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Questão 24

UNICAMP 2011
Matemática

(UNICAMP - 2011) A caixa de um produto longa vida é produzida como mostra a sequência de figuras abaixo. A folha de papel da figura 1 é emendada na vertical, resultando no cilindro da figura 2. Em seguida, a caixa toma o formato desejado, e são feitas novas emendas, uma no topo e outra no fundo da caixa, como mostra a figura 3. Finalmente, as abas da caixa são dobradas, gerando o produto final, exibido na figura 4. Para simplificar, consideramos as emendas como linhas, ou seja, desprezamos a superposição do papel.

a) Se a caixa final tem 20 cm de altura, 7,2 cm de largura e 7 cm de profundidade, determine as dimensões x e y da menor folha que pode ser usada na sua produção.

b) Supondo, agora, que uma caixa tenha seção horizontal quadrada (ou seja, que sua profundidade seja igual a sua largura), escreva a fórmula do volume da caixa final em função das dimensões x e y da folha usada em sua produção.

Gabarito:

Resolução:

a) Com as emendas desprezadas, o valor de x será o perímetro do retângulo da base da caixa.

Logo:

x =2 cdot 7,2 + 2 cdot 7 = 28,4  cm

já o valor de y é dado pela soma da altura da caixa com o dobro da metade da menor dimensão da base, isto é:

y = 20 + 2 cdot frac{7}{2} = 27  cm

b) A caixa tem secção quadrada e o lado da sua base mede x/4.

Além disso, a altura da caixa é:

 h = y - 2 cdot (frac{frac{x}{4}}{2})

h = y - frac{x}{4}

O volume será dado, portanto, por:

V = (frac{x}{4})^{2} (y-frac{x}{4})

V = frac{4x^{2}y-x^{3}}{64}

 

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