PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 7 (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.
Considere a definição: duas circunferências são ortogonais quando se interceptam em dois pontos distintos e nesses pontos suas tangentes são perpendiculares. Com relação às circunferências C_1 : x^2 + (y + 4)^2 = 7, C_2 : x^2 + y^2 = 9 e C_3 : (x - 5)^2 + y^2 = 16, podemos afirmar que
- Asomente C_1 e C_2 são ortogonais.
- Bsomente C_1 e C_3 são ortogonais.
- CC_2 é ortogonal a C_1 e a C_3.
- DC_1, C_2 e C_3 são ortogonais duas a duas.
- Enão há ortogonalidade entre as circunferências.
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Resolução comentada
Duas circunferências são ortogonais quando as tangentes em um ponto de interseção são perpendiculares. Como a tangente é perpendicular ao raio, isso equivale a os raios até esse ponto serem perpendiculares. Então o triângulo formado pelos dois centros e o ponto de interseção é retângulo no ponto, e vale d^2 = r_1^2 + r_2^2, em que d é a distância entre os centros.
Centros e raios:
- C_1: centro (0,-4), r_1=\sqrt7.
- C_2: centro (0,0), r_2=3.
- C_3: centro (5,0), r_3=4.
Testando cada par:
- C_1 e C_2: d=4, então d^2=16. Já r_1^2+r_2^2=7+9=16. Vale a igualdade, logo são ortogonais.
- C_2 e C_3: d=5, então d^2=25. Já r_2^2+r_3^2=9+16=25. Vale a igualdade, logo são ortogonais.
- C_1 e C_3: d^2=5^2+4^2=41. Já r_1^2+r_3^2=7+16=23. Não vale, logo não são ortogonais.
Assim, C_2 é ortogonal a C_1 e a C_3, mas C_1 e C_3 não são ortogonais entre si.
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AEsquece que C_2 e C_3 também são ortogonais (25=9+16).
- BC_1 e C_3 não satisfazem d^2=r_1^2+r_3^2, pois 41\neq 23.
- DC_1 e C_3 não são ortogonais, então não vale para todos os pares.
- EHá dois pares ortogonais: C_1C_2 e C_2C_3.
Assunto: Equação da circunferência.
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Fonte: ITA 2018 · Matemática. Prova oficial ↗