PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 2 (Matemática) do ITA 2015
Texto-base das questões 01 a 20 · Matemática
\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}
\operatorname{Re}(z) : parte real do número z \in \mathbb{C}
\operatorname{Im}(z) : parte imaginária do número z \in \mathbb{C}
\det A : determinante da matriz A
\operatorname{tr} A : traço da matriz quadrada A, que é definido como a soma dos elementos da diagonal principal de A.
Potência de matriz : A^1 = A, A^2 = A \cdot A, \ldots, A^k = A^{k-1} \cdot A, sendo A matriz quadrada e k inteiro positivo.
\operatorname{d}(P, r) : distância do ponto P à reta r
\overline{AB} : segmento de extremidades nos pontos A e B
[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\}
X \setminus Y = \{x \in X \text{ e } x \notin Y\}
\sum_{k=0}^n a_k = a_0 + a_1 + a_2 + \dots + a_n, sendo n inteiro não negativo
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.
Sejam A, B e C os subconjuntos de \mathbb{C} definidos por A = \{z \in \mathbb{C} : |z + 2 - 3i| < \sqrt{19}\}, B = \{z \in \mathbb{C} : |z + i| < 7/2\} e C = \{z \in \mathbb{C} : z^2 + 6z + 10 = 0\}. Então, (A \setminus B) \cap C é o conjunto
- A\{-1 - 3i, -1 + 3i\}.
- B\{-3 - i, -3 + i\}.
- C\{-3 + i\}.
- D\{-3 - i\}.
- E\{-1 + 3i\}.
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Resolução comentada
Primeiro, ache os elementos de C resolvendo a equação do 2º grau:
Assim, C=\{-3+i,\,-3-i\}.
Agora é preciso testar cada elemento de C nos conjuntos. Lembre que |z-w|<r descreve os pontos dentro do disco de centro w e raio r. Aqui, A tem centro -2+3i e raio \sqrt{19}; B tem centro -i e raio 7/2.
Para z=-3+i:
- Em A: |z+2-3i|=|-1-2i|=\sqrt{1+4}=\sqrt5<\sqrt{19}. Pertence a A.
- Em B: |z+i|=|-3+2i|=\sqrt{9+4}=\sqrt{13}. Como (7/2)^2=49/4=12{,}25<13, temos \sqrt{13}>7/2. Não pertence a B.
Logo -3+i\in A\setminus B.
Para z=-3-i:
- Em A: |z+2-3i|=|-1-4i|=\sqrt{1+16}=\sqrt{17}<\sqrt{19}. Pertence a A.
- Em B: |z+i|=|-3|=3<7/2. Pertence a B, então é removido por A\setminus B.
Portanto (A\setminus B)\cap C=\{-3+i\}.
Alternativa C.
Pegadinha: A alternativa B engana quem esquece que A\setminus B retira os pontos de B e só verifica que as duas raízes estão em A; a comparação \sqrt{13} com 7/2 é apertada.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AUsa raízes que não são de z^2+6z+10=0 (erra o sinal e a parte real das raízes).
- BIgnora a subtração de B: ambos estão em A, mas -3-i pertence a B.
- DInverte o resultado: -3-i está em B (distância 3), logo é excluído.
- E-1+3i não é raiz da equação; não pertence a C.
Assuntos: Números complexos, Conjuntos e conjuntos numéricos.
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Fonte: ITA 2015 · Matemática. Prova oficial ↗