PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 52 do ITA 2021
Texto-base das questões 41 a 55 · 1ª fase
Notações
\mathbb{N} = \{1, 2, 3, \dots\}: o conjunto dos números naturais.
\mathbb{R} : o conjunto dos números reais.
\mathbb{C} : o conjunto dos números complexos.
i : unidade imaginária, i^2 = -1.
\overline{AB} : segmento de reta de extremidades nos pontos A e B.
\widehat{AOB} : ângulo formado pelos segmentos \overline{OA} e \overline{OB}, com vértice no ponto O.
m(\overline{AB}) : medida do segmento \overline{AB}.
Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são os cartesianos retangulares.
Um dodecaedro regular tem 12 faces que são pentágonos regulares. Escolhendo-se 2 vértices distintos desse dodecaedro, a probabilidade de eles pertencerem a uma mesma aresta é igual a:
- A\frac{15}{100}.
- B\frac{3}{19}.
- C\frac{15}{190}.
- D\frac{5}{12}.
- E\frac{2}{5}.
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Resolução comentada
Um dodecaedro regular tem 12 faces pentagonais. Precisamos contar vértices e arestas para montar a probabilidade.
Arestas: cada face tem 5 arestas e cada aresta é compartilhada por 2 faces, então A = \frac{12 \cdot 5}{2} = 30.
Vértices: em cada vértice se encontram 3 arestas, e cada aresta tem 2 vértices. Logo 3V = 2A = 60, ou seja, V = 20. (Confere pela relação de Euler: V - A + F = 20 - 30 + 12 = 2.)
Agora a probabilidade, que é casos favoráveis sobre casos possíveis:
- Casos possíveis: escolher 2 vértices entre 20, sem importar a ordem: \binom{20}{2} = \frac{20 \cdot 19}{2} = 190.
- Casos favoráveis: pares de vértices que formam uma aresta, isto é, o número de arestas: 30.
Observe que \frac{15}{190} seria a conta pela metade (usando 15 em vez de 30 favoráveis), e \frac{3}{19} é a fração simplificada correta.
Alternativa B.
Pegadinha: A alternativa C engana quem divide por 2 o número de arestas (ou conta 15 pares), já que 15/190 parece natural ao lado de 190.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AUsa 100 como total de casos, sem relação com \binom{20}{2}=190.
- CUsa 15 casos favoráveis, metade do número real de arestas (30).
- DFração sem base na contagem; não corresponde a 30/190.
- EFração sem base na contagem; muito acima de 30/190.
Assuntos: poliedros de Platão, probabilidade, análise combinatória.
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Fonte: ITA 2021 · 1ª fase. Prova oficial ↗