Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 154 do Enem 2015: a altura do vidro desenhado pela curva do log

Enem 2015 · 2º dia · caderno azul · Matemática · Funções

Nos outros cadernos: amarelo 165 · cinza 159 · rosa 155

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E 2log⁡(n+n2+42)2\log\left(\frac{n + \sqrt{n^2 + 4}}{2}\right)

Um engenheiro projetou um automóvel cujos vidros das portas dianteiras foram desenhados de forma que suas bordas superiores fossem representadas pela curva de equação y = log (x), conforme a figura.

Curva y = log(x) passando por (1, 0); o vidro é a região sombreada entre a curva e uma base horizontal de largura n, com altura total h dividida ao meio pelo eixo x

A forma do vidro foi concebida de modo que o eixo x sempre divida ao meio a altura h do vidro e a base do vidro seja paralela ao eixo x. Obedecendo a essas condições, o engenheiro determinou uma expressão que fornece a altura h do vidro em função da medida n de sua base, em metros.

A expressão algébrica que determina a altura do vidro é

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A altura h em função da largura n.

Os dois cantos do vidro

Chame de a o x do canto de baixo. O de cima está em a+na + n. Como o eixo x corta a altura ao meio:

log⁡a=−h2log⁡(a+n)=h2\log a = -\frac{h}{2} \qquad \log(a + n) = \frac{h}{2}

Somando as duas:

log⁡a+log⁡(a+n)=0⇒a(a+n)=1\log a + \log(a + n) = 0 \Rightarrow a(a + n) = 1

Achando a + n

a2+na−1=0⇒a=−n+n2+42a^2 + na - 1 = 0 \Rightarrow a = \frac{-n + \sqrt{n^2 + 4}}{2}

(a raiz positiva, porque a > 0). Então:

a+n=n+n2+42a + n = \frac{n + \sqrt{n^2 + 4}}{2}

A altura

h=2⋅log⁡(a+n)=2log⁡(n+n2+42)h = 2 \cdot \log(a + n) = 2\log\left(\frac{n + \sqrt{n^2 + 4}}{2}\right)

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A

    Usa a raiz negativa da equação, que dá um x negativo, fora do domínio do log. (15,2% marcaram)

  • B

    Supõe que o vidro vai de 1−n21 - \frac{n}{2} a 1+n21 + \frac{n}{2}, centrado em x=1x = 1, o que não deixa o eixo x no meio da altura. (24,4% marcaram)

  • C

    Foi a mais marcada. Mesmo erro da B, e ainda soma os logaritmos. (25,5% marcaram)

  • D

    É só a metade de cima da altura, h2\frac{h}{2}. (22,5% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 5.621.644 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 932 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 4ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Acertaram11,8%dos candidatos marcaram a E
Habilidade 21 · Competência 5Resolver situação-problema cuja modelagem envolva conhecimentos algébricos.
Como os candidatos responderam
  • A15,2%
  • B24,4%
  • C25,5% mais marcada
  • D22,5%
  • E11,8% ✓ gabarito

Em branco: 0,5% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Matemática
  • abaixo de 50011,8%
  • 500 a 60011,9%
  • 600 a 70012,1%
  • 700 ou mais12,3%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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