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ENEM 2018 · Questão 180

Matemática e suas Tecnologias · sem padrão (conteúdo)

Dificuldade TRI: b = 4,78 (difícil)

Para decorar um cilindro circular reto será usada uma faixa retangular de papel transparente, na qual está desenhada em negrito uma diagonal que forma 30° com a borda inferior. O raio da base do cilindro mede 6π\frac{6}{\pi} cm, e ao enrolar a faixa obtém-se uma linha em formato de hélice, como na figura.

Figura da questão

O valor da medida da altura do cilindro, em centímetro, é

  1. A36336\sqrt{3}
  2. B24324\sqrt{3}
  3. C434\sqrt{3}
  4. D36
  5. E72
Ver a resposta e a resolução

Resposta: B

Resposta: (B) 24324\sqrt{3}.

A ideia: desenrolar o cilindro transforma a hélice numa diagonal de um retângulo. A largura do retângulo depende de quantas voltas a faixa dá.

Resolução. O raio do cilindro é r=6πr=\dfrac6\pi cm. O comprimento de uma volta é a circunferência:

2πr=2π⋅6π=122\pi r=2\pi\cdot\dfrac6\pi=12 cm.

No desenho do cilindro, a linha helicoidal completa seis voltas ao longo da altura. Logo, a base horizontal da faixa desenrolada mede 6⋅12=726\cdot12=72 cm.

A diagonal forma 3030 graus com a borda inferior. No triângulo retângulo formado pela faixa,

tan⁡30∘=h72=13\tan30^\circ=\dfrac{h}{72}=\dfrac1{\sqrt3}.

Assim, h=723=243h=\dfrac{72}{\sqrt3}=24\sqrt3 cm, como pede a alternativa B.

Visualize: Faixa retangular desenrolada de largura 72 cm e altura 24√3 cm, com diagonal a 30 graus; cada uma das seis voltas corresponde a 12 cm.

Construção auxiliar de enem-2018-q180

Onde a galera erra: usar apenas uma circunferência como largura da faixa, ignorando que a hélice dá várias voltas.

Leve para a prova: ao desenrolar um cilindro, cada volta da hélice ocupa um comprimento igual à circunferência da base.

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