Olá, Comunidade!

Vocês devem ter notado que o site ficou um período fora do ar (do dia 26 até o dia 30 de maio de 2024).

Consegui recuperar tudo, e ainda fiz um UPGRADE no servidor! Agora estamos em um servidor dedicado no BRASIL!
Isso vai fazer com que o acesso fique mais rápido (espero 🙏)

Já arrumei os principais bugs que aparecem em uma atualização!
Mas, se você encontrar alguma coisa diferente, que não funciona direito, me envie uma MP avisando que eu arranjo um tempo pra arrumar!

Vamos crescer essa comunidade juntos 🥰

Grande abraço a todos,
Prof. Caju

Maratonas de MatemáticaV Maratona de Matemática IME/ITA

Moderador: [ Moderadores TTB ]


Deleted User 25040
6 - Doutor
Última visita: 31-12-69
Set 2020 10 14:17

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por Deleted User 25040 »

Solução do problema 87
do enunciado temos:
[tex3](x^2-x)+k(y^2-y)=0[/tex3] define uma elipse, [tex3]k > 0[/tex3] , [tex3]c = 2 [/tex3]
[tex3](x^2-x)+\left(\frac{1}{2}\right)^2+k(y^2-y)+\left(\frac{\sqrt{k}}{2}\right)^2=0+\left(\frac{1}{2}\right)^2+\left(\frac{\sqrt{k}}{2}\right)^2[/tex3]
[tex3]\left(x-\frac{1}{2}\right)^2+k\left(y-\frac{1}{2}\right)^2=\frac{1+k}{4}\\
\frac{\left(x-\frac{1}{2}\right)^2}{\frac{1+k}{4}}+\frac{k\left(y-\frac{1}{2}\right)^2}{\frac{k+1}{4}}=1\\
\frac{\left(x-\frac{1}{2}\right)^2}{\frac{1+k}{4}}+\frac{\left(y-\frac{1}{2}\right)^2}{\frac{k+1}{4k}}=1[/tex3]
[tex3]a^2=\frac{1+k}{4}[/tex3] [tex3]b^2 = \frac{k+1}{4k}[/tex3]
como k é positivo [tex3]b^2< a^2[/tex3] pois o numerador é igual e o denominador de b é maior
então
[tex3]2c = 2\iff c = 1[/tex3]
[tex3]c^2=a^2-b^2[/tex3]
[tex3]1=\frac{1+k}{4}-\frac{k+1}{4k}[/tex3]
[tex3]1=\frac{k(k+1)}{4k}-\frac{k+1}{4k}=\frac{k^2-1}{4k}[/tex3]
[tex3]k^2-1=4k[/tex3]
[tex3]k^2-4k-1=0[/tex3]
como [tex3]k > 0[/tex3]
[tex3]k = 2 + \sqrt{5}[/tex3]
substituindo p e q na nossa equação inicial da elipse
[tex3]p^2-p+(2+\sqrt{5})(q^2-q) = 0\\
(2+\sqrt{5})(q^2-q)=-p^2+p\\
2+\sqrt{5}=\frac{p-p^2}{q^2-q}[/tex3]
resposta: letra a)
Problema 88
Considere as afirmações abaixo relativas a conjuntos A, B e C quaisquer:
I. A negação de [tex3]x \in A\cap B[/tex3] é: [tex3]x\notin A\ ou\ x\notin B[/tex3]
II. [tex3]A\cap (B\cup C) = (A\cap B)\cup(A\cap C)[/tex3]
III. [tex3](A\text{ \ }B)\cup(B\text{ \ }A)=(A\cup B)\text{ \ }(A\cap B)[/tex3]
Destas é (são) falsa(s):
A ( ) apenas I. B ( ) apenas II. C ( ) apenas III.
D ( ) apenas I e III. E ( ) nenhum
Resposta

letra E)


mcarvalho
3 - Destaque
Mensagens: 553
Registrado em: 12 Abr 2019, 15:13
Última visita: 21-10-23
Agradeceu: 36 vezes
Agradeceram: 77 vezes
Set 2020 10 21:27

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por mcarvalho »

Resolução do problema 88:

i) [tex3]x\notin A\text{ ou }x\notin B[/tex3] equivale a [tex3]A^C\cup B^C[/tex3] . Por Leis de Morgan: [tex3]A^C\cup B^C=(A\cap B)^C[/tex3] , que confere com a primeira expressão da afirmativa.
ii) Caso clássico, propriedade distributiva. Uma explicação intuitiva não-formal (questão objetiva): [tex3]A\cap (B\cup C)[/tex3] é tudo que está em A e tudo que está em B ou C. [tex3](A\cap B)\cup (A\cap C)[/tex3] é tudo que está em A e B ou tudo que está em A ou C; intuitivamente percebe-se que o A está em todos.
iii) [tex3](A\text{ \ }B)\cup(B\text{ \ }A)[/tex3] é tudo que está em A e não está em B, mais tudo que está em B e não está em A. A única coisa que sobra de fora é o "miolo", a interseção dos dois, conforme conta [tex3](A\cup B)\text{ \ }(A\cap B)[/tex3]

