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Questão 59

AFA 2008
Matemática

(AFA - 2008)

Considere um hexaedro regular S onde A, B e C são pontos médios de três de suas arestas concorrentes no mesmo vértice. Seja a um plano que secciona S nos pontos A, B e C separando-o em dois sólidos S1 e S2 de volumes V1 e V2, respectivamente, onde V1 < V2.

Marque (V) verdadeiro ou (F) falso em cada afirmativa.

(  ) S2 ainda poderia ser dividido em 47 sólidos de volume

igual a V1.

(  )  A área total de S1 e 6(3 + sqrt{3}) da área total de S.

( ) Se em cada três arestas concorrentes de S forem retirados os sólidos com volumes iguais ao do sólido S1, então, o volume do sólido restante seria aproximadamente igual a 83,33% do volume de S.

Tem-se a sequência correta em

A

V - F - V

B

F - V - F

C

F - F - V

D

V - V - F

Gabarito:

V - F - V



Resolução:

Fazendo um esboço da figura apresentada no enunciado, temos:

Fazendo a secção obteremos dois sólidos.

(i) Sendo l a aresta do cubo, o tetraedro formado possui uma base que é um triângulo retângulo isósceles de catetos l/2 e altura l/2 também. Dessa forma o volume desse tetraedro será:

frac{1}{3}cdot A_bcdot h = frac{1}{3}cdot left ( frac{1}{2}cdotfrac{l}{2}cdotfrac{l}{2} 
ight )cdotfrac{l}{2} = frac{l^3}{48}

Portanto, o volume do sólido restante do cubo será:

l^3 - frac{l^3}{48} = frac{47l^3}{48}

Dessa forma, temos que o seu volume é 47 vezes o volume do tetraedro.

Verdadeira.

(ii) A área do tetraedro será a soma de três triângulos retângulos isósceles de catetos iguais a l/2 e um triângulo equilátero de lados iguais a frac{lsqrt{2}}{2}. Dessa forma, temos:

A_T = 3cdot frac{l^2}{8} + left (frac{lsqrt{2}}{2} 
ight )^2cdot frac{sqrt{3}}{4} = frac{3+sqrt{3}}{8}cdot l^2

Sendo a área total do cubo 6cdot l^2, vemos que a área do tetraedro corresponde a:

A_T = frac{3+sqrt{3}}{48}cdot A_S

Portanto, a afirmativa é falsa.

Falsa.

(iii) Três arestas concorrentes do cubo, corresponde às suas quinas, dessa forma serão retirados 8 tetraedros, obtendo:

V = l^3 - 8frac{l^3}{48} = frac{5}{6}l^3 approx 83,333... \% do volume do cubo.

Logo essa afirmativa também é válida.

Verdadeira

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