PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 11 (Matemática) do ITA 2018
Texto-base das questões 01 a 20 · Matemática
| \mathbb{R} | : conjunto dos números reais |
|---|---|
| \mathbb{N} | : conjunto dos números naturais |
| \mathbb{C} | : conjunto dos números complexos |
| i | : unidade imaginária: i^2 = -1 |
| \vert z \vert | : módulo do número z \in \mathbb{C} |
| \det A | : determinante da matriz A |
| \mathrm{d}(A, B) | : distância do ponto A ao ponto B |
| \mathrm{d}(P, r) | : distância do ponto P à reta r |
| \overline{AB} | : segmento de extremidades nos pontos A e B |
| \hat{A} | : medida do ângulo do vértice A |
| [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\} |
| (f \circ g)(x) | = f(g(x)) |
| X \setminus Y | = \{x \in X \text{ e } x \notin Y\} |
| \displaystyle\sum_{k=0}^{n} a_k | = a_0 + a_1 + a_2 + \cdots + a_n, sendo n inteiro não negativo |
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.
Em um triângulo de vértices A, B e C são dados \hat{B} = \pi/2, \hat{C} = \pi/3 e o lado BC = 1\text{ cm}. Se o lado \overline{AB} é o diâmetro de uma circunferência, então a área da parte do triângulo ABC externa à circunferência, em \text{cm}^2, é
- A\dfrac{\pi}{8} - \dfrac{3\sqrt{3}}{16}.
- B\dfrac{5\sqrt{3}}{4} - \dfrac{\pi}{2}.
- C\dfrac{5\pi}{8} - \dfrac{3\sqrt{3}}{4}.
- D\dfrac{5\sqrt{3}}{16} - \dfrac{\pi}{8}.
- E\dfrac{5\pi}{8} - \dfrac{3\sqrt{3}}{16}.
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Resolução comentada
Triângulo retângulo em B, com BC=1 e \hat C=60^\circ. Então AB = BC\cdot\tg 60^\circ=\sqrt{3} e AC=2.
Área do triângulo: \dfrac{1\cdot\sqrt3}{2}=\dfrac{\sqrt3}{2}.
A circunferência tem diâmetro AB=\sqrt3, então raio r=\dfrac{\sqrt3}{2} e centro O, ponto médio de AB. Como \hat B=90^\circ, BC é perpendicular ao diâmetro em B, logo tangente à circunferência em B.
A circunferência corta a hipotenusa AC em um ponto D, além de A. Como AB é diâmetro, \hat{ADB}=90^\circ, ou seja, BD\perp AC.
A parte interna ao triângulo é formada pelo triângulo ABD mais o segmento circular sobre a corda BD (do lado de BD voltado a C)... mais simples: a parte do círculo dentro do triângulo é o semicírculo do lado de C, cortado por AD.
Calculando: \hat A=30^\circ, então no triângulo isósceles OAD o ângulo central \hat{AOD}=120^\circ e \hat{DOB}=60^\circ.
Região do círculo dentro do triângulo = setor DOB + triângulo AOD:
- Setor de 60^\circ: \dfrac{1}{6}\pi r^2=\dfrac{1}{6}\pi\cdot\dfrac34=\dfrac{\pi}{8}.
- Triângulo AOD: \dfrac12 r^2\sen120^\circ=\dfrac12\cdot\dfrac34\cdot\dfrac{\sqrt3}{2}=\dfrac{3\sqrt3}{16}.
Área interna: \dfrac{\pi}{8}+\dfrac{3\sqrt3}{16}.
Área externa:
Alternativa D.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ADá a diferença entre setor e triângulo, sem relação com a área externa pedida.
- BValor de área grande demais, incompatível com a área total do triângulo (\sqrt3/2).
- CMistura \pi com termos que excedem a área do triângulo; não vem de nenhuma subtração correta.
- EValor maior que a área do triângulo, impossível para a parte externa.
Assuntos: Círculo: comprimento, arcos e áreas, Áreas e perímetros de polígonos, Trigonometria no triângulo retângulo.
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Fonte: ITA 2018 · Matemática. Prova oficial ↗