Questão 9 – Função e Teorema de Pitágoras

Questão 9

(UFRGS-RS) Considere o retângulo \(ABCD\) de lados \( AB = 4 \) e \( AD = 2 \), e o ponto médio \( M \) de \( AB \).

Traçando a reta mediatriz do lado \( AB \), determina-se o segmento \( MN \), com \( N \) na interseção da mediatriz com \( DC \).

Considere um ponto \( P \) construído sobre o segmento \( MN \), e os segmentos \( PD \) e \( PC \), como mostra a figura abaixo.

Retângulo com ponto sobre mediatriz

Tomando \( x \) como a medida do segmento \( PN \), considere \( S(x) \) a função que expressa a soma das medidas dos segmentos \( PM \), \( PD \) e \( PC \) em função de \( x \).

Para \( 0 \leq x \leq 2 \), \( S(x) \) é:

  • a) \( x + 2\sqrt{x^2 + 4} \)
  • b) \( (2 – x) + 2(x^2 + 4) \)
  • c) \( (2 – x) + \sqrt{x^2 + 4} \)
  • d) \( x + \sqrt{x^2 + 4} \)
  • e) \( (2 – x) + 2\sqrt{x^2 + 4} \)

Solução Passo a Passo:

Sabemos que \( AD = 2 \), e como \( P \) está a \( x \) unidades de \( N \), a distância de \( P \) até \( M \) será:

\[ PM = 2 – x \]

Pelo desenho, temos também \( CP = PD \). Podemos calcular a medida de \( CP \) (ou \( PD \)) usando o Teorema de Pitágoras:

\[ CP^2 = x^2 + 2^2 = x^2 + 4 \Rightarrow CP = \sqrt{x^2 + 4} \]

Assim, a função que representa a soma dos três segmentos é:

\[ S(x) = PM + PD + PC \] \[ S(x) = (2 – x) + \sqrt{x^2 + 4} + \sqrt{x^2 + 4} \] \[ S(x) = (2 – x) + 2\sqrt{x^2 + 4} \]

Resposta correta: letra e.


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