PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 2 (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.
Se x é um número real que satisfaz x^3 = x + 2, então x^{10} é igual a
- A5x^2 + 7x + 9.
- B3x^2 + 6x + 8.
- C13x^2 + 16x + 12.
- D7x^2 + 5x + 9.
- E9x^2 + 3x + 10.
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Resolução comentada
A ideia é usar a relação x^3 = x + 2 para reduzir qualquer potência de x a um polinômio de grau no máximo 2.
- x^3 = x + 2.
- x^4 = x\cdot x^3 = x^2 + 2x.
- x^5 = x^3 + 2x^2 = 2x^2 + x + 2.
Agora, para chegar a x^{10}, elevamos x^5 ao quadrado:
Conferindo o desenvolvimento: (2x^2)^2 = 4x^4; 2\cdot 2x^2\cdot x = 4x^3; 2\cdot 2x^2\cdot 2 = 8x^2 e x^2, somando 9x^2; 2\cdot x\cdot 2 = 4x; 2^2 = 4.
Substituindo x^4 = x^2 + 2x e x^3 = x + 2:
- 4x^4 = 4x^2 + 8x
- 4x^3 = 4x + 8
Somando tudo:
Verificação rápida: x\approx1{,}52 dá x^{10}\approx 63{,}9, e 13(2{,}31)+16(1{,}52)+12\approx 66{,}4; como x\approx1{,}5214, x^2\approx2{,}3146, o valor é 30{,}09+24{,}34+12=66{,}4, e x^{10} de fato é cerca de 66{,}4 (pois x^5\approx 7{,}98 e 7{,}98^2\approx 63{,}7... a diferença vem do arredondamento de x^5: 2(2{,}3146)+1{,}5214+2=8{,}15 e 8{,}15^2\approx66{,}4).
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AResultado de erro na redução das potências; não coincide com 13x^2+16x+12 obtido ao reduzir x^{10}.
- BCoeficientes não correspondem à redução correta de (2x^2+x+2)^2 usando x^3=x+2.
- DCoeficientes incorretos, provável erro ao substituir x^4 e x^3 no quadrado de x^5.
- ECoeficientes incorretos, não resulta da redução correta de x^{10}.
Assunto: Polinômios.
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Fonte: ITA 2018 · Matemática. Prova oficial ↗