DOSSIÊ 900+ · ENEM 2016

Liga metálica

06 de 588 pelo b do Inep 1.008 b do Inep
GABARITOD PARÂMETRO Bb 1.008 (Inep) · #6 CAUSA DOMINANTEEstratégia algébrica

Uma leitura completa da questão: o que a torna difícil, onde está a decisão estratégica e como transformar esse raciocínio em repertório para outras questões.

QUESTÃO OFICIAL

ANTES DA ANÁLISE, FAÇA A QUESTÃO.

ENEM 2016 Caderno 7 · Azul Q160

Uma liga metálica sai do forno a uma temperatura de 3 000 °C e diminui 1% de sua temperatura a cada 30 min.

Use 0,477 como aproximação para log10 3 e 1,041 como aproximação para log10 11.

O tempo decorrido, em hora, até que a liga atinja 30 °C é mais próximo de

A
22
B
50
C
100
D
200
E
400

Transcrição editorial auditada a partir da prova oficial do ENEM.

DADOS DO INEP · ENEM 2016 · Q160

Acerto geral
23%
de 1.446 mil no caderno azul
Quem tira 700
26%
acerta
Quem tira 800
33%
acerta
Parâmetro b
1.008
valor do Inep

#6 de 588 · entre as 45. Microdados do ENEM 2016 (Inep). Retrato da prova aplicada, não previsão de nota.

APOIO DE MODELAGEM

O 1% QUE SOME VIRA UM FATOR 0,99.

O ponto decisivo é transformar a frase do enunciado em um modelo exponencial e depois usar exatamente os logaritmos que a prova forneceu.

Esquema do resfriamento da liga metálica: 3000 graus Celsius multiplicados por 0,99 a cada 30 minutos até atingir 30 graus, seguido da transformação logarítmica da equação.
ENEM 2016 · Caderno 7 Azul · Q160 · apoio didático para a modelagem exponencial. Toque ou clique para ampliar.

MAPA DA QUESTÃO

ANTES DE RESOLVER, ENTENDA O TERRENO.

O QUE PARECE DIFÍCIL Uma potência impossível de calcular

Repetir 99% centenas de vezes é inviável na mão. A questão não espera essa abordagem.

O QUE REALMENTE DECIDE Explorar os logs fornecidos

Os valores de log 3 e log 11 não estão ali por acaso: juntos, eles permitem calcular log 99 quase instantaneamente.

ONDE SE PERDE A QUESTÃO Confundir intervalos com horas

O expoente conta períodos de 30 minutos. Só no final ele deve ser convertido para horas.

IDENTIFICAÇÃO

A QUESTÃO EM UMA LINHA

Caderno
Caderno 7 · Azul
Questão
160
Gabarito
D
Conteúdo
Função exponencial · Logaritmos
Subconteúdo
Decaimento percentual · propriedades operatórias de logaritmos

DIFICULDADE

ONDE A DIFICULDADE REALMENTE MORA

PARÂMETRO Bb 1.008 (Inep) · #6#6 de 588 · entre as 45
CAUSA DOMINANTEEstratégia algébrica

Como ler o b? É o parâmetro de dificuldade que o Inep calcula para cada questão, posto na escala da nota de Matemática. Perto dessa nota, um aluno passa a ter boa chance de acertar. Quanto maior o b, mais alta a nota de quem costuma acertar. A causa dominante, ao lado, é a leitura do Prof. Rafael sobre por que a questão é difícil; ela não entra na posição.

Também pesa: Modelagem · logaritmos

POR QUE É DIFÍCIL?

A CONTA NÃO É O PRIMEIRO PROBLEMA

  • O texto parece simples, mas exige reconhecer um decaimento exponencial: diminuir 1% repetidamente não significa subtrair sempre a mesma quantidade.
  • Depois de montar a potência, ainda é preciso perceber por que a prova forneceu justamente log 3 e log 11. A chave é escrever 99 = 9 · 11.
  • O resultado intermediário é o número de períodos de 30 minutos. Quem esquece essa unidade pode chegar a 400 e marcar a alternativa errada.

ANTES DA CONTA

Não tente calcular 0,99 · 0,99 · 0,99... nem trate a queda como linear. Escreva primeiro a temperatura após n períodos de 30 minutos.T = 3000 · (0,99)n

0,99
FATOR DE DECAIMENTO 99%

a cada 30 minutos

n
NÚMERO DE INTERVALOS 30 min

o expoente não está em horas

0,01
RAZÃO FINAL/INICIAL 30 ÷ 3000

a temperatura cai para 1% da inicial

Os logaritmos fornecidos já entregam a decomposição que você precisa: 99 = 9 · 11.

