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Questão 20

FUVEST 2020
Matemática

(FUVEST - 2020) Se 3x^2-9x+7=(x-a)^3-(x-b)^3, para todo número real x ,o valor de ܽa+b é

A

3

B

5

C

6

D

9

E

12

Gabarito:

3



Resolução:

Resolução 1:

3x^2-9x+7=(x-a)^3-(x-b)^3

1) Desenvolvendo:

3x^2-9x+7=x^3-3x^2a+3xa^2-a^3-left(x^3-3x^2b+3xb^2-b^3
ight)

2) Simplificando:

3x^2-9x+7=-3ax^2+3bx^2+3a^2x-3b^2x-a^3+b^3

3) Organizando:

3x^2-9x+7=(-3a+3b)x^2+(3a^2-3b^2)x+(-a^3+b^3)

4) Com isso, temos o sistema:

left{egin{matrix}-3a+3b=3 \ 3a^2-3b^2=-9 \ -a^3+b^3= 7 end{matrix}
ight.

5) Como há apenas duas incógnitas nesse sistema, pegaremos apenas as duas primeiras equações simplificadas:

left{egin{matrix}-a+b=1 \ a^2-b^2=-3 end{matrix}
ight.

6) Com a primeira equação, temos que:

b=1+a

7) Substituindo o encontrado em 6 na segunda equação:

a^2-(1+a)^2=-3

8) Simplificando:

-2a-1=-3

a=1

9) Como b=1+a, b=2

10) Logo, a+b=1+2=3

 

Resolução 2:

3x^2-9x+7=(x-a)^3-(x-b)^3

1) Se observarmos o lado direito da equação, iremos perceber que ela se trata de uma diferença de dois cubos.

Relembrando: a^{3}-b^{3}=left ( a-b 
ight )cdot left ( a^{2}+ab+b^{2} 
ight )

3x^2-9x+7=left [(x-a)-(x-b) 
ight ]cdot left [ left (x-a 
ight )^{2} +(x-a)cdot (x-b)+(x-b)^{2}
ight ]

2) Utilizando as regras dos produtos notáveis podemos continuar desenvolvendo a equação:

3x^2-9x+7=left [x-a-x+b 
ight ]cdot left [ x^{2}-2ax+a^{2} +x^{2}-ab-bx+ab+x^{2}-2bx+b^{2}
ight ]

3) Ordenando e simplificando a equação:

3x^2-9x+7= [-a+b ]cdot [ 3x^{2}+x cdot ( -3a-3b )+ ( a^{2}+ab+b^{2} ) ]

4) Observe que ordenamos a equação de acordo com o grau de cada monômio. Desenvolvendo a distributiva:

3x^2-9x+7 =3x^{2}cdot (-a+b )-3x cdot ( a+b )cdot (-a+b )+ ( a^{2}+ab+b^{2} )cdot (-a+b )

5) Como queremos uma igualdade entre o polinômio da esquerda com o da direita, então todos os termos precisam ser idênticos. Desse modo:

3x^2=3x^2cdot left ( -a+b 
ight )

left ( -a+b 
ight )=1

6) Perceba que o enunciado nos pediu o valor de left ( a+b 
ight ), então não é necessário definir o valor de a e o valor de b, apenas a soma deles. Substituindo left ( -a+b 
ight )=1:

3x^{2}-9x+7=3x^{2}cdot 1-3x cdot ( a+b )cdot 1+ ( a^{2}+ab+b^{2} )cdot 1

7) Comparando o segundo termo de cada um dos polinômios:

-9x=-3x cdot ( a+b)cdot 1

3= left (a+b 
ight )

 

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