Professor de Educação Básica - Área de Atuação: Grupo I - Ensino Fundamental e Médio - Disciplina: Matemática
Em uma sala de aula, sobre a mesa de um estudante, havia uma folha quadriculada, em que cada um dos quadrados tinha 1 cm de lado. Enquanto esse estudante observava a folha, uma aranha caiu sobre ela, e o estudante marcou esse ponto como a origem do plano complexo. Após cair na folha, a aranha correu para o ponto A no segundo quadrante. O estudante traçou uma linha entre a origem e o ponto A e percebeu que esse ponto estava a 30 cm da origem e que a reta traçada fazia um ângulo de 30° com o eixo imaginário.Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta corretamente o número complexo equivalente ao ponto A.
A15 √3 + i15
B15 + i15√ 3
C−5 + i15√ 3
D−15 + i15√3
E15 – i15√3
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GabaritoC — −5 + i15√ 3
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Números Complexos: representação no plano de Argand-Gauss
Gabarito: letra C. O ponto A está no segundo quadrante, a 30 cm da origem, e a reta forma 30° com o eixo imaginário. Isso significa que a parte real é negativa e a parte imaginária é positiva. Decompondo o módulo 30 nas direções dos eixos: a parte real (eixo x) vale e a parte imaginária (eixo y) vale . Portanto, o número complexo é , que corresponde à alternativa C.
A questão combina dois conteúdos: a representação geométrica dos números complexos (plano de Argand-Gauss) e a trigonometria no triângulo retângulo. No plano complexo, o eixo horizontal é o eixo real (Re) e o vertical é o eixo imaginário (Im). Um número complexo é representado pelo ponto , chamado afixo. O módulo é a distância da origem ao afixo, e o argumento é o ângulo que o segmento forma com o eixo real.
Aqui está a pegadinha central: o ângulo dado é com o eixo imaginário, não com o eixo real. Se o aluno usar o ângulo com o eixo real, vai trocar seno e cosseno e errar a alternativa. Além disso, o ponto está no segundo quadrante, o que obriga a parte real a ser negativa — muitos candidatos esquecem o sinal e marcam a alternativa B.
Vamos montar o triângulo retângulo: a hipotenusa é o módulo (30 cm). O ângulo de 30° é formado entre a reta (hipotenusa) e o eixo imaginário (cateto vertical). Assim:
O cateto adjacente ao ângulo de 30° é a projeção sobre o eixo imaginário (parte imaginária): .
O cateto oposto ao ângulo de 30° é a projeção sobre o eixo real (parte real): .
Como o ponto está no segundo quadrante, a parte real é negativa: . Logo, .
NÃO CAIA NESSA!
A banca troca o eixo de referência: o ângulo é com o eixo imaginário, não com o real. Quem usa o ângulo com o eixo real calcula e , obtendo (alternativa A) — mas isso seria o ponto no primeiro quadrante, com parte real positiva. Além disso, o sinal negativo da parte real (segundo quadrante) é o que separa a alternativa C da B. Fique atento: sempre verifique o quadrante para acertar os sinais.
Alternativa A — ❌ Incorreta
Apresenta . Aqui o aluno usou o ângulo com o eixo real (trocou seno e cosseno) e não aplicou o sinal negativo da parte real. O resultado seria o afixo no primeiro quadrante, não no segundo. O erro é duplo: troca das razões trigonométricas e ausência do sinal negativo.
Alternativa B — ❌ Incorreta
Apresenta . Esta alternativa acerta as razões trigonométricas (parte real = 15, parte imaginária = ), mas esquece o sinal negativo da parte real. O ponto estaria no primeiro quadrante, contrariando o enunciado. É o distrator mais perigoso, pois só erra no sinal.
Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Apresenta . Corresponde exatamente ao cálculo: parte real negativa (segundo quadrante) e parte imaginária positiva, com os valores corretos das projeções. É a única alternativa que respeita o quadrante e as razões trigonométricas.
Alternativa D — ❌ Incorreta
Apresenta . O erro está na parte imaginária: escreve sem o , o que não representa um número complexo na forma (a parte imaginária deve ser multiplicada pela unidade imaginária). Além disso, o valor numérico da parte imaginária está correto, mas a notação está errada.
Alternativa E — ❌ Incorreta
Apresenta . Aqui o sinal da parte imaginária está negativo, o que colocaria o ponto no quarto quadrante (parte real positiva, parte imaginária negativa). Além disso, a parte real deveria ser negativa. O erro é duplo: sinais trocados nos dois componentes.