A área da região determinada pela interseção das desigualdades y > 3/2 x - 3/2, y > -2/3 x + 5 e (x-3)^2 + (y-3)^2 < 9 é:

Questão

A área da região determinada pela interseção das desigualdades y > 3/2 x - 3/2, y > -2/3 x + 5 e (x-3)^2 + (y-3)^2 < 9 é:

Alternativas

A

9π/2.

B

9π.

C

3π/2.

D

3π/4.

E
Resposta certa

9π/4.

Explicação

Temos o disco aberto de centro C=(3,3)C=(3,3) e raio r=3r=3:

(x−3)2+(y−3)2<9.(x-3)^2+(y-3)^2<9.

As outras duas desigualdades definem semiplanos “acima” das retas

ℓ1:y=32x−32eℓ2:y=−23x+5.\ell_1: y=\frac{3}{2}x-\frac{3}{2} \quad\text{e}\quad \ell_2: y=-\frac{2}{3}x+5.

Observe que as retas são perpendiculares, pois seus coeficientes angulares satisfazem

(32)(−23)=−1.\left(\frac{3}{2}\right)\left(-\frac{2}{3}\right)=-1.

Encontremos o ponto de interseção das retas:

32x−32=−23x+5⇒(32+23)x=132⇒136x=132⇒x=3,\frac{3}{2}x-\frac{3}{2}=-\frac{2}{3}x+5 \Rightarrow \left(\frac{3}{2}+\frac{2}{3}\right)x=\frac{13}{2} \Rightarrow \frac{13}{6}x=\frac{13}{2} \Rightarrow x=3,

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y=32⋅3−32=3.y=\frac{3}{2}\cdot 3-\frac{3}{2}=3.

Portanto, as retas se cruzam exatamente no centro do círculo: (3,3)(3,3).

Como queremos os pontos acima de ambas as retas, isso equivale a pegar, a partir do centro, a interseção de dois semiplanos cujas fronteiras são retas perpendiculares passando pelo centro. Isso seleciona um setor angular de medida 90∘90^\circ (um quarto de volta) dentro do disco.

Assim, a região pedida é um quarto da área do círculo de raio 3:

A=14⋅πr2=14⋅π⋅32=9π4.A=\frac{1}{4}\cdot \pi r^2=\frac{1}{4}\cdot \pi\cdot 3^2=\frac{9\pi}{4}.
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