Progressão geométrica e logaritmos: árvore pitagóricaMédia–difícil
Antes da resolução
Tente a questão primeiro. Use a resolução para conferir o raciocínio, não para substituir sua tentativa.
Uma Árvore Pitagórica é uma figura plana que é construída por etapas. Na Etapa 1, ela começa com um quadrado de lado 1 cm. Na Etapa 2, constroem-se dois quadrados acima do quadrado da Etapa 1, de tal forma que a medida de seus lados seja igual à medida dos catetos do triângulo retângulo isósceles que possui hipotenusa igual ao lado do quadrado da Etapa 1. Na Etapa 3, aplica-se a Etapa 2 em cada um dos novos quadrados obtidos, e assim por diante. Ou seja, em cada nova etapa, aplica-se a etapa anterior em cada um dos novos quadrados obtidos. A figura a seguir exibe as quatro primeiras etapas da construção da Árvore Pitagórica.
Domínio público. Disponível em https://commons.wikimedia.org/.
A partir de qual etapa da construção o lado de cada um dos novos quadrados obtidos fica, pela primeira vez, menor do que 1 décimo de milésimo do lado do quadrado da Etapa 1?
Note e adote: \log_{10} 2 = 0{,}3.
(A)
26
(B)
27
(C)
28
(D)
29
(E)
30
Pista
Em cada etapa o lado é multiplicado por \frac{\sqrt{2}}{2} = 2^{-1/2}. Na etapa n, o lado é 2^{-(n-1)/2}.
Resolução
O que você precisa saber
Triângulo retângulo isósceles de hipotenusa h: catetos h/√2.
Termo geral da PG: aₙ = a₁ · qⁿ⁻¹.
log(aᵇ) = b · log a.
INTERPRETAR
O que a questão quer de verdade: o primeiro n com 2^{-(n-1)/2} < 10^{-4}.
A armadilha: esquecer que a Etapa 1 já tem lado 1, usando expoente n em vez de n - 1. Isso dá 27, uma etapa antes da certa.
CALCULAR
-\frac{n-1}{2} \cdot 0{,}3 < -4.
(n-1) \cdot 0{,}15 > 4.
n - 1 > 26{,}7, então n - 1 \ge 27 e n \ge 28.
CONFERIR
Etapa 27: 26 \cdot 0{,}15 = 3{,}9 < 4, lado ainda maior que 10^{-4}. Etapa 28: 27 \cdot 0{,}15 = 4{,}05 > 4, lado menor. Alternativa C, que confere com o gabarito oficial da Fuvest.