PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 9 (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 \log_2 \pi = a e \log_5 \pi = b, então
- A\dfrac{1}{a} + \dfrac{1}{b} \le \dfrac{1}{2}.
- B\dfrac{1}{2} < \dfrac{1}{a} + \dfrac{1}{b} \le 1.
- C1 < \dfrac{1}{a} + \dfrac{1}{b} \le \dfrac{3}{2}.
- D\dfrac{3}{2} < \dfrac{1}{a} + \dfrac{1}{b} \le 2.
- E2 < \dfrac{1}{a} + \dfrac{1}{b}.
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Resolução comentada
Use a mudança de base: \log_2 \pi = a significa a=\dfrac{\log \pi}{\log 2}, logo \dfrac{1}{a}=\log_\pi 2. Do mesmo modo, \dfrac{1}{b}=\log_\pi 5.
-
Some os dois: \dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}=\log_\pi 2+\log_\pi 5=\log_\pi 10.
-
Compare 10 com potências de \pi. Como \pi>1, a função \log_\pi é crescente.
-
Temos \pi^2\approx 9{,}87<10, então \log_\pi 10>2.
-
Confirme: \pi^2 = 9{,}8696..., que é de fato menor que 10, pois \pi<\sqrt{10}\approx 3{,}162 e \pi\approx 3{,}1416.
Portanto \dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}=\log_\pi 10>\log_\pi \pi^2=2.
Alternativa E.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ASupõe a soma pequena; na verdade \log_\pi 10 é maior que 2.
- BIgnora que \pi^2<10, o que dá \log_\pi 10>2, não entre 1/2 e 1.
- CEstima \log_\pi 10 entre 1 e 3/2, mas \pi^{3/2}\approx 5{,}6<10.
- DLimita a soma em 2, mas \pi^2<10 implica soma maior que 2.
Assunto: Logaritmos e função logarítmica.
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Fonte: ITA 2018 · Matemática. Prova oficial ↗