PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 55 do ITA 2022
Texto-base das questões 41 a 55 · 1ª fase
Convenções: Consideramos o sistema de coordenadas cartesiano a menos que haja indicação contrária.
\mathbb{N} = \{1, 2, 3, \dots\} : denota o conjunto dos números naturais.
\mathbb{R} : denota o conjunto dos números reais.
\mathbb{C} : denota o conjunto dos números complexos.
i : denota a unidade imaginária, i^2 = -1.
M_n(\mathbb{R}) : denota o conjunto das matrizes n \times n de entradas reais.
\overline{AB} : denota o segmento de reta de extremidades nos pontos A e B.
A\hat{O}B : denota o ângulo formado pelas semi-retas \overrightarrow{OA} e \overrightarrow{OB}, com vértice no ponto O.
m(\overline{AB}) : denota o comprimento do segmento \overline{AB}.
Seja T um triângulo de vértices A, B e C com m(\overline{AB}) = 2\sqrt{5} e m(\overline{BC}) = 6. Sabendo que A\hat{B}C é agudo e T é inscritível em uma circunferência de raio R = 5, podemos afirmar que:
- Am(\overline{AC}) = \sqrt{5}/5.
- Bm(\overline{AC}) = 2\sqrt{5}/5.
- Cm(\overline{AC}) = 4\sqrt{5}/5.
- Dm(\overline{AC}) = 8\sqrt{5}/5.
- Em(\overline{AC}) = 14\sqrt{5}/5.
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Resolução comentada
Pela lei dos senos, cada lado dividido pelo seno do ângulo oposto vale 2R=10.
- Lado BC=6 é oposto a A: \sen A = \dfrac{6}{10}=\dfrac35.
- Lado AB=2\sqrt5 é oposto a C: \sen C = \dfrac{2\sqrt5}{10}=\dfrac{\sqrt5}{5}, então \cos C=\dfrac{2\sqrt5}{5} (C é agudo; se fosse obtuso, C\approx153^\circ e A\approx37^\circ somariam mais de 180^\circ).
- A pode ser agudo (\cos A=\tfrac45) ou obtuso (\cos A=-\tfrac45). Para B, usamos \sen B=\sen(A+C).
Caso A agudo: \cos B=-\cos(A+C)=-(\cos A\cos C-\sen A\sen C)=-\left(\dfrac{8\sqrt5}{25}-\dfrac{3\sqrt5}{25}\right)<0. Então B seria obtuso, o que contraria o enunciado.
Caso A obtuso (\cos A=-\tfrac45):
Aqui B é agudo, como pedido.
O lado AC é oposto a B:
Alternativa C.
Pegadinha: A alternativa B engana quem toma A agudo e esquece que a condição de B agudo obriga A a ser obtuso.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AValor sem justificativa; não sai de 10\sen B com B agudo.
- BVem de \sen B=\tfrac{2\sqrt5}{5}, do caso com A agudo, que deixa B obtuso.
- DDobra o valor correto; erro de conta no seno de B.
- ENão corresponde a nenhum caso válido do triângulo.
Assuntos: lei dos senos, triângulo inscrito, trigonometria.
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Fonte: ITA 2022 · 1ª fase. Prova oficial ↗