ITA 2024/2025

2ª Fase - Matemática

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Prova e soluções comentadas

Brasão ITA

Q1

Encontre os valores reais aa e bb tais que o polinômio p(x)=x57+ax14+bx7+1p(x) = x^{57} + ax^{14} + bx^7 + 1, ao ser dividido por x2x+1x^2 - x + 1, deixe resto 2x+12x + 1.

Q2

Seja EE uma elipse com eixo focal no eixo OxO_x do sistema de coordenadas cartesiano. O centro de EE é o ponto (r,0)(r, 0), com r>0r > 0, sua excentricidade é 22\dfrac{\sqrt{2}}{2}, e seu semieixo maior mede 2\sqrt{2}. Considerando os pontos (x,y)E(x, y) \in E, determine o valor de rr para que yx\dfrac{y}{x} tenha valor máximo igual a 11.

Q3

Sejam α,β[π2,3π2]\alpha, \beta \in \left[\dfrac{\pi}{2}, \dfrac{3\pi}{2}\right] tais que sen(α)sen(β)=14esen(α)2sen(β)+cos(β)=34. \text{sen}(\alpha) - \text{sen}(\beta) = \dfrac{1}{4} \quad\text{e}\quad \text{sen}(\alpha) - 2\,\text{sen}(\beta) + \cos(\beta) = \dfrac{3}{4}. Calcule o valor de sen(α+β)\text{sen}(\alpha + \beta).

Q4

Seja ABCABC um triângulo de lados m(AB)=6m(\overline{AB}) = 6, m(AC)=10m(\overline{AC}) = 10 e m(BC)=14m(\overline{BC}) = 14. Calcule o raio da circunferência externa ao triângulo ABCABC que tangencia simultaneamente o segmento BC\overline{BC} e as retas suportes ABAB e ACAC.

Q5

Usando as aproximações log102=0,3010\log_{10} 2 = \pu{0,3010}, log103=0,4771\log_{10} 3 = \pu{0,4771} e log107=0,8450\log_{10} 7 = \pu{0,8450}, determine o primeiro algarismo (da esquerda para a direita) do resultado de 31003^{100}.

Q6

Uma moeda não viciada é lançada nn vezes. Encontre os valores de nn que maximizam a probabilidade de sair cara pela quarta vez exatamente no enésimo lançamento.

Q7

Considere o polinômio p(x)=x3+ax2+bp(x) = x^3 + ax^2 + b. Determine os valores reais aa e bb, sabendo que:

I. p(x)p(x) tem uma raiz real dupla;

II. Os pontos (x1,0)(x_1, 0), (x2,0)(x_2, 0) e (0,b)(0, b) são vértices de um triângulo retângulo, em que x1x_1 e x2x_2 são raízes distintas de p(x)p(x).

Q8

Seja Ak=(aij)A_k = (a_{ij}) uma matriz quadrada de ordem kk, em que aij=max{i,j}a_{ij} = \max\{i,j\} para todo i,ji,j em {1,2,,k}\{1, 2, \cdots, k\}. Determine k=12025det(Ak)\displaystyle\sum_{k=1}^{2025} \det(A_k).

Q9

Determine a quantidade de matrizes 5×55 \times 5 invertíveis e com entradas inteiras que satisfazem a propriedade A1=ATA^{-1} = A^T.

Q10

Calcule a área da projeção ortogonal de um cubo de aresta 22 sobre um plano perpendicular a uma das diagonais do cubo.