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Questão de Matemática — Geometria Plana — FGV 2024

MatemáticaGeometria Plana
Código
fg103271
Banca
FGV
Órgão
Prefeitura de Vitória - ES
Ano
2024
Nível
Superior
Um pedaço quadrado de cartolina sofreu três cortes longitudinais paralelos e equidistantes, o que fez com que a figura original fosse transformada em quatro retângulos idênticos.Se a soma dos perímetros dos quatro retângulos é 120 cm, a área do quadrado antes dos cortes era
  1. A121 cm².
  2. B144 cm².
  3. C169 cm².
  4. D196 cm².
  5. E225 cm².
Revelar gabarito e comentário

GabaritoB — 144 cm².

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 B — a conta chega a 144 cm² (alternativa B).

A ideia por trás

A área de um quadrado é a medida da superfície que ele ocupa, calculada como o quadrado do seu lado (A = L²). Quando cortamos o quadrado em tiras paralelas, cada tira vira um retângulo cujo comprimento é o lado do quadrado e cuja largura é uma fração desse lado. O perímetro de um retângulo é a soma do dobro do comprimento com o dobro da largura (P = 2·(C + l)). Nesta questão, os três cortes dividem o lado em quatro partes iguais, então cada retângulo tem largura L/4. A soma dos perímetros dos quatro retângulos é dada, o que permite descobrir o lado L e, com ele, a área.

O que a questão dá

  • quadrado de lado L

  • 3 cortes paralelos e equidistantes

  • 4 retângulos idênticos

  • soma dos perímetros dos 4 retângulos = 120 cm

O que queremos: a área do quadrado original

Passo 1 — Descobrir as dimensões de cada retângulo

Precisamos saber o comprimento e a largura de cada retângulo para calcular seu perímetro. Como os cortes são paralelos e equidistantes, o lado do quadrado é dividido em 4 partes iguais, então a largura de cada retângulo é um quarto do lado.

Por que esta fórmula: Cada retângulo tem comprimento igual ao lado do quadrado (L) e largura igual a L dividido por 4, pois são 4 partes iguais.

l=L4l = \frac{L}{4}

De onde vem cada valor: LL = enunciado: lado do quadrado (desconhecido) · 44 = enunciado: 3 cortes geram 4 retângulos

l=L4l = \frac{L}{4}

largura = L/4, comprimento = L

NÃO CAIA NESSA!

Achar que a largura é L/3, pensando que 3 cortes dividem em 3 partes, mas são 4 partes.

Passo 2 — Calcular o perímetro de um retângulo

Com as dimensões conhecidas, podemos calcular o perímetro de um retângulo, que é a soma de todos os seus lados. Isso é necessário porque o enunciado dá a soma dos perímetros dos quatro retângulos.

Por que esta fórmula: O perímetro de um retângulo é a soma do dobro do comprimento com o dobro da largura, pois cada lado aparece duas vezes.

Pret=2(L+L4)P_{ret} = 2 \cdot (L + \frac{L}{4})

De onde vem cada valor: LL = passo 1: comprimento do retângulo · L4\frac{L}{4} = passo 1: largura do retângulo

Pret=2(L+L4)P_{ret} = 2 \cdot (L + \frac{L}{4})
Pret=5L2P_{ret} = \boxed{\frac{5L}{2}}
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de multiplicar por 2, ou somar apenas L + L/4 sem dobrar.

Passo 3 — Somar os perímetros dos quatro retângulos

O enunciado fornece a soma dos perímetros dos quatro retângulos, então precisamos multiplicar o perímetro de um retângulo por 4 para igualar a 120 cm.

Por que esta fórmula: Como os quatro retângulos são idênticos, a soma dos perímetros é 4 vezes o perímetro de um.

Ptotal=4PretP_{total} = 4 \cdot P_{ret}

De onde vem cada valor: 44 = enunciado: quatro retângulos · PretP_{ret} = passo 2: perímetro de um retângulo

Ptotal=45L2P_{total} = 4 \cdot \frac{5L}{2}
Ptotal=10 LP_{total} = \boxed{10\ \text{L}}
NÃO CAIA NESSA!

Contar os cortes internos como lados externos, somando mais do que o devido.

Passo 4 — Igualar a soma ao valor dado e achar L

Agora temos a expressão da soma dos perímetros em função de L. Igualando a 120 cm, podemos resolver a equação para encontrar o lado do quadrado.

Por que esta fórmula: A equação vem diretamente do enunciado: a soma dos perímetros é 120 cm.

10L=12010L = 120

De onde vem cada valor: 10L10L = passo 3: soma dos perímetros · 120120 = enunciado: soma dos perímetros = 120 cm

10L=12010L = 120
L=12 cmL = \boxed{12\ \text{cm}}
NÃO CAIA NESSA!

Dividir 120 por 4 em vez de por 10, obtendo L = 30.

Passo 5 — Calcular a área do quadrado

Com o lado L conhecido, a área do quadrado é o quadrado do lado, que é a medida da superfície.

Por que esta fórmula: A área de um quadrado é o produto do lado por ele mesmo, pois todos os lados são iguais.

A=L2A = L^{2}

De onde vem cada valor: LL = passo 4: L = 12 cm

A=122=144 cm2A = 12^{2} = \boxed{144\ \text{cm}^{2}}
NÃO CAIA NESSA!

Calcular 12·2 = 24 em vez de 12·12 = 144.

Resposta: 144 cm² (alternativa B)

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