Considere uma folha de papel retangular com lados 20 cm e 16 cm. Após remover um quadrado de lado x cm de cada um dos cantos da folha, foram feitas 4 dobras para construir uma caixa (sem tampa) em forma de paralelepípedo reto-retângulo com altura x cm. As linhas tracejadas na figura indicam onde as dobras foram feitas.

a) Expresse o volume da caixa em função de x.

b) Determine o conjunto dos valores de x para os quais o volume da caixa é maior ou igual a 384 cm3.

a)

A área da base é (16 – 2x)(20 – 2x) cm2, ou seja, 4(8 – x)(10 – x) cm2. Como a altura é x cm, o volume da caixa é dado por 4x(8 – x)(10 – x) cm3, com 0 < x < 8.

Resposta: 4x(8 – x)(10 – x) cm3.

b) De «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»4«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»(«/mo»«mn»8«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»)«/mo»«mo»(«/mo»«mn»10«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2265;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»384«/mn»«/mrow»«/mstyle»«/math», tem-se:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»(«/mo»«mn»8«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»)«/mo»«mo»(«/mo»«mn»10«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2265;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»96«/mn»«mspace linebreak=¨newline¨/»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mn»3«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»18«/mn»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»80«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»96«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2265;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»0«/mn»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Por uma pesquisa de raízes racionais, pode-se concluir que 2 é um zero do polinômio.

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mtable rowlines=¨solid none¨ columnlines=¨solid none¨»«mtr»«mtd/»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mn»18«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»80«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mn»96«/mn»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mn»2«/mn»«/mtd»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mn»16«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»48«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»|«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»0«/mn»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«mspace linebreak=¨newline¨/»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mn»3«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»18«/mn»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»80«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»96«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2261;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»)«/mo»«mo»(«/mo»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»16«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»48«/mn»«mo»)«/mo»«/mstyle»«/math»

Os zeros de x2 – 16x + 48 são 4 e 12.

Logo, «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mn»3«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»18«/mn»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»80«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»96«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2261;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»)«/mo»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»)«/mo»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»12«/mn»«mo»)«/mo»«mo».«/mo»«/mrow»«/mstyle»«/math»

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»)«/mo»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»)«/mo»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»12«/mn»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2265;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»0«/mn»«mspace linebreak=¨newline¨/»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Com a condição 0 < x < 8, conclui-se que o volume da caixa é maior ou igual a 384 cm3 se, e somente se, «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»2«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2264;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2264;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»4«/mn»«mo».«/mo»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Resposta: [2, 4].