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Questão de Matemática — Polinômios — FUNDATEC 2023

MatemáticaPolinômios
Código
qq903739
Banca
FUNDATEC
Órgão
Prefeitura de Porto Alegre - RS
Ano
2023
Nível
Superior
Cargo
Professor de Matemática
Considerando o polinômio p(x) = -3x³ + 2x² – 7x + k e q(x) = x – 3, qual deve ser o valor de k para que p(x) seja divisível por q(x), ou seja, para que não haja resto na divisão?
  1. AK = 30
  2. BK = 10
  3. CK = 3
  4. DK = -10
  5. EK = -30
Revelar gabarito e comentário

GabaritoA — K = 30

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”.

Divisibilidade de polinômios e o Teorema do Resto

Gabarito: letra A — para que p(x)=−3x3+2x2−7x+kp(x) = -3x^3 + 2x^2 - 7x + k seja divisível por q(x)=x−3q(x) = x - 3, o resto da divisão deve ser zero. Pelo Teorema do Resto, o resto da divisão de p(x)p(x) por x−ax - a é p(a)p(a); aqui a=3a = 3, então basta impor p(3)=0p(3) = 0, o que leva a k=30k = 30.

A divisibilidade de polinômios é o análogo da divisibilidade entre números inteiros: dizemos que p(x)p(x) é divisível por q(x)q(x) quando existe um polinômio Q(x)Q(x) tal que p(x)=q(x)⋅Q(x)p(x) = q(x) \cdot Q(x), ou seja, quando o resto da divisão é o polinômio nulo. Para divisores da forma x−ax - a (grau 1), existe um atalho poderoso: o Teorema do Resto (ou Teorema de D'Alembert) afirma que o resto da divisão de p(x)p(x) por x−ax - a é exatamente p(a)p(a). Assim, a condição de divisibilidade se reduz a p(a)=0p(a) = 0 — e é exatamente isso que a questão explora.

A pegadinha clássica aqui é o sinal: o divisor é x−3x - 3, então a raiz é +3+3 (não −3-3). Muitos candidatos substituem x=−3x = -3 por engano, obtendo um valor diferente de kk. Outro erro comum é esquecer de considerar o termo constante kk ao calcular p(3)p(3), ou errar a aritmética dos sinais. Vamos ao cálculo com calma:

p(3)=−3(3)3+2(3)2−7(3)+kp(3) = -3(3)^3 + 2(3)^2 - 7(3) + k
p(3)=−3⋅27+2⋅9−21+kp(3) = -3 \cdot 27 + 2 \cdot 9 - 21 + k
p(3)=−81+18−21+kp(3) = -81 + 18 - 21 + k
p(3)=−84+kp(3) = -84 + k

Para que a divisão seja exata, o resto deve ser zero:

−84+k=0⇒k=84-84 + k = 0 \Rightarrow k = 84

Espera — isso dá 84, não 30! O que houve? Vamos conferir o enunciado: p(x)=−3x3+2x2−7x+kp(x) = -3x^3 + 2x^2 - 7x + k. Os coeficientes são −3-3, 22, −7-7 e kk. Calculando p(3)p(3):

−3⋅27=−81-3 \cdot 27 = -81

2⋅9=182 \cdot 9 = 18

−7⋅3=−21-7 \cdot 3 = -21

Somando: −81+18−21+k=−84+k-81 + 18 - 21 + k = -84 + k. Para zerar, k=84k = 84.

Mas o gabarito oficial é k=30k = 30. Há uma inconsistência entre o cálculo e o gabarito. Vamos verificar se não há erro de digitação no enunciado. Se o polinômio fosse p(x)=−3x3+2x2−7x+kp(x) = -3x^3 + 2x^2 - 7x + k e o divisor x−3x - 3, o valor correto de kk seria 84, não 30. Se o divisor fosse x+3x + 3 (ou seja, x−(−3)x - (-3)), teríamos p(−3)=−3(−27)+2(9)−7(−3)+k=81+18+21+k=120+kp(-3) = -3(-27) + 2(9) - 7(-3) + k = 81 + 18 + 21 + k = 120 + k, e para zerar k=−120k = -120, que também não é 30.

Vamos testar se k=30k = 30 torna p(3)=0p(3) = 0: p(3)=−84+30=−54≠0p(3) = -84 + 30 = -54 \neq 0. Portanto, com o enunciado dado, k=30k = 30 não torna o polinômio divisível por x−3x - 3. O valor correto é k=84k = 84.

Como a banca deu o gabarito como A (k=30k = 30), é provável que haja um erro no enunciado ou no gabarito. Talvez o polinômio seja p(x)=−3x3+2x2−7x+kp(x) = -3x^3 + 2x^2 - 7x + k e o divisor seja x+3x + 3? Não, aí daria k=−120k = -120. Talvez o polinômio seja p(x)=−3x3+2x2+7x+kp(x) = -3x^3 + 2x^2 + 7x + k? Aí p(3)=−81+18+21+k=−42+kp(3) = -81 + 18 + 21 + k = -42 + k, e k=42k = 42. Nenhum dos ajustes simples produz 30.

Outra possibilidade: o divisor é x−2x - 2? p(2)=−24+8−14+k=−30+kp(2) = -24 + 8 - 14 + k = -30 + k, então k=30k = 30. Aha! Se o divisor fosse x−2x - 2, o valor de kk seria 30. Mas o enunciado diz x−3x - 3. Isso sugere que o gabarito foi calculado com divisor x−2x - 2, ou que o polinômio tem outro coeficiente.

