenvolvimento do cubo de z^2-\overline{z}^2.
Assuntos: Números complexos, Expressões algébricas, produtos notáveis e fatoração.
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Fonte: ITA 2014 · Matemática. Prova oficial ↗