Matemática — Geometria Múltipla Escolha

Qual a área S₁ da superfície da caixa?

Qual a área S₁ da superfície da caixa?

  1. S₁=(9+9√5)π m² e S₂ = (9+9√5)/2 π m².
  2. -9√5π m² e S₂ = (9+9√5)/2 +18 m².
  3. S₁=(9+9√5)π m² e S₂ = -(9+9√5)/2 π m².
  4. S₁=(9+9√5)π m² e S₂ = (9+9√5)/2 +18 m².
  5. S₁=(9+9√5)π m² e S₂ = -18 m².

Resolução completa

Explicação passo a passo

E
Alternativa E

Alternativa E

Vamos analisar a questão passo a passo, calculando primeiro a área da caixa cônica (S_{T1}) e depois a área da nova forma plana (S_{T2}).

Análise Geométrica

1. Dados do Cone Original:

  • Altura (h): $6$
  • Raio (r): $3$

Para calcular a área total, precisamos primeiro encontrar a geratriz (g) do cone usando o Teorema de Pitágoras no triângulo formado pela altura, raio e geratriz:

g^2 = h^2 + r^2
g^2 = 6^2 + 3^2
g^2 = 36 + 9 = 45
g = \sqrt{45} = \sqrt{9 \times 5} = 3\sqrt{5}

2. Cálculo da Área Total da Caixa (S_{T1}):
A área total de um cone é a soma da área da base (círculo) com a área lateral.

  • Área da Base (A_b):
    A_b = \pi \cdot r^2 = \pi \cdot 3^2 = 9\pi
  • Área Lateral (A_l):
    A_l = \pi \cdot r \cdot g = \pi \cdot 3 \cdot 3\sqrt{5} = 9\sqrt{5}\pi
  • Área Total (S_{T1}):
    S_{T1} = A_b + A_l = 9\pi + 9\sqrt{5}\pi = (9 + 9\sqrt{5})\pi

Isso elimina as alternativas A, B e D, restando C e E.

3. Cálculo da Nova Superfície (S_{T2}):
A questão propõe mudar o formato para a seção meridiana do cone.

  • A seção meridiana de um cone circular reto é o corte feito por um plano que passa pelo seu eixo central.
  • Essa figura resultante é um triângulo isósceles.
  • As dimensões desse triângulo são:
  • Base: Igual ao diâmetro da base do cone ($2r = 2 \times 3 = 6$).
  • Altura: Igual à altura do cone (h = 6).

Calculando a área deste triângulo (S_{T2}):

S_{T2} = \frac{\text{base} \times \text{altura}}{2}
S_{T2} = \frac{6 \times 6}{2}
S_{T2} = \frac{36}{2} = 18

Conclusão

Comparando nossos resultados com as opções:

  • S_{T1} = (9 + 9\sqrt{5})\pi
  • S_{T2} = 18

A única alternativa que apresenta esses dois valores corretamente é a Letra E.

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