No plano cartesiano abaixo estão representados o gráfico da função y = x^2 e o triângulo equilátero. A área desse triângulo mede:

Questão

No plano cartesiano abaixo estão representados o gráfico da função y = x^2 e o triângulo equilátero.

A área desse triângulo mede:

Imagem 1

y=x2y = x^2

Imagem 2

Diagrama: triângulo equilátero com vértice em O (origem) e base horizontal AB que intercepta a parábola nos pontos A e B; eixos cartesianos x e y mostrados.

Alternativas

A
Resposta certa

3√3

B

2√3

C

2

D

3

E

√3

Explicação

Pelo diagrama, o triângulo é equilátero, com vértice em O=(0,0)O=(0,0) e base horizontal overline{AB} acima do eixo xx. Como é equilátero, a altura relativa à base passa pelo ponto médio da base e, no desenho, coincide com o eixo yy.

Seja a base na reta horizontal y=hy=h. Então os pontos de interseção com a parábola y=x2y=x^2 são:

A=(h,h),B=(−h,h).A=(\sqrt{h},h),\quad B=(-\sqrt{h},h).

Logo, o comprimento da base é

AB=h−(−h)=2h.AB = \sqrt{h}-(-\sqrt{h})=2\sqrt{h}.

A altura do triângulo (distância vertical de OO até a base y=hy=h) é simplesmente

altura=h.\text{altura}=h.

Num triângulo equilátero de lado ss, a altura vale 32s\dfrac{\sqrt{3}}{2}s. Aqui s=AB=2hs=AB=2\sqrt{h}, então:

h=32 (2h)=3h.h=\frac{\sqrt{3}}{2}\,(2\sqrt{h})=\sqrt{3}\sqrt{h}.

Elevando ao quadrado:

h2=3h⇒h(h−3)=0.h^2 = 3h \Rightarrow h(h-3)=0.

Como h>0h>0, segue h=3h=3.

Assim, o lado do triângulo é

s=AB=23.s=AB=2\sqrt{3}.

A área de um equilátero é A=34s2A=\dfrac{\sqrt{3}}{4}s^2:

A=34(23)2=34⋅12=33.A=\frac{\sqrt{3}}{4}(2\sqrt{3})^2=\frac{\sqrt{3}}{4}\cdot 12=3\sqrt{3}.
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