Vamos verificar se há alguma combinação que dê 30 com divisor x−3x - 3: precisamos de p(3)=0p(3) = 0, então −84+k=0⇒k=84-84 + k = 0 \Rightarrow k = 84. Não há como obter 30.

Portanto, a questão apresenta um erro material: ou o divisor deveria ser x−2x - 2, ou o gabarito deveria ser k=84k = 84. Como o gabarito oficial é A, a banca considerou k=30k = 30, o que corresponde ao divisor x−2x - 2. Vamos resolver considerando essa hipótese, pois é a única forma de chegar ao gabarito.

Se q(x)=x−2q(x) = x - 2, então pelo Teorema do Resto, p(2)=0p(2) = 0:

p(2)=−3(2)3+2(2)2−7(2)+k=−24+8−14+k=−30+kp(2) = -3(2)^3 + 2(2)^2 - 7(2) + k = -24 + 8 - 14 + k = -30 + k
−30+k=0⇒k=30-30 + k = 0 \Rightarrow k = 30

Assim, a alternativa A (k=30k = 30) é o gabarito, mas apenas se o divisor for x−2x - 2, não x−3x - 3 como escrito. Como a banca deu o gabarito A, devemos seguir o gabarito, mas é importante o aluno perceber a inconsistência.

Caso

Atribuição (divisor / raiz)

Resultado

1

( q(x) = x - 3 ), ( a = 3 )

p(3)=−84+k=0⇒k=84p(3) = -84 + k = 0 \Rightarrow k = 84 (não está nas alternativas)

2

( q(x) = x + 3 ), ( a = -3 )

p(−3)=120+k=0⇒k=−120p(-3) = 120 + k = 0 \Rightarrow k = -120 (não está nas alternativas)

3

( q(x) = x - 2 ), ( a = 2 )

p(2)=−30+k=0⇒k=30p(2) = -30 + k = 0 \Rightarrow k = 30 (gabarito A, provável erro no enunciado)

4

( k = 30 ) com ( q(x) = x - 3 )

p(3)=−84+30=−54≠0p(3) = -84 + 30 = -54 \neq 0 → não divisível

5

( k = 10 ) com ( q(x) = x - 2 )

p(2)=−30+10=−20≠0p(2) = -30 + 10 = -20 \neq 0 → não divisível

6

( k = 3 ) com ( q(x) = x - 2 )

p(2)=−30+3=−27≠0p(2) = -30 + 3 = -27 \neq 0 → não divisível

7

( k = -10 ) com ( q(x) = x - 2 )

p(2)=−30−10=−40≠0p(2) = -30 - 10 = -40 \neq 0 → não divisível

8

( k = -30 ) com ( q(x) = x - 2 )

p(2)=−30−30=−60≠0p(2) = -30 - 30 = -60 \neq 0 → não divisível

Alternativa A — ✅ Correta (conforme gabarito, com ressalva)

Se considerarmos o divisor como x−2x - 2 (provável erro de digitação no enunciado), o Teorema do Resto dá p(2)=−30+k=0p(2) = -30 + k = 0, logo k=30k = 30. É a única forma de chegar ao valor do gabarito. Com o divisor x−3x - 3 como escrito, o valor correto seria k=84k = 84, o que não está entre as alternativas. Portanto, a banca considerou k=30k = 30 como resposta.

Alternativa B — ❌ Incorreta

k=10k = 10 não satisfaz a condição de divisibilidade. Se o divisor fosse x−2x - 2, teríamos p(2)=−30+10=−20≠0p(2) = -30 + 10 = -20 \neq 0; se fosse x−3x - 3, p(3)=−84+10=−74≠0p(3) = -84 + 10 = -74 \neq 0. Não há como k=10k = 10 zerar o resto.

Alternativa C — ❌ Incorreta

k=3k = 3 também não zera o resto. Com divisor x−2x - 2: p(2)=−30+3=−27≠0p(2) = -30 + 3 = -27 \neq 0; com divisor x−3x - 3: p(3)=−84+3=−81≠0p(3) = -84 + 3 = -81 \neq 0. Incorreta.

Alternativa D — ❌ Incorreta

k=−10k = -10: com divisor x−2x - 2, p(2)=−30−10=−40≠0p(2) = -30 - 10 = -40 \neq 0; com divisor x−3x - 3, p(3)=−84−10=−94≠0p(3) = -84 - 10 = -94 \neq 0. Incorreta.

Alternativa E — ❌ Incorreta

k=−30k = -30: com divisor x−2x - 2, p(2)=−30−30=−60≠0p(2) = -30 - 30 = -60 \neq 0; com divisor x−3x - 3, p(3)=−84−30=−114≠0p(3) = -84 - 30 = -114 \neq 0. Incorreta.

NÃO CAIA NESSA!

A banca explora a confusão com o sinal da raiz: para x−ax - a, a raiz é +a+a. Se você usar x=−3x = -3 (achando que a raiz é −3-3), obterá p(−3)=120+kp(-3) = 120 + k, e para zerar k=−120k = -120, que não está nas opções. Além disso, há um provável erro no enunciado: o divisor deveria ser x−2x - 2 para que k=30k = 30 fosse a resposta correta. Fique atento a esses detalhes em provas.

PEGA ESSA DICA!

Para resolver questões de divisibilidade por x−ax - a, aplique sempre o Teorema do Resto: calcule p(a)p(a) e iguale a zero. Confira o sinal da raiz e refaça as contas com atenção. Se o resultado não bater com as alternativas, desconfie de erro de digitação no enunciado e tente identificar qual divisor produziria o valor do gabarito.

Gabarito: letra A (com a ressalva de que o enunciado provavelmente contém erro; o valor correto para o divisor x−3x - 3 seria k=84k = 84).

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