Questão 146 do ENEM 2020Matemática

ENEM 2020Matemática1ª aplicação

Uma casa de dois andares está sendo projetada. É necessário incluir no projeto a construção de uma escada para o acesso ao segundo andar. Para o cálculo das dimensões dos degraus utilizam-se as regras:

\u00052h + b — 63,5\u0005 ≤ 1,5 e 16 ≤ h ≤ 19,

nas quais h é a altura do degrau (denominada espelho) e b é a profundidade da pisada, como mostra a figura. Por conveniência, escolheu-se a altura do degrau como sendo h = 16. As unidades de h e b estão em centímetro.

Nesse caso, o mais amplo intervalo numérico ao qual a profundidade da pisada (b) deve pertencer, para que as regras sejam satisfeitas é
A
30 ≤ b
B
30 ≤ b ≤ 31,5
30 ≤ b ≤ 33
Resposta correta
D
31,5 ≤ b ≤ 33
E
b ≤ 33
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

A questão apresenta uma inequação modular que relaciona a altura do degrau (hh), chamada espelho, e a profundidade da pisada (bb):

2h+b63,51,5|2h + b - 63,5| \le 1,5

O enunciado informa que, por conveniência, a altura escolhida foi h=16h = 16. Nosso objetivo é encontrar o intervalo de valores possíveis para bb que satisfaça essa condição.

Começamos substituindo o valor de hh na inequação:

216+b63,51,5|2 \cdot 16 + b - 63,5| \le 1,5

Resolvendo as operações dentro do módulo:

32+b63,51,5|32 + b - 63,5| \le 1,5

b31,51,5|b - 31,5| \le 1,5

Chegamos a uma inequação modular básica. Lembre-se da propriedade fundamental do módulo: se xa|x| \le a (com a0a \ge 0), então o valor de xx deve estar entre a-a e aa. Ou seja:

axa-a \le x \le a

Aplicando essa propriedade à nossa inequação, temos:

1,5b31,51,5-1,5 \le b - 31,5 \le 1,5

Para isolar bb no centro, somamos 31,531,5 em todos os membros da desigualdade:

1,5+31,5b31,5+31,51,5+31,5-1,5 + 31,5 \le b - 31,5 + 31,5 \le 1,5 + 31,5

Realizando as somas, obtemos o intervalo final:

30b3330 \le b \le 33

Isso significa que a profundidade da pisada deve estar entre 3030 e 3333 centímetros para que as regras do projeto sejam respeitadas. Esse intervalo corresponde exatamente à alternativa C.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2020 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.