FUVEST 2020 · questão 17

Questão 17 FUVEST 2020: Geometria espacial

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A menor esfera na qual um paralelepípedo reto‐retângulo de medidas \(7\ \text{cm} \times 4\ \text{cm} \times 4\ \text{cm}\) está inscrito tem diâmetro de

  1. A
    9 cm.
  2. B
    10 cm.
  3. C
    11 cm.
  4. D
    12 cm.
  5. E
    15 cm.
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Gabarito: Alternativa A: 9 cm..

Resolução comentada

Ideia-chave: a menor esfera que contém o paralelepípedo passa pelos seus 8 vértices, e o diâmetro dela é a diagonal do paralelepípedo.

  1. O paralelepípedo reto-retângulo é simétrico em relação ao seu centro, e todos os vértices estão à mesma distância desse centro: metade da diagonal.
  2. Logo a esfera circunscrita tem diâmetro igual à diagonal \(D\): \[ D = \sqrt{a^2 + b^2 + c^2}. \]
  3. Substituindo \(7\), \(4\) e \(4\): \[ D = \sqrt{7^2 + 4^2 + 4^2} = \sqrt{49 + 16 + 16} = \sqrt{81} = 9\ \text{cm}. \]
  4. Nenhuma esfera menor serve, porque dois vértices opostos estão a 9 cm um do outro, e esses dois pontos precisam caber dentro da esfera.

Resposta: alternativa A.

Por que não as outras: a E (15 cm) soma as arestas (\(7 + 4 + 4\)) em vez de usar Pitágoras no espaço; a B (10 cm) pode surgir de erro na conta dos quadrados.

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