Problema 89:

(IME 1995-96) Um triângulo ABC tem base AB fixa sobre uma reta r. O vértice C desloca-se ao longo de uma reta s, paralela à reta r e a uma distância h da mesma. Determine a equação da curva descrita pelo ortocentro do triângulo ABC.
Resposta

[tex3]y=-\frac{x^2}{h}+\frac{\overline{AB}^2}{4h}[/tex3]

Editado pela última vez por mcarvalho em 10 Set 2020, 21:29, em um total de 1 vez.
"Dizem que não existe almoço grátis. Mas o universo é o derradeiro almoço grátis"

Alan Guth
Avatar do usuário

Jvrextrue13
1 - Trainee
Mensagens: 77
Registrado em: 18 Jul 2020, 16:58
Última visita: 09-06-21
Nov 2020 24 13:07

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por Jvrextrue13 »

Resolução do problema 89
Como a questão pediu a equação, vamos logo ao ponto. Será uma parábola com concavidade para baixo ( isso não é difícil de visualizar, mas talvez seja complicado de demonstrar matematicamente ) com equação do formato [tex3]\boxed{y=ax^2+bx+c}[/tex3]
Quando [tex3]A[/tex3] coincidir com a projeção ortogonal de [tex3]A[/tex3] na reta s, teremos que o ortocentro desse triângulo ( que será retângulo ) coincidirá com o ponto [tex3]A[/tex3] . De forma análoga sabemos que quando [tex3]C[/tex3] coincidir com a projeção de [tex3]B[/tex3] na reta s o ortocentro coincidirá com [tex3]B[/tex3] .
Quando [tex3]C[/tex3] coincidir com a projeção do ponto médio [tex3]M[/tex3] de [tex3]\overline{AB}[/tex3] , o triângulo será isósceles o ortocentro estará a uma altura [tex3]y[/tex3] do ponto [tex3]M[/tex3] que pode ser encontrada por uma semelhança de triângulos ( trace as alturas e faça a semelhança entre dois triângulos retângulos dentro do isósceles )
[tex3]\frac{y}{\frac{\overline{AB}}{2}}=\frac{\frac{\overline{AB}}{2}}{h}\\\boxed{y=\frac{\overline{AB^2}}{4h}}[/tex3]

Considerando um eixo [tex3]xMy[/tex3] direcionado para cima e para a direita, podemos encontrar a equação da parábola com os 3 pontos que já temos:
[tex3](1) \ 0=a(\frac{-\overline{AB}}{2})^2+b(\frac{-\overline{AB}}{2})+c\\(2) \ 0=a(\frac{\overline{AB}}{2})^2+b(\frac{\overline{AB}}{2})+c\\(3) \ \frac{\overline{AB^2}}{4h} = a0^2 + b0 + c[/tex3]
Resolvendo o sistema temos :

[tex3]\boxed{y=\frac{-x^2}{h}+\frac{\overline{AB^2}}{4h}}[/tex3]



Questão 90
(ITA 2017) Um triângulo retângulo com hipotenusa [tex3]c=2(1+\sqrt{6})[/tex3] está circunscrito a um círculo de raio unitário. Determina a área total da superfície do cone obtido ao girar o triângulo em torno do seu maior cateto.
Resposta

[tex3]2\pi(9+\sqrt{6}) [/tex3]
Editado pela última vez por Jvrextrue13 em 24 Nov 2020, 13:12, em um total de 1 vez.
Ensinar/ajudar é uma das melhores formas de fixar o que já foi estudado :D
Avatar do usuário

Tassandro
5 - Mestre
Mensagens: 1905
Registrado em: 15 Fev 2020, 17:01
Última visita: 03-10-23
Localização: Teresina, PI.
Agradeceu: 129 vezes
Agradeceram: 136 vezes
Nov 2020 24 13:57

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por Tassandro »

Resolução do problema 90

Sejam a e b os catetos. Usando o Teorema de Poncelet, temos que
[tex3]a+b=2+2(1+\sqrt6)=4+2\sqrt6\tag*{}[/tex3]
Pelo Teorema de Pitágoras, usando produtos notáveis e a relação obtida anteriormente, vem que
[tex3]a^2+b^2=(a+b)^2-2ab=[2(1+\sqrt6)]^2\iff ab=6+4\sqrt6\tag*{}[/tex3]
Logo, a e b são raízes da equação
[tex3]x^2-(4+2\sqrt6)x+6+4\sqrt6=0\tag*{}[/tex3]
O seu discriminante vale [tex3](-4-2\sqrt6)^2-4(6+4\sqrt6)=16[/tex3] , assim [tex3]a=\frac{4+2\sqrt6+4}{2}=4+\sqrt6[/tex3] e [tex3]b=\frac{4+2\sqrt6-4}{2}=\sqrt6[/tex3] . Logo, nosso cone terá raio R da base igual a [tex3]\sqrt6[/tex3] e geratriz g igual a [tex3]2(1+\sqrt6)[/tex3] , logo, sua área total valerá
[tex3]πR(R+g)=2π(9+\sqrt6)\tag*{}[/tex3]

