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Nos últimos anos, a televisão tem passado por uma verdadeira…

Gabarito: E

O problema solicita a localização de um ponto equidistante de três outros pontos fornecidos graficamente. Esse ponto é o circuncentro do triângulo formado pelas antenas A, B e C. Primeiramente, extraímos as coordenadas do plano cartesiano:

Enunciado

Nos últimos anos, a televisão tem passado por uma verdadeira revolução, em termos de qualidade de imagem, som e interatividade com o telespectador. Essa transformação se deve à conversão do sinal analógico para o sinal digital. Entretanto, muitas cidades ainda não contam com essa nova tecnologia. Buscando levar esses benefícios a três cidades, uma emissora de televisão pretende construir uma nova torre de transmissão, que envie sinal às antenas A, B e C, já existentes nessas cidades. As localizações das antenas estão representadas no plano cartesiano: A torre deve estar situada em um local equidistante das três antenas. O local adequado para a construção dessa torre corresponde ao ponto de coordenadas

Imagem 1 do enunciado — Matemática ENEM 2013

Alternativas

  • A)

    (65;35)(65 ; 35).

  • B)

    (53;30)(53 ; 30).

  • C)

    (45;35)(45 ; 35).

  • D)

    (50;20)(50 ; 20).

  • E)

    (50;30)(50 ; 30).

    Resposta correta

Resolução comentada

GABARITO: E

O problema solicita a localização de um ponto equidistante de três outros pontos fornecidos graficamente. Esse ponto é o circuncentro do triângulo formado pelas antenas A, B e C. Primeiramente, extraímos as coordenadas do plano cartesiano:

  • Antena A=(30,20)A = (30, 20)
  • Antena B=(70,20)B = (70, 20)
  • Antena C=(60,50)C = (60, 50)

Seja P(x,y)P(x, y) o local da torre. Para que PP seja equidistante de AA e BB, ele deve estar sobre a mediatriz do segmento ABAB. Como as ordenadas de AA e BB são iguais (y=20y = 20), a mediatriz é a reta vertical que passa pelo ponto médio das abscissas:

x=30+702=50x = \frac{30 + 70}{2} = 50

Agora, impomos que a distância de P(50,y)P(50, y) até AA seja igual à distância até CC. Utilizando o quadrado da distância para simplificar os cálculos:

(5030)2+(y20)2=(5060)2+(y50)2(50 - 30)^2 + (y - 20)^2 = (50 - 60)^2 + (y - 50)^2 202+(y240y+400)=(10)2+(y2100y+2500)20^2 + (y^2 - 40y + 400) = (-10)^2 + (y^2 - 100y + 2500) 400+y240y+400=100+y2100y+2500400 + y^2 - 40y + 400 = 100 + y^2 - 100y + 2500 80040y=2600100y    60y=1800    y=30800 - 40y = 2600 - 100y \implies 60y = 1800 \implies y = 30

Portanto, o ponto é (50,30)(50, 30).

  • Incorreta. Cálculo do ponto médio do segmento BCBC: MBC=(70+602,20+502)=(65,35)M_{BC} = \left( \frac{70+60}{2}, \frac{20+50}{2} \right) = (65, 35). Por exemplo: o aluno confunde o ponto equidistante das três antenas com o ponto central entre apenas duas delas (B e C), obtendo (65,35)(65, 35).
  • Incorreta. Cálculo do baricentro (médias aritméticas das coordenadas): x=30+70+603=160353,3x = \frac{30+70+60}{3} = \frac{160}{3} \approx 53{,}3 e y=20+20+503=30y = \frac{20+20+50}{3} = 30. Por exemplo: o aluno calcula o centro de massa do triângulo em vez do centro da circunferência circunscrita, obtendo (53,30)(53, 30) por arredondamento.
  • Incorreta. Cálculo do ponto médio do segmento ACAC: MAC=(30+602,20+502)=(45,35)M_{AC} = \left( \frac{30+60}{2}, \frac{20+50}{2} \right) = (45, 35). Por exemplo: o aluno busca um ponto médio de um lado do triângulo em vez do ponto equidistante aos três vértices, resultando em (45,35)(45, 35).
  • Incorreta. Cálculo do ponto médio do segmento ABAB: MAB=(30+702,20+202)=(50,20)M_{AB} = \left( \frac{30+70}{2}, \frac{20+20}{2} \right) = (50, 20). Por exemplo: o aluno assume que a torre deve estar na base do triângulo formado pelas antenas, exatamente entre A e B, chegando a (50,20)(50, 20).
  • Correta. Como demonstrado, o ponto (50,30)(50, 30) satisfaz a condição de equidistância para as três antenas (distância de 500\sqrt{500} unidades para cada uma).

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