Um projétil é lançado por um canhão e atinge o solo a uma distância de 150 metros do ponto de partida. Ele percorre uma trajetória parabólica, e a altura máxima que atinge em relação ao solo é de 25 metros.
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Admita um sistema de coordenadas xy em que no eixo vertical y está representada a altura e no eixo horizontal x está representada a distância, ambas em metro. Considere que o canhão está no ponto (150; 0) e que o projétil atinge o solo no ponto (0; 0) do plano xy.
A equação da parábola que representa a trajetória descrita pelo projétil é
a) y = 150x - x2
b) y = 3 750x - 25x2
c) 75y = 300x - 2x2
d) 125y = 450x - 3x2
e) 225y = 150x - x2
Soluções para a tarefa
Resposta:
Alternativa e)
Explicação passo-a-passo:
A função do 2o grau pode ser escrita por:
f(x)=k(x-m)(x-n)=0, onde m e n são as raízes da equação e k ∈ Z.
Do enunciado temos que as raízes são (0,0) e (150,0), então:
m=150 e n=0, substituindo em k(x-m)(x-n)=0 temos:
f(x)=k(x-150)(x-0)=k(x-150)(x)=kx²-150kx
O vértice da função do 2o grau é:
V(-b/2a;-Δ/4a)
Do enunciado:
-Δ/4a = 25 => (b^2-4ac)/4a = -25, substituindo a=k, b= -150k e c=0 da equação anteriormente determinada f(x)=kx²-150kx
((-150k)²-4(k)(0))/4k= -25 => 22500k²/4k = -25 => k= -1/225
Substituindo o k= -1/225 na equação f(x)=kx²-150kx
f(x)= -1/225x²-150(-1/225)x
f(x) = y = -1/225x²-150(-1/225)x
225y= -x²+150x
225y=150x-x²
A equação da parábola que representa a trajetória descrita pelo projétil é 225y = -x² + 150x.
Uma função do segundo grau é da forma y = ax² + bx + c, sendo a ≠ 0.
As coordenadas do vértice da parábola são iguais a e .
Perceba que o ponto máximo da parábola é o ponto (75,25).
Sendo assim, temos que:
75 = -b/2a
-b = 2a.75
-b = 150a
b = -150a.
Além disso, a parábola passa pelos pontos (0,0), (75,25) e (150,0). Sendo assim:
a.0² + b.0 + c = 0
c = 0
e
a.150² + b.150 + c = 0
22500a + 150b = 0
e
a.75² + b.75 + c = 25
5625a + 75b = 25.
Substituindo o valor de b = -150a na terceira equação acima, obtemos:
5625a + 75.(-150a) = 25
5625a - 11250a = 25
-5625a = 25
a = -1/225.
Consequentemente:
b = -150.(-1/225)
b = 150/225
b = 2/3.
Portanto, a equação da parábola é igual a:
y = -x²/225 + 2x/3
225y = -x² + 150x.
Alternativa correta: letra e).
Exercício sobre parábola: https://brainly.com.br/tarefa/18653154