(UNIFESP 2017) - QUESTÃO

Um sólido é formado por 24 cubos idênticos, conforme a figura. O contato entre dois cubos contíguos sempre se dá por meio da sobreposição perfeita entre as faces desses cubos. Na mesma figura também estão marcados A, B, C e D, vértices de quatro cubos que compõem o sólido.
a) Admitindo-se que a medida de «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«menclose notation=¨top¨»«mi»AB«/mi»«/menclose»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»seja«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»7«/mn»«/msqrt»«/mrow»«/mstyle»«/math» cm, calcule  o volume do sólido.
b) Calcule a medida de «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»CD«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» admitindo-se que a medida da aresta de cada cubo que compõe o sólido seja igual a 2 cm.

Resolução:                                                                                                                                     
a) Seja ℓ a medida das arestas do cubos. Da figura, tem-se que o segmento «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»AB«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» é uma diagonal de um paralelepípedo reto-retângulo de dimensões ℓ, 2ℓ e 3ℓ, como mostra a figura a seguir:
Como AB = «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»7«/mn»«/msqrt»«/mrow»«/mstyle»«/math» cm, tem-se:
«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»7«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msqrt»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x2113;«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x2113;«/mi»«msup»«mo»)«/mo»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x2113;«/mi»«msup»«mo»)«/mo»«mn»2«/mn»«/msup»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»7«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msqrt»«mn»14«/mn»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x2113;«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»7«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x2113;«/mi»«msqrt»«mn»14«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x2113;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mn»2«/mn»«msqrt»«mn»2«/mn»«/msqrt»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x2113;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msqrt»«mn»2«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»cm«/mi»«/mstyle»«/math»
Como o sólido é formado por 24 cubos, cada um de volume ℓ3, esse volume V é:
«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»24«/mn»«msup»«mfenced»«msqrt»«mn»2«/mn»«/msqrt»«/mfenced»«mn»3«/mn»«/msup»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»48«/mn»«msqrt»«mn»2«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mi»cm«/mi»«mn»3«/mn»«/msup»«/mrow»«/mstyle»«/math»
b) Note que «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»CD«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» é uma diagonal de um paralelepípedo reto-retângulo de dimensões 10 cm, 8 cm e 14 cm, como mostra a figura:
  
Portanto, tem-se:
«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mo»(«/mo»«mi»CD«/mi»«msup»«mo»)«/mo»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mn»10«/mn»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mn»8«/mn»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mn»14«/mn»«mn»2«/mn»«/msup»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mo»(«/mo»«mi»CD«/mi»«msup»«mo»)«/mo»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»360«/mn»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»CD«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msqrt»«mn»360«/mn»«/msqrt»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»CD«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»6«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msqrt»«mn»10«/mn»«/msqrt»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Resposta«/mi»«mo»:«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«menclose notation=¨top¨»«mi»CD«/mi»«/menclose»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»6«/mn»«msqrt»«mn»10«/mn»«/msqrt»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»cm«/mi»«mo».«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«/mstyle»«/math»