a) Observe o triângulo PQA, em destaque na figura a seguir.

O segmento começar estilo tamanho matemático 14px AQ em moldura superior fim do estilo tem metade da medida da diagonal do quadrado ABFE; assim, começar estilo tamanho matemático 14px AQ igual a numerador 4 raiz quadrada de 2 sobre denominador 2 fim da fração igual a 2 raiz quadrada de 2 fim do estilo m. Chamando de d a distância, em metros, da luminária até o chão, então, pelo Teorema de Pitágoras:

começar estilo tamanho matemático 14px reto d ao quadrado mais parêntese esquerdo 2 raiz quadrada de 2 parêntese direito ao quadrado igual a 3 ao quadrado seta dupla para a esquerda e para a direita fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto d igual a 1 fim do estilo

 

b) No caso em que as arestas laterais da pirâmide formam um ângulo de 45° com o chão, o triângulo PQA é isósceles.

Assim, começar estilo tamanho matemático 14px PQ igual a AQ igual a 2 raiz quadrada de 2 fim do estilo. Chamando de x a medida, em metros, da aresta lateral da pirâmide, então, pelo Teorema de Pitágoras:

começar estilo tamanho matemático 14px reto x ao quadrado igual a parêntese esquerdo 2 raiz quadrada de 2 parêntese direito ao quadrado mais parêntese esquerdo 2 raiz quadrada de 2 parêntese direito ao quadrado seta dupla para a esquerda e para a direita fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto x igual a 4 fim do estilo

 

c) Seja Q’ a projeção ortogonal do ponto Q no quadrado EFGH. A projeção da aresta começar estilo tamanho matemático 14px PF em moldura superior fim do estilo no plano EFGH é o segmento começar estilo tamanho matemático 14px SF em moldura superior fim do estilo.

Como começar estilo tamanho matemático 14px PQ em moldura superior dividido por dividido por SQ apóstrofo em moldura superior fecha moldura vírgula espaço estreito SQ apóstrofo igual a PQ igual a 2 raiz quadrada de 2 fim do estilo m. Além disso, como Q é o centro do quadrado ABFE, Q’ é o ponto médio da aresta começar estilo tamanho matemático 14px EF em moldura superior fim do estilo e começar estilo tamanho matemático 14px FQ apóstrofo igual a 2 fim do estilo m. Chamando de y a medida, em metros, do segmento começar estilo tamanho matemático 14px SF em moldura superior fim do estilo, então, pelo Teorema de Pitágoras no triângulo SFQ’:

começar estilo tamanho matemático 14px reto y ao quadrado igual a parêntese esquerdo 2 raiz quadrada de 2 parêntese direito ao quadrado mais 2 ao quadrado seta dupla para a esquerda e para a direita fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px reto y igual a 2 raiz quadrada de 3 fim do estilo

 

Obs.: Destacamos a imprecisão do enunciado ao informar que a pirâmide está inscrita no cubo, uma vez que seu vértice não toca a face superior.