Questão 177 do ENEM 2010Matemática

ENEM 2010Matemática1ª aplicação

Um dos grandes problemas da poluição dos mananciais (rios, córregos e outros) ocorre pelo hábito de jogar óleo utilizado em frituras nos encanamentos que estão interligados com o sistema de esgoto. Se isso ocorrer, cada 10 litros de óleo poderão contaminar 10 milhões (107) de litros de água potável.

Manual de etiqueta. Parte integrante das revistas Veja (ed. 2055), Cláudia (ed. 555), National Geographic (ed. 93) e Nova Escola (ed. 208) (adaptado).

Suponha que todas as famílias de uma cidade descartem os óleos de frituras através dos encanamentos e consomem 1 000 litros de óleo em frituras por semana.

Qual seria, em litros, a quantidade de água potável contaminada por semana nessa cidade?
A
10 -²
B
10³
C
104
D
106
109
Resposta correta
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Para resolver essa questão, precisamos relacionar a quantidade de óleo descartada com a quantidade de água que ela contamina. O problema nos fornece uma relação direta e pede para calcularmos o impacto de um descarte maior.

O enunciado nos diz que:

  • 1010 litros de óleo contaminam 10710^7 litros de água potável.

A cidade em questão descarta 10001000 litros de óleo por semana. Queremos descobrir quantos litros de água (xx) serão contaminados por essa quantidade de óleo.

Podemos montar uma regra de três simples, pois as grandezas são diretamente proporcionais (quanto mais óleo descartado, mais água contaminada):

10 L de oˊleo107 L de aˊgua1000 L de oˊleox L de aˊgua\begin{matrix} 10 \text{ L de óleo} & \longrightarrow & 10^7 \text{ L de água} \\ 1000 \text{ L de óleo} & \longrightarrow & x \text{ L de água} \end{matrix}

Multiplicando cruzado, temos:

10x=100010710 \cdot x = 1000 \cdot 10^7

Para facilitar os cálculos, podemos escrever o número 10001000 como uma potência de base 1010, ou seja, 1000=1031000 = 10^3. Substituindo na equação:

101x=10310710^1 \cdot x = 10^3 \cdot 10^7

Lembrando da propriedade de multiplicação de potências de mesma base (repetimos a base e somamos os expoentes), temos:

101x=103+710^1 \cdot x = 10^{3+7} 101x=101010^1 \cdot x = 10^{10}

Agora, isolamos o xx passando o 10110^1 dividindo:

x=1010101x = \frac{10^{10}}{10^1}

Aplicando a propriedade de divisão de potências de mesma base (repetimos a base e subtraímos os expoentes):

x=10101x = 10^{10 - 1} x=109x = 10^9

Portanto, a quantidade de água potável contaminada por semana nessa cidade seria de 10910^9 litros.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2010 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.