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Questão de Matemática — Função de Segundo Grau — FGV 2025

MatemáticaFunção de Segundo Grau
Código
fg167979
Banca
FGV
Órgão
Pref Canaã Carajás
Ano
2025
Cargo
Prof ( )
Considere a função f:\mathbb{R}→\mathbb{R} tal quef(x)=0,5(xπ)2+2f(x) = 0,5 \cdot (x - \pi)^2 + \sqrt2   É correto afirmar que fπ73π − \sqrt[3]{7} é igual a
  1. Af(73 π)f( \sqrt[3]{7} − π)
  2. Bf(π+73)f(π + \sqrt[3]{7})
  3. Cf(π73)−f(π − \sqrt[3]{7})
  4. Df(π+73)−f(π + \sqrt[3]{7})
  5. Ef(73 π)−f( \sqrt[3]{7} − π)
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GabaritoB — f(π + \sqrt[3]{7})

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”.

Função quadrática: simetria em torno do vértice

Gabarito: letra B. Como f(x)=0,5(xπ)2+2f(x) = 0{,}5(x - \pi)^2 + \sqrt{2} é uma função par em relação ao eixo x=πx = \pi (o vértice da parábola), temos f(πa)=f(π+a)f(\pi - a) = f(\pi + a) para qualquer aa real. Assim, f(π73)=f(π+73)f(\pi - \sqrt[3]{7}) = f(\pi + \sqrt[3]{7}) — exatamente a alternativa B.

A função dada está na forma canônica da função quadrática: f(x)=a(xh)2+kf(x) = a(x - h)^2 + k, onde (h,k)(h, k) é o vértice da parábola. Aqui, a=0,5a = 0{,}5, h=πh = \pi e k=2k = \sqrt{2}. O vértice é o ponto V=(π,2)V = (\pi, \sqrt{2}), e como a>0a > 0, a concavidade é voltada para cima, ou seja, o vértice é o ponto de mínimo da função.

A propriedade central que resolve a questão é a simetria da parábola em relação à reta vertical que passa pelo vértice, ou seja, em relação à reta x=h=πx = h = \pi. Isso significa que pontos equidistantes de π\pi (um à esquerda, outro à direita) têm o mesmo valor de ff. Matematicamente:

f(πd)=f(π+d)para qualquer dRf(\pi - d) = f(\pi + d) \quad \text{para qualquer } d \in \mathbb{R}

No caso, d=73d = \sqrt[3]{7}. Portanto:

f(π73)=f(π+73)f(\pi - \sqrt[3]{7}) = f(\pi + \sqrt[3]{7})

Vamos verificar algebricamente para fixar o conceito. Calculando f(π73)f(\pi - \sqrt[3]{7}):

f(π73)=0,5(π73π)2+2=0,5(73)2+2=0,5(73)2+2f(\pi - \sqrt[3]{7}) = 0{,}5 \cdot (\pi - \sqrt[3]{7} - \pi)^2 + \sqrt{2} = 0{,}5 \cdot (-\sqrt[3]{7})^2 + \sqrt{2} = 0{,}5 \cdot (\sqrt[3]{7})^2 + \sqrt{2}

E calculando f(π+73)f(\pi + \sqrt[3]{7}):

f(π+73)=0,5(π+73π)2+2=0,5(73)2+2f(\pi + \sqrt[3]{7}) = 0{,}5 \cdot (\pi + \sqrt[3]{7} - \pi)^2 + \sqrt{2} = 0{,}5 \cdot (\sqrt[3]{7})^2 + \sqrt{2}

Os dois resultados são idênticos, pois (73)2=(73)2(-\sqrt[3]{7})^2 = (\sqrt[3]{7})^2. Isso confirma a simetria.

A pegadinha da banca está em tentar confundir o candidato com o sinal negativo dentro do argumento. Muitos alunos, ao verem π73\pi - \sqrt[3]{7}, pensam que o valor será diferente de π+73\pi + \sqrt[3]{7}, ou que será o negativo de algo. Mas, por causa do quadrado na expressão, o sinal do termo (xπ)(x - \pi) é irrelevante: tanto faz se xπx - \pi é positivo ou negativo, o quadrado torna o resultado o mesmo. É exatamente essa a propriedade que a questão explora.

Guarde a ideia central: numa função quadrática na forma canônica f(x)=a(xh)2+kf(x) = a(x-h)^2 + k, a função é simétrica em relação à reta x=hx = h. Isso significa que f(hd)=f(h+d)f(h - d) = f(h + d) para todo dd. É essa simetria que separa as alternativas corretas das incorretas.

Alternativa A — ❌ Incorreta

f(73π)f(\sqrt[3]{7} - \pi) é igual a f(π73)f(\pi - \sqrt[3]{7})? Vamos calcular: f(73π)=0,5(73ππ)2+2=0,5(732π)2+2f(\sqrt[3]{7} - \pi) = 0{,}5 \cdot (\sqrt[3]{7} - \pi - \pi)^2 + \sqrt{2} = 0{,}5 \cdot (\sqrt[3]{7} - 2\pi)^2 + \sqrt{2}. Isso não é igual a 0,5(73)2+20{,}5 \cdot (\sqrt[3]{7})^2 + \sqrt{2}, a menos que 732π=±73\sqrt[3]{7} - 2\pi = \pm \sqrt[3]{7}, o que não ocorre. O erro aqui é achar que a simetria é em relação a x=0x = 0, mas o vértice é em x=πx = \pi, não em x=0x = 0.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Como demonstrado, f(π73)=f(π+73)f(\pi - \sqrt[3]{7}) = f(\pi + \sqrt[3]{7}), pois a função é simétrica em relação à reta x=πx = \pi. O quadrado do termo (xπ)(x - \pi) elimina a diferença de sinal entre π73\pi - \sqrt[3]{7} e π+73\pi + \sqrt[3]{7}.

Alternativa C — ❌ Incorreta

f(π73)-f(\pi - \sqrt[3]{7}) seria o negativo do valor procurado. Como f(π73)=0,5(73)2+2>0f(\pi - \sqrt[3]{7}) = 0{,}5 \cdot (\sqrt[3]{7})^2 + \sqrt{2} > 0, o negativo seria um número negativo, enquanto f(π73)f(\pi - \sqrt[3]{7}) é positivo. A banca tenta confundir o candidato com o sinal de menos, mas a função não é ímpar; ela é par em relação ao eixo x=πx = \pi.

Alternativa D — ❌ Incorreta

f(π+73)-f(\pi + \sqrt[3]{7}) também é o negativo do valor correto. Como f(π+73)=f(π73)>0f(\pi + \sqrt[3]{7}) = f(\pi - \sqrt[3]{7}) > 0, o negativo seria um número negativo, diferente do valor procurado. A confusão aqui é achar que a função assume valores negativos, mas como o vértice é o ponto de mínimo com k=2>0k = \sqrt{2} > 0, a função é sempre positiva.

Alternativa E — ❌ Incorreta

f(73π)-f(\sqrt[3]{7} - \pi) é o negativo de f(73π)f(\sqrt[3]{7} - \pi), que já vimos ser diferente de f(π73)f(\pi - \sqrt[3]{7}). Além do sinal negativo, o argumento 73π\sqrt[3]{7} - \pi não é simétrico a π73\pi - \sqrt[3]{7} em relação a π\pi; o simétrico seria π+(π73)=2π73\pi + (\pi - \sqrt[3]{7}) = 2\pi - \sqrt[3]{7}, não 73π\sqrt[3]{7} - \pi.

Gabarito: letra B

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