Questão 7

Matemática. Relações de Girard e valor numérico.

Sejam r1r_1 e r2r_2 as raízes da equação a1x2+b1x+c1=0a_1x^2+b_1x+c_1 = 0, r2r_2 e r3r_3 as raízes da equação a2x2+b2x+c2=0a_2x^2+b_2x+c_2 = 0 e r3r_3 e r1r_1 as raízes da equação a3x2+b3x+c3=0a_3x^2+b_3x+c_3 = 0 com r1,r2,r3∈R∗r_1,r_2,r_3 \in \mathbb{R}^* e a1⋅a2⋅a3≠0a_1\cdot a_2\cdot a_3 \neq 0. Calcule:
[∏i=13(ai−bi+ciai)]1/2 \left[\prod_{i=1}^{3}\left(\frac{a_i - b_i + c_i}{a_i}\right)\right]^{1/2}

  1. r1+r2+r3r_1 + r_2 + r_3

  2. r1r2+r2r3+r3r1r_1r_2 + r_2r_3 + r_3r_1

  3. (1+r1)(1+r2)(1+r3)(1+r_1)(1+r_2)(1+r_3)

  4. r1r2r3r_1r_2r_3

  5. (1−r1)(1−r2)(1−r3)(1-r_1)(1-r_2)(1-r_3)

A banca anulou esta questão.

Resolução

Veja que ai−bi+cia_i - b_i + c_i é o valor numérico do ii-ésimo trinômio em x=−1x = -1. Escrevendo cada trinômio na forma fatorada, esse valor se exprime imediatamente em função das raízes.

Interpretando a expressão: seja Pi(x)=aix2+bix+ciP_i(x) = a_ix^2 + b_ix + c_i. Então
Pi(−1)=ai(−1)2+bi(−1)+ci=ai−bi+ci. P_i(-1) = a_i(-1)^2 + b_i(-1) + c_i = a_i - b_i + c_i .

Forma fatorada: se α\alpha e β\beta são as raízes de PiP_i, então Pi(x)=ai(x−α)(x−β)P_i(x) = a_i(x-\alpha)(x-\beta), de modo que
ai−bi+ciai=Pi(−1)ai=(−1−α)(−1−β)=(1+α)(1+β). \frac{a_i - b_i + c_i}{a_i} = \frac{P_i(-1)}{a_i} = (-1-\alpha)(-1-\beta) = (1+\alpha)(1+\beta) .

Efetuando o produto: cada fator (1+rk)(1+r_k) aparece exatamente duas vezes,
∏i=13(ai−bi+ciai)=(1+r1)2(1+r2)2(1+r3)2=[(1+r1)(1+r2)(1+r3)]2. \prod_{i=1}^{3}\left(\frac{a_i-b_i+c_i}{a_i}\right) = (1+r_1)^2(1+r_2)^2(1+r_3)^2 = \left[(1+r_1)(1+r_2)(1+r_3)\right]^2 .

Extraindo a raiz:
[∏i=13(ai−bi+ciai)]1/2=(1+r1)(1+r2)(1+r3), \left[\prod_{i=1}^{3}\left(\frac{a_i-b_i+c_i}{a_i}\right)\right]^{1/2} = (1+r_1)(1+r_2)(1+r_3),
se esse valor fosse positivo. Porém, não existem informações no enunciado que permitam concluir isso, portanto, a questão deve ser anulada.