Questão 35490

(ITA - 2018 - 2ª FASE)

A aresta lateral de uma pirâmide reta de base quadrada mede 13 cm e a área do círculo inscrito na base mede frac {25pi}{2} cm^2. Dois planos, pi_1 e pi_2 paralelos à base, decompõem a pirâmide em três sólidos de mesmo volume. Determine a altura de cada um desses sólidos.

Gabarito:

Resolução:

Vamos utilizar o desenho esquemático mostrado abaixo para auxiliar na resolução:


Seja r o raio da circunferência inscrita, temos que:

pi r^2 = frac{25pi}{2} Rightarrow r = frac{5sqrt{2}}{2}

Como AB = 2cdot r, teremos que:

AB = 2cdot frac{5sqrt{2}}{2} = 5sqrt{2}

A diagonal AC será a medida do lado multiplicado por raiz de dois, logo:

AC = 5sqrt{2}cdot sqrt{2} = 10

AO é a sua metade, AO = 5.

Utilizando Pitágoras no triângulo AOE, temos:

AO^2 + OE^2 = AE^2 Rightarrow 5^2 + OE^2 = 13^2 Rightarrow OE^2 = 144 Rightarrow OE = 12

Agora vamos traçar os planos pi_1 e pi_2 separando a altura OE em duas alturas h_{1} e h_{2}, medidas dos planos pi_1 e pi_2 até o vértice E, respectivamente.

Utilizando semelhança de sólidos podemos comparar as alturas com os respectivos volumes. Como o volume da piramide formada pelo corte do plano pi_1 é um terço do volume, temos:

left (frac{h_{1}}{OE} 
ight )^3 = frac{1}{3} Rightarrow left (frac{h_{1}}{12} 
ight ) = frac{sqrt[3]{1}}{sqrt[3]{3}} Rightarrow h_{1} = 4cdot sqrt[3]{9}

Já a piramide formada pelo plano pi_2 terá o volume de dois terços do volume inicial, portanto, teremos que:

left (frac{h_{2}}{OE} 
ight )^3 = frac{2}{3} Rightarrow left (frac{h_{2}}{12} 
ight ) = frac{sqrt[3]{2}}{sqrt[3]{3}} Rightarrow h_{2} = 4cdot sqrt[3]{18}

Agora precisamos definir as alturas de cada um desses sólidos, então temos:

A altura do sólido 1 é: x = h_{1} = 4sqrt[3]{9}

Já a do sólido 2 será yh_{2} = x+y Rightarrow 4sqrt[3]{18} = 4sqrt[3]{9}+y Rightarrow y = 4sqrt[3]{18} - 4sqrt[3]{9}

A altura z, do sólido 3, será a altura da piramide menos h_{2}, logo: z = OE - h_{2} Rightarrow z = 12 - 4sqrt[3]{18}

Com isso calculamos todas as alturas dos sólidos.



Questão 1

(ITA - 2014 - 1ª FASE) Das  afirmações: 

I. Se x, y  , com y ≠ – x, então x + y ;

II. Se x ∈  e y ∈   , então xy   ;

III. Sejam a, b, c, com a < b < c. Se f : [a, c] → [a, b] é sobrejetora, então f não é injetora,

é (são) verdadeira(s):

Ver questão

Questão 2

Considere as funções f, g : , f(x) = ax + m, g(x) = bx + n, em que a, b, m e n, são constantes reais. Se A e B são as imagens de f e de g, respectivamente, então, das afirmações abaixo:

I. Se A = B, então a = b e m = n;

II. Se A = , então a = 1;

III. Se a, b, m, n, com a = b e m = – n, então A = B,

é (são) verdadeira(s)

Ver questão

Questão 3

A soma   é igual a

Ver questão

Questão 4

Se z ∈ , é igual a

 

Ver questão