Problema 91

(IME 1999/2000) Considere a, b e c reais tais que [tex3]a< b< c[/tex3] . Prove que a equação abaixo possui exatamente duas raízes [tex3]x_1[/tex3] e [tex3]x_2[/tex3] tais que [tex3]a< x_1< b< x_2< c[/tex3]
[tex3]\frac{1}{x-a}+\frac{1}{x-b}+\frac{1}{x-c}=0\tag*{}[/tex3]
Dias de luta, dias de glória.
Avatar do usuário

CarlosBruno
1 - Trainee
Mensagens: 79
Registrado em: 16 Mar 2020, 20:52
Última visita: 17-05-22
Agradeceu: 9 vezes
Agradeceram: 28 vezes
Nov 2021 11 20:19

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por CarlosBruno »

Vou tentar reanimar isso aqui, vamos lá !

[tex3]\frac{1}{x-a}+\frac{1}{x-b}+\frac{1}{x-c}=0 \therefore \frac{(x-b)(x-c) + (x-a)(x-c) + (x-a)(x-b)}{(x-a)(x-b)(x-c)} = 0
\\ \Leftrightarrow (x-b)(x-c) + (x-a)(x-c) + (x-a)(x-b)=0 \\
\therefore x^2-cx-bx+bc + x^2-cx-ax+ac +x^2-bx-ax+ab=0
\\ \therefore 3x^2 -x(2a+2b+2c)+ab+bc+ac=0[/tex3]

Para eu analisar se um número real está entre as duas raízes (caso do b) ou se está depois ou antes da raízes (caso do a e do c), usarei uma noção bastante analisado no FME a qual diz:

Considerando uma função polinomial do segundo grau do tipo [tex3]ax^2+bx+c, a\neq 0[/tex3] ; caso o produto [tex3]a \cdot f(\alpha) <0[/tex3] o alpha (numero real) estará entre as raízes, enquanto se [tex3]a \cdot f(\alpha) > 0[/tex3] o alpha estará depois ou antes das raízes.

Portanto, depois dessa breve explicação, teremos que :

[tex3]3 \cdot f(b) = 3(3b^2-b(2a+2b+2c)+ab+bc+ac)=3(3b^2-2ba-2b^2-2bc+ab+bc+ac) \\ \therefore 3 \cdot f(b) = 3(b^2-b(a+c) +ac)=3(b-a)(b-c)[/tex3]

Perceba que [tex3]a< b < c \therefore b-a>0 , \ e \ b-c <0 [/tex3]

Logo: [tex3]3(b-a)(b-c) <0[/tex3] , assim caracterizando que b estará entre as raízes

Finalizando a questão de maneira análoga ao b, mas analisando o a e o c

[tex3]3\cdot f(a) = 3(a^2-a(b+c)+bc)=3(a-b)(a-c) \therefore 3\cdot f(a) <0[/tex3] , caracterizando que a estará após ou antes da raízes; entretanto só poderá ser antes já que [tex3]a< b< c[/tex3] e o do meio já se encontra entre as raízes.

[tex3]3\cdot f(c) = 3(c^2-c(a+b)+ab)=3(c-a)(c-b)\therefore 3 \cdot f(c)>0[/tex3] , caracterizando que ela estará após as raízes, devido a desigualdade já apresentada anteriormente.

Conclusão: [tex3]a< x_1< b < x_2 < c[/tex3]

obs: já se fica provado a existência de que [tex3]x_1 \ e \ x_2[/tex3] são reais e não iguais, pelo fato de haver um número real (e diferente) entre os dois (caso impossível nas situações citadas)

Problema 91

(ITA-2014) Determine o conjunto de todos os valores de [tex3]x \in [0,2\pi][/tex3] que satisfazem, simultaneamente, a

[tex3]\begin{cases} \displaystyle
\frac{2\sen^2(x)+\sen(x)-1}{\cos(x)-1} \\ \tg(x) + \sqrt{3} < (1+\sqrt{3}\cotg(x))\cotg(x)
\end{cases}[/tex3]

Editado pela última vez por CarlosBruno em 11 Nov 2021, 20:33, em um total de 3 vezes.
Responder
  • Tópicos Semelhantes
    Respostas
    Exibições
    Última mensagem

Voltar para “Maratonas de Matemática”