Questão 7 – OBMEP 2025 – NÍVEL 3 – Matemática

OBMEP 2025 – Área de Coroa Circular com Segmento Tangente

Concurso: OBMEP   |   Ano: 2025   |   Assunto: Geometria / Coroa Circular

Enunciado:

A figura mostra duas circunferências concêntricas. O segmento \( AB \) é tangente à circunferência interior e tem comprimento 2. Qual é a área da região cinza?

Duas circunferências concêntricas e segmento AB

Alternativas:

  • (A) \( \pi \)
  • (B) \( 2\pi \)
  • (C) \( \frac{\pi}{2} \)
  • (D) \( 3\pi \)
  • (E) \( \frac{\pi}{3} \)
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1. Interpretando a figura:

Temos duas circunferências concêntricas (mesmo centro). A região cinza é a diferença de áreas entre a circunferência maior (raio \( R \)) e a menor (raio \( r \)).

A área da região cinza é:
\[ A = \pi R^2 – \pi r^2 = \pi(R^2 – r^2) \]

2. Informações da figura:

O segmento \( AB = 2 \) é tangente à circunferência menor. Como o centro está exatamente no meio entre A e B, esse segmento é perpendicular ao raio da circunferência menor no ponto de tangência, formando um triângulo retângulo com:

  • cateto oposto = \( r \)
  • cateto adjacente = \( 1 \) (metade de 2)
  • hipotenusa = \( R \) (raio da circunferência maior)

3. Aplicando Pitágoras:

\[ R^2 = r^2 + 1^2 = r^2 + 1 \]

4. Substituindo na fórmula da área:

\[ A = \pi(R^2 – r^2) = \pi[(r^2 + 1) – r^2] = \pi(1) = \boxed{\pi} \]

Gabarito: (A) \( \pi \)

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