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11. (ITA 2007) Se as medidas dos lados de um triângulo obtusângulo estão em progressão geométrica de razão \( r \), então \( r \) pertence ao intervalo a) \( (0,(1+\sqrt{2}) / 2) \) b) \( ((1+\sqrt{2}) / 2, \sqrt{(1+\sqrt{5}) / 2}) \) c) \( ((\sqrt{5}-1) / 2,(\sqrt{5}+1) / 2) \) d) \( ((1+\sqrt{5}) / 2, \sqrt{2+\sqrt{2} / 2}) \) e) \( (\sqrt{2+\sqrt{2 / 2}},(2+\sqrt{3}) / 2) \)

Ask by Bradley Cook. in Brazil
Feb 25,2025

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Answer

O valor de \( r \) está no intervalo \( \left( \frac{\sqrt{5}-1}{2}, \frac{\sqrt{5}+1}{2} \right) \), que corresponde à opção c).

Solution

Para resolver este problema, vamos considerar as medidas dos lados de um triângulo obtusângulo em progressão geométrica de razão \( r \). Seja \( a \) a medida do lado mais curto do triângulo e \( r \) a razão da progressão geométrica. Então, as medidas dos lados do triângulo são \( a \), \( ar \) e \( ar^2 \). Sabemos que no triângulo obtusângulo, a medida do lado mais longo é maior do que a soma das medidas dos outros dois lados. Portanto, temos a seguinte desigualdade: \[ ar^2 > a + ar \] Simplificando a desigualdade, temos: \[ r^2 > 1 + r \] Isso pode ser reescrito como: \[ r^2 - r - 1 > 0 \] Para encontrar o intervalo de valores de \( r \) que satisfazem a desigualdade, podemos resolver a desigualdade quadrática: \[ r^2 - r - 1 > 0 \] A solução da desigualdade quadrática é: \[ r < \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \quad \text{ou} \quad r > \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \] Portanto, o intervalo de valores de \( r \) que satisfazem a desigualdade é: \[ r \in \left( \frac{1 - \sqrt{5}}{2}, \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right) \] Portanto, a resposta correta é a opção c) \( ((\sqrt{5}-1) / 2,(\sqrt{5}+1) / 2) \).

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Beyond the Answer

Para que as medidas dos lados de um triângulo obtusângulo estejam em progressão geométrica, precisamos considerar a relação entre os lados \(a\), \(ar\) e \(ar^2\) (onde \(a\) é o menor lado e \(ar^2\) é o maior). Um triângulo será obtusângulo se o quadrado do maior lado for maior que a soma dos quadrados dos outros dois lados, ou seja, \( (ar^2)^2 > a^2 + (ar)^2 \). Isso nos leva a uma inequação envolvendo \(r\). Ao resolver essa inequação, conseguimos determinar o intervalo em que \(r\) deve estar para que a condição do triângulo obtusângulo seja satisfeita. Essa abordagem nos permite excluir as opções que não atendem à condição, enquanto nos orientamos a encontrar a resposta correta na lista. A resposta correta se encontra na alternativa b), onde \( r \) fica no intervalo \( \left(\frac{1+\sqrt{2}}{2}, \sqrt{\frac{1+\sqrt{5}}{2}}\right) \). Isso indica que o triângulo obtusângulo pode ter lados em progressão geométrica que são suficientemente maiores para manter a condição obtusa, mas ainda assim viáveis para formar um triângulo.

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