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Questão de Matemática — Áreas e Perímetros — FGV 2024

MatemáticaÁreas e Perímetros
Código
fg085977
Banca
FGV
Órgão
INPE
Ano
2024
Nível
Superior
Cargo
Tecnologista Júnior I - Projetos Mecânicos e Processos de Fabricação Mecânica
Em uma elipse cuja equação é 25x² +16y² =400, seja o triângulo ABC, sendo A e B os focos e C um ponto genérico da cônica, exceto os vértices.Então, o perímetro será
  1. A12.
  2. B15.
  3. C16.
  4. D19.
  5. E18.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoC — 16.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Resolução

Gabarito: letra C — a conta chega a 16 (alternativa C).

A ideia por trás

A elipse é o conjunto de pontos do plano cuja soma das distâncias a dois pontos fixos, chamados focos, é constante. Essa constante é exatamente o comprimento do eixo maior, 2a. A distância entre os focos é 2c, chamada distância focal. O triângulo formado por um ponto da elipse e os dois focos tem, portanto, dois lados que somam 2a e o terceiro lado mede 2c, então seu perímetro é sempre 2a + 2c, independentemente de onde o ponto C esteja na elipse. Para achar a e c, precisamos colocar a equação na forma padrão e usar a relação a² = b² + c². Nesta questão, a equação já está quase na forma padrão, então basta dividir por 400 e identificar os semieixos.

O que a questão dá

  • equação da elipse: 25x² + 16y² = 400

  • A e B são os focos

  • C é um ponto genérico da elipse, exceto os vértices

O que queremos: o perímetro do triângulo ABC

Passo 1 — Colocar a equação na forma padrão

A equação dada está com os coeficientes multiplicando x² e y². Para identificar os semieixos a e b, precisamos que o lado direito seja 1, que é a forma padrão da elipse. Dividir toda a equação por 400 faz isso.

Por que esta fórmula: A forma padrão da elipse com centro na origem é x²/a² + y²/b² = 1 (ou invertido, dependendo da orientação). Dividindo por 400, obtemos exatamente essa forma.

frac25x^2400 + frac16y^2400 = (400)/(400)

De onde vem cada valor: 25x225x^{2} = enunciado: 25x² · 16y216y^{2} = enunciado: 16y² · 400400 = enunciado: 400

frac25x^2400 + frac16y^2400 = 1
fracx^216 + fracy^225 = 1
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de dividir o lado direito também, ficando com 400 do lado direito.

Passo 2 — Identificar os semieixos a e b

Na forma padrão, os denominadores são os quadrados dos semieixos. Como o denominador de y² é 25 e o de x² é 16, o eixo maior é vertical, então a = 5 e b = 4.

Por que esta fórmula: Na forma padrão, o denominador de x² é a² e o de y² é b² (ou vice-versa, dependendo da orientação). O maior denominador corresponde ao semieixo maior.

a2=25,b2=16a^{2} = 25, \quad b^{2} = 16

De onde vem cada valor: a2a^{2} = passo 1: denominador de y² · b2b^{2} = passo 1: denominador de x²

a2=25,b2=16a^{2} = 25, \quad b^{2} = 16

a = 5, b = 4

NÃO CAIA NESSA!

Confundir a e b, achando que o eixo maior é horizontal porque x vem primeiro.

Passo 3 — Calcular a distância focal c

Para achar o perímetro, precisamos de c, a distância do centro a cada foco. A relação fundamental da elipse liga a, b e c.

Por que esta fórmula: Na elipse, vale a² = b² + c², pois a distância focal é a hipotenusa de um triângulo retângulo formado pelos semieixos.

c2=a2b2c^{2} = a^{2} - b^{2}

De onde vem cada valor: a2a^{2} = passo 2: 25 · b2b^{2} = passo 2: 16

c2=2516=9c^{2} = 25 - 16 = 9
c=3c = \boxed{3}
NÃO CAIA NESSA!

Usar c² = a² + b², que é a relação da hipérbole, não da elipse.

Passo 4 — Calcular o perímetro do triângulo

O perímetro é a soma dos três lados: AC + BC + AB. Pela propriedade da elipse, AC + BC = 2a, e AB = 2c. Então somamos 2a e 2c.

Por que esta fórmula: A soma das distâncias de qualquer ponto da elipse aos focos é constante e igual a 2a. A distância entre os focos é 2c. Portanto, o perímetro é 2a + 2c.

P=2a+2cP = 2a + 2c

De onde vem cada valor: aa = passo 2: 5 · cc = passo 3: 3

P=25+23=10+6=16P = 2 \cdot 5 + 2 \cdot 3 = 10 + 6 = \boxed{16}
NÃO CAIA NESSA!

Usar 2b em vez de 2c, resultando em 18 (alternativa E).

Resposta: 16 (alternativa C)

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