Os pontos T e U deslocam-se sobre retas paralelas r1 e r2 de tal forma que «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»TU«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» passe sempre pelo centro C de um quadrado PQRS, de lado 2, e forme um ângulo de medida α com r1, conforme indica, como exemplo, a sequência de cinco figuras.

a) Calcule as medidas de  nas situações em que α = 45° e α = 90°.

b) Denotando TU por y, determine y em função de α e o respectivo domínio dessa função no intervalo de α em que a posição de T varia de P até Q.

a) 

Considere as figuras abaixo:

  • quando «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B1;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mn»45«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»o«/mi»«/msup»«/mrow»«/mstyle»«/math», tem-se que «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»TU«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» é uma diagonal do quadrado PQRS e, portanto, mede «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»2«/mn»«/msqrt»«/mrow»«/mstyle»«/math»;
  • quando «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨ mathsize=¨14px¨»§#x3B1;«/mi»«mo mathsize=¨14px¨»§#xA0;«/mo»«mo mathsize=¨14px¨»=«/mo»«mo mathsize=¨14px¨»§#xA0;«/mo»«mn mathsize=¨14px¨»90«/mn»«mo mathsize=¨14px¨»§#xBA;«/mo»«/math», tem-se que «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»TU«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» é um segmento paralelo aos lados «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«menclose notation=¨top¨»«mi»PS«/mi»«/menclose»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»e«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«menclose notation=¨top¨»«mi»QR«/mi»«/menclose»«/mrow»«/mstyle»«/math» do quadrado, cuja medida é igual à medida do lado do quadrado, ou seja, 2. 

Resposta: «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»2«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»e«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«/mstyle»«/math»

b)

Como a distância entre r1 e r2 vale 2, tem-se a figura:

No triângulo retângulo da figura, tem-se:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi»s«/mi»«mi»e«/mi»«mi»n«/mi»«mi»§#x3B1;«/mi»«mo»=«/mo»«mfrac»«mn»2«/mn»«mrow»«mi»T«/mi»«mi»U«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mi»T«/mi»«mi»U«/mi»«mo»=«/mo»«mfrac»«mn»2«/mn»«mrow»«mi»s«/mi»«mi»e«/mi»«mi»n«/mi»«mi»§#x3B1;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»L«/mi»«mi»o«/mi»«mi»g«/mi»«mi»o«/mi»«mo»,«/mo»«mi»y«/mi»«mo»=«/mo»«mfrac»«mn»2«/mn»«mrow»«mi»s«/mi»«mi»e«/mi»«mi»n«/mi»«mi»§#x3B1;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mstyle»«/math»

Note que, quando T = P, tem-se «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B1;«/mi»«mo»=«/mo»«msup»«mn»45«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»o«/mi»«/msup»«/mstyle»«/math» e, quando T = Q, tem-se «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B1;«/mi»«mo»=«/mo»«msup»«mn»135«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»o«/mi»«/msup»«/mstyle»«/math». Ainda, para cada ponto U do segmento «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»PQ«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math», existe um valor de «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B1;«/mi»«mo»,«/mo»«msup»«mn»45«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»o«/mi»«/msup»«mo»§lt;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B1;«/mi»«mo»§lt;«/mo»«msup»«mn»135«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»o«/mi»«/msup»«/mstyle»«/math», tal que U = T. Logo, o domínio de «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»y«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mn»2«/mn»«mi»sen§#x3B1;«/mi»«/mfrac»«/mrow»«/mstyle»«/math», quando T percorre o segmento «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»PQ«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math», é dado pelo intervalo «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mfenced open=¨[¨ close=¨]¨»«mrow»«mfrac»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3C0;«/mi»«mn»4«/mn»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»,«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mrow»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3C0;«/mi»«/mrow»«mn»4«/mn»«/mfrac»«/mrow»«/mfenced»«mo».«/mo»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Resposta:  «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mi mathvariant=¨normal¨»y«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mn»2«/mn»«mi»sen§#x3B1;«/mi»«/mfrac»«mo»;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»Dom§#xED;nio«/mi»«mo»:«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfenced open=¨[¨ close=¨]¨»«mrow»«mfrac»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3C0;«/mi»«mn»4«/mn»«/mfrac»«mo»,«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mrow»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3C0;«/mi»«/mrow»«mn»4«/mn»«/mfrac»«/mrow»«/mfenced»«/mstyle»«/math»