Matemática Múltipla Escolha

Sobre o sistema de equações: (x - 1)² + y² + z² = 1 x² + y² - z² = 0 x - z² = 0 pode-se dizer que:

Sobre o sistema de equações:
(x - 1)² + y² + z² = 1
x² + y² - z² = 0
x - z² = 0

pode-se dizer que:

  1. não tem solução real.
  2. tem apenas uma solução real.
  3. tem apenas duas soluções reais distintas.
  4. tem apenas quatro soluções reais distintas.
  5. tem várias (infinitas) soluções distintas.

Resolução completa

Explicação passo a passo

E
Alternativa E

Alternativa E - it has several (infinite) distinct solutions.

Análise do Sistema de Equações

O sistema apresentado é composto por três equações:

  1. (x - 1)^2 + y^2 + z^2 = 1
  2. x^2 + y^2 - z^2 = 0
  3. x - z^2 = 0

Para determinar o número de soluções, devemos resolver o sistema passo a passo.

Passo 1: Simplificação pela substituição

Da terceira equação, isolamos x:
x = z^2

Agora, substituímos x na segunda equação (x^2 + y^2 - z^2 = 0):
(z^2)^2 + y^2 - z^2 = 0
z^4 + y^2 - z^2 = 0
Isolando y^2:
y^2 = z^2 - z^4

Passo 2: Verificação de consistência

Substituímos x = z^2 e y^2 = z^2 - z^4 na primeira equação para ver se há consistência:
(z^2 - 1)^2 + (z^2 - z^4) + z^2 = 1
Expandindo o quadrado:
(z^4 - 2z^2 + 1) + z^2 - z^4 + z^2 = 1
Simplificando os termos semelhantes (z^4 soma e subtrai, -2z^2 soma com z^2 e z^2):
1 = 1

A identidade $1=1$ confirma que as equações são dependentes. Isso significa que qualquer par (x, y, z) que satisfaça x = z^2 e y^2 = z^2 - z^4 será uma solução válida.

Passo 3: Determinação do número de soluções

Para que existam soluções reais, o valor de y^2 deve ser maior ou igual a zero:
z^2 - z^4 \geq 0
z^2(1 - z^2) \geq 0

Como z^2 é sempre positivo, a condição depende de (1 - z^2) \geq 0, o que implica:
z^2 \leq 1 \quad \Rightarrow \quad -1 \leq z \leq 1

Conclusão Lógica:
Qualquer valor real de z no intervalo [-1, 1] gera um valor correspondente para x (x=z^2) e valores para y (y = \pm \sqrt{z^2 - z^4}).

  • Se escolhermos z = 0, temos a solução (0, 0, 0).
  • Se escolhermos z = 0.5, temos soluções reais.
  • Como há um intervalo contínuo de valores possíveis para z, existem infinitas soluções.

Portanto, a alternativa correta é a (e).

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