PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 19 (Nível 2) da OBMEP 2024
A figura é formada por quatro quadrados, o primeiro com diagonal AB e os demais construídos sobre a diagonal do anterior. O segmento AB mede 1\text{ cm}. Qual é a área, em \text{cm}^2, do triângulo sombreado?

- A\dfrac{7}{2}
- B\dfrac{3}{2}
- C\dfrac{5}{2}
- D4
- E3
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Gabarito nas outras versões da prova: versão 2, B; versão 3, C; versão 4, D; versão 5, E.
Resolução comentada
Use como unidade o lado do primeiro quadrado, a. Como AB é a diagonal dele e mede 1\text{ cm}, temos a=\dfrac{1}{\sqrt2} e a^2=\dfrac12\ \text{cm}^2.
Cada quadrado seguinte tem como lado a diagonal do anterior, então o lado é multiplicado por \sqrt2 a cada passo. Os lados são a, a\sqrt2=1, \sqrt2 e 2. Assim, os quadrados têm lados com a direção horizontal e vertical ou inclinada a 45^\circ alternadamente.
Ponha M na origem, com eixo x para a direita e eixo y para baixo, medindo em unidades de a. Lendo a figura (a malha é formada por passos de a), os outros dois vértices do triângulo sombreado ficam em:
- P=(5,2), o vértice da direita;
- Q=(3,4), o vértice de baixo.
A área de um triângulo com vértice na origem é metade do módulo do produto vetorial:
Convertendo, com a^2=\dfrac12\ \text{cm}^2:
Alternativa A.
Por que as outras alternativas estão erradas
- BValor pequeno demais, que não corresponde ao cálculo da área com as coordenadas dos vértices.
- CNão resulta do produto vetorial 14 nem da conversão a^2=1/2.
- DValor grande demais, obtido sem converter corretamente a unidade a^2=\tfrac12.
- EValor sem relação com 7a^2; resulta de erro na leitura das coordenadas ou na conversão.
Assuntos: Áreas e perímetros de polígonos, Teorema de Pitágoras e relações métricas.
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Fonte: OBMEP 2024 · Nível 2. Prova oficial ↗
Numeração da versão 1. Nas outras versões: versão 2, questão 20versão 3, questão 19versão 4, questão 20versão 5, questão 19