Unicamp 2021 · questão 41

Questão 41 Unicamp 2021: Trigonometria

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Sabendo que \(0 < \theta \le 90^\circ\) e que \(2\cos(2\theta) + 5\cos(\theta) = 4\), é correto afirmar que

  1. A
    \(0^\circ < \theta \le 30^\circ\).
  2. B
    \(30^\circ < \theta \le 45^\circ\).
  3. C
    \(45^\circ < \theta \le 60^\circ\).
  4. D
    \(60^\circ < \theta \le 90^\circ\).
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Gabarito: Alternativa B: \(30^\circ < \theta \le 45^\circ\)..

Resolução comentada

Ideia-chave: usar \(\cos 2\theta = 2\cos^2\theta - 1\) para obter uma equação do 2º grau em \(\cos\theta\).

  1. Substituindo: \[2(2\cos^2\theta - 1) + 5\cos\theta = 4 \Rightarrow 4\cos^2\theta + 5\cos\theta - 6 = 0.\]
  2. Fazendo \(y = \cos\theta\): \(\Delta = 25 + 96 = 121\), então \[y = \frac{-5 \pm 11}{8} \Rightarrow y = \frac{3}{4}\ \text{ou}\ y = -2.\]
  3. \(y=-2\) é impossível (cosseno entre \(-1\) e 1). Logo \(\cos\theta = \frac34 = 0{,}75\).
  4. Comparando com valores notáveis (cosseno é decrescente no 1º quadrante): \[\cos 45^\circ \approx 0{,}707 < 0{,}75 < \cos 30^\circ \approx 0{,}866.\]
  5. Portanto \(30^\circ < \theta < 45^\circ\), e o intervalo da alternativa B contém esse ângulo (de fato, \(\theta \approx 41^\circ\)).

Por que não as outras: quem esquece que o cosseno decresce no 1º quadrante tende a inverter a conclusão e marcar C.

Resposta: alternativa B.

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