Matemática, perguntado por DanJR, 2 meses atrás

[EN/2016] Um tanque de combustível tem a forma de um cilindro circular reto e sua altura mede três metros. O raio da base do cilindro vale, em metros, o dobro da soma dos cubos dos inversos das raízes da equação: \mathtt{x^4 + 4x^3 + 8x^2 + 8x + 4 = 0}. A área lateral do tanque, em m², mede


A) 6pi

B) 12pi

C) 18pi

D) 36pi

E) 48pi


Fitnessboy: A princípio, a ideia aqui é fazer uso da transformada inversa y = 1/x ⇔ x = 1/y (com x ≠ 0) na equação polinomial x⁴ + 4x³ + 8x² + 8x + 4 = 0 objetivando encontrar uma equação polinomial de mesmo grau na incógnita ''y'' cujas raízes sejam precisamente os inversos das raízes da equação supra e, seguidamente, calcular o valor de S₃ , que é a soma dos cubos das quatro raízes da nova eq. polinomial em ''y''.
Fitnessboy: Ao fazer-se x = 1/y em x⁴ + 4x³ + 8x² + 8x + 4 = 0, obter-se-á 4y⁴ + 8y³ + 8y² + 4y + 1 = 0. As raízes desta são x₁ , x₂ , x₃ e x₄ ; as daquela são 1/x₁ , 1/x₂ , 1/x₃ e 1/x₄ .
Fitnessboy: Por último, a fim de se encontrar o valor de S₃ , pode-se utilizar as identidades algébricas (x + y + z + w)³ = x³ + y³ + z³ + w³ + 3x²(y + z + w) + 3y²(x + z + w) + 3z²(x + y + w) + 3w²(x + y + z) + 6(xyz + xyw + xzw + yzw) e (x + y + z + w)² = x² + y² + z² + w² + 2(xy + xz + xw + yz + yw + zw) — válidas para quaisquer x, y, z, w complexos — juntamente com estes resultados previamente conhecidos com base nas relações de Girard:
Fitnessboy: x₁ + x₂ + x₃ + x₄ = – 2;
x₁x₂ + x₁x₃ + x₁x₄ + x₂x₃ + x₂x₄ + x₃x₄ = 2;
x₁x₂x₃ + x₁x₂x₄ + x₁x₃x₄ + x₂x₃x₄ = – 1.
Fitnessboy: Dica: Lembre-se de que

x₁ + x₂ + x₃ = – 2 – x₄ ;
x₁ + x₂ + x₄ = – 2 – x₃ ;
x₁ + x₃ + x₄ = – 2 – x₂ ;
x₂ + x₃ + x₄ = – 2 – x₁ .

e de que, neste contexto, x₁² + x₂² + x₃² + x₄² = (x₁ + x₂ + x₃ + x₄)² – 2(x₁x₂ + x₁x₃ + x₁x₄ + x₂x₃ + x₂x₄ + x₃x₄) = 0 (zero).
Fitnessboy: DanJR, quando fiz aqui, deu tudo certinho (achei S₃ = 1). Se tiver algum errinho nisso que escrevi, ou se algo estiver confuso e/ou incompleto, avise-me, por favor.

Soluções para a tarefa

Respondido por fsego
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k(x) =x^4 + 4x^3 +8x^2 + 4 ~~raizes: ~a, b, c\\p(x) =4x^4+8x^3+8x^2+4x+1~~raizes: ~\frac{1}{a},\frac{1}{b},\frac{1}{c}

p'=\frac{d}{dx}(4x^4+8x^3+8x^2+4x+1)

p'(x)=\frac{d}{dx}(4x^4)+\frac{d}{dx}(8x^3)+\frac{d}{dx}(8x^2)+\frac{d}{dx}(4x)+\frac{d}{dx}(1)

p'(x)=4 \times 4x^3 + 8 \times 3x^2 + 8 \times 2x + 4 +0

p'(x) = 16x^3+24x^2+16x+4

\begin{array}{r|l}16x^3+24x^2+16x+4&\underline{4x^4+8x^3+8x^2+4x+1}\\\underline{-16x^3-32x^2-32x-16-\frac{4}{x} }&\frac{4}{x}+\frac{(-2)}{x^2}+\frac{1}{x^4}   \\-8x^2-16x-12-\frac{4}{x} &\\\underline{8x^2+16x+16+\frac{8}{x}+\frac{2}{x^2}  }&\\4+\frac{4}{x}+\frac{2}{x^2}  \end{array}

\frac{4}{x} \\S_0=4\frac{(-2)}{x^2} \\S_1= -2\frac{0}{x^3} \\S_2=0\frac{1}{x^4}\\ S_3=1

\frac{1}{a^3} +\frac{1}{b^3} +\frac{1}{c^3}=1\\ R=2m

A_L=2\pi \times 2 \times 3= \boxed{12\pi m^2}

\boxed{\begin{array}{lr}b) ~12pi\\\\12 \pi\end{array}}

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