Albert Einstein 2025 – Questão Resolvida de Matemática: Função Quadrática

A figura mostra o projeto de um portal construído de modo que um arco de parábola seja posicionado sobre uma estrutura retangular.


A estrutura retangular tem base medindo 8 m e altura de 6 m.
O ponto mais alto do portal dista 12 m da base. Deseja-se adicionar uma coluna vertical, destacada em vermelho na figura, cuja base dista 2 m de uma das laterais da estrutura retangular. A altura da coluna será de
(A) 9,75 m.
(B) 7,50 m.
(C) 8,25 m.
(D) 10,50 m.
(E) 9,00 m.

Vamos colocar a parábola em um plano cartesiano, de modo que a origem coincida com o vértice superior esquerdo da estrutura retangular.

Agora, identificamos três pontos da parábola, o vértice e as duas intersecções com o eixo x.

Os zeros da função quadrática foram obtidas de acordo com a escolha da origem do plano cartesiano: R_1(0,0), R_2(8,0).
Por sua vez, o vértice V(4,6) da parábola foi obtido da seguinte maneira:
x_v = \dfrac{0+8}{2} = 4 (média das raízes)
y_v = 12 - 6 = 6 (ponto mais alto do portal menos altura da base)

Conhecendo os dois zeros da função, podemos escrever a função quadrática na forma fatorada:

y = ax(x-8)

Como o vértice V(4,6) pertence à parábola, substituímos:

6 = a \cdot4 \cdot (4-8)

6 = a \cdot 4 \cdot (-4)

6 = -16a

16a = -6

a = - \dfrac{16}{6}

a = -\dfrac{3}{8}

A função quadrática cujo gráfico é a parábola será:

y = - \dfrac{3}{8}x\cdot(x-8)

Como a coluna vertical dista 2m da lateral esquerda da base, vamos descobrir o valor de y para x = 2.

y = - \dfrac{3}{8} \cdot 2 \cdot(2-8)

y = - \dfrac{6}{8} \cdot(-6)

y = \dfrac{36}{8}

y = 4,5

A altura da coluna será:
H = 6 + 4,5
H = \boxed{10,5}

Resposta correta: (D) 10,50 m.

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