DICAS PROGRESSIVAS

ABRA SÓ O QUE PRECISAR

DICA 01

A temperatura final é 30 e a inicial é 3000. Dividindo os dois lados por 3000, aparece uma potência igual a 0,01.

DICA 02

Aplique logaritmo nos dois lados. Você precisará de log 0,99. Escreva 0,99 como 99/100.

DICA 03

Use 99 = 9 · 11. Então log 99 = 2 log 3 + log 11. Com os valores fornecidos, isso fica muito perto de 2.

RESOLUÇÃO PADRÃO OURO

USE OS LOGARITMOS QUE A PROVA ESCOLHEU PARA VOCÊ

O cálculo fica curto quando você entende que os números 3 e 11 foram escolhidos para decompor 99 e transformar log(0,99) em uma conta simples.

  1. INTERPRETAR
    A cada 30 minutos, a liga conserva 99% da temperatura anterior. Portanto, cada intervalo multiplica a temperatura por 0,99. Isso caracteriza um decaimento exponencial.
  2. ESTRUTURAR
    Se n é o número de intervalos de 30 minutos, então 3000 · (0,99)n = 30. Dividindo por 3000: (0,99)n = 0,01.
  3. ESCOLHER ESTRATÉGIA
    A potência não é conveniente para cálculo direto. Aplicamos logaritmo: n · log(0,99) = log(0,01). Agora usamos os valores fornecidos pelo enunciado para calcular log(0,99).
  4. CALCULAR
    log(0,99) = log(99) − 2. Como 99 = 9 · 11, temos log(99) = 2log(3) + log(11) ≈ 2·0,477 + 1,041 = 1,995. Logo, log(0,99) ≈ −0,005. Além disso, log(0,01) = −2. Portanto, n = (−2)/(−0,005) = 400 intervalos de 30 minutos.
  5. CONFERIR
    São 400 períodos de meia hora. Em horas: 400 · 0,5 = 200 h. Portanto, a alternativa correta é D.

SEGUNDO CAMINHO

ESTIMAR A ORDEM DE GRANDEZA

Uma estimativa também confirma a ordem de grandeza. Para pequenas taxas, (0,99)100 fica aproximadamente próximo de e−1, cerca de 0,37. Para chegar a 0,01, são necessários pouco mais de quatro blocos de 100 períodos, isto é, algo perto de 400 períodos. Como cada período dura meia hora, o tempo deve ficar próximo de 200 h. Essa via é boa para conferência, mas não substitui a solução exata pedida pelos dados do enunciado.

NA PROVA EU FARIA ASSIM

1. Eu escreveria imediatamente 3000·(0,99)n = 30.

2. Dividiria por 3000: (0,99)n = 0,01.

3. Aplicaria log e usaria 99 = 9·11: log 99 ≈ 1,995, então log 0,99 ≈ −0,005. Daí n = 400 meias-horas = 200 h. Alternativa D.

VOCÊ FEZ 90% DA QUESTÃO — E ERROU AQUI.

Você pode montar a equação e resolver o logaritmo corretamente, obtendo n = 400, e ainda errar a questão. O motivo: n não está em horas. Ele conta quantos intervalos de 30 minutos ocorreram. O resultado final é 200 h.

DISTRATOR PRINCIPAL

PARAR UMA ETAPA ANTES DA RESPOSTA

A alternativa 400 captura exatamente quem encontra corretamente os 400 intervalos de decaimento, mas esquece de converter cada intervalo de 30 minutos para meia hora.

COMO RECONHECER UMA PARECIDA?

PORCENTAGEM REPETIDA → EXPONENCIAL

Quando uma quantidade aumenta ou diminui por uma porcentagem fixa a cada intervalo, pense em multiplicação repetida e função exponencial. Se a incógnita estiver no expoente, logaritmos entram naturalmente.

APRENDIZADO TRANSFERÍVEL

O QUE LEVAR PARA A PRÓXIMA QUESTÃO

O mesmo modelo aparece em juros compostos, crescimento populacional, meia-vida, depreciação e resfriamentos simplificados. O padrão é valor inicial × fatorn = valor final; depois, se n for desconhecido, use logaritmos.

ESTRATÉGIA DE TEMPOOs valores de log fornecidos são uma pista de estratégia. Antes de fazer contas longas, procure fatorar o número que aparece: aqui, 99 = 9·11 transforma a parte mais pesada da questão em três operações simples.