Ano 2022#Algebra - Sistemas e Geometria Analitica#fase2#discursiva

Sobre o tema

Este problema do IME explora a interseção de uma equação com raiz quadrada e módulo com uma equação quadrática em x e y, buscando valores de k que geram solução única. A primeira equação, sqrt(x^2+2x+1) + |y-2| = 1/2, pode ser simplificada notando que sqrt(x^2+2x+1) = |x+1|, resultando em |x+1| + |y-2| = 1/2, que representa um losango (ou diamante) centrado em (-1,2). A segunda equação é uma forma quadrática que, completando quadrados, se revela como uma elipse: (x-k)^2 + 36(y-1)^2 = 36. O problema pede a soma dos valores reais de k para os quais o sistema tem solução única, ou seja, quando a elipse tangencia o losango. Isso envolve análise geométrica de posições relativas entre uma elipse e um losango, com parâmetro k deslocando o centro da elipse horizontalmente.

Tópicos relacionados

  • Geometria analítica: posições relativas entre cônicas
  • Equações com módulo e raiz quadrada
  • Completamento de quadrados em equações quadráticas
  • Condição de tangência entre curva e região
  • Soma de parâmetros para solução única em sistema

Enunciado

Determine a soma de todos os valores reais de k para os quais o sistema:
{ sqrt(x^2 + 2x + 1) + |y - 2| = 1/2
{ x^2 + 36y^2 = 2(kx + 72y) - 140 - k^2
possui solucao unica, sabendo que x, y pertencem a R.

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Perguntas frequentes

Como simplificar sqrt(x^2 + 2x + 1)?

A expressão sqrt(x^2 + 2x + 1) é igual a |x+1|, pois o radicando é um quadrado perfeito (x+1)^2.

O que representa a equação |x+1| + |y-2| = 1/2 geometricamente?

Representa um losango (ou quadrado rotacionado) com centro em (-1,2), cujas diagonais são paralelas aos eixos coordenados e medem 1 (cada diagonal tem comprimento 1).

Qual é a forma padrão de uma elipse e como identificar seu centro?

A forma padrão é ((x-h)^2)/a^2 + ((y-k)^2)/b^2 = 1, com centro (h,k). Completando quadrados, a equação dada se torna (x-k)^2/36 + (y-1)^2/1 = 1, centro em (k,1).

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