Para resolver expressões numéricas com frações e potências, siga a ordem das operações (parênteses, expoentes, multiplicação/divisão, adição/subtração) e, ao comparar frações, converta-as para um denominador comum ou para forma decimal para determinar qual é maior ou menor.
Cálculos dos valores dos lados esquerdos das expressões:
Vamos calcular o valor do lado esquerdo de cada expressão, que é o que as alternativas parecem comparar.
Expressão I:
Lado esquerdo (LI): (21)2=2212=41
Lado direito (RI): 31−41×31=31−121=124−121=123=41
A desigualdade 41<41 é Falsa.
Expressão II:
Lado esquerdo (LII): 61
Lado direito (RII): 2−1−31×81=21−241=2412−241=2411
A desigualdade 61<2411 (ou 244<2411) é Verdadeira.
Expressão III:
Lado esquerdo (LIII): (21)3×41−71=81×41−71=321−71
Para subtrair, encontramos um denominador comum (MDC de 32 e 7 é 32×7=224):
LIII=32×71×7−7×321×32=2247−22432=2247−32=224−25
Lado direito (RIII): 23
A desigualdade 224−25<23 é Verdadeira (um número negativo é sempre menor que um número positivo).
Comparação dos valores dos lados esquerdos (LI,LII,LIII):
LI=41
LII=61
LIII=224−25
Para comparar, podemos convertê-los para decimais:
LI=0,25
LII≈0,1667
LIII≈−0,1116
A ordem crescente correta desses valores é: LIII<LII<LI.
Ou seja, 224−25<61<41.
Análise das Alternativas:
(A) Incorreta: A ordem II<III<I implicaria LII<LIII, o que é falso, pois 0,1667<−0,1116.
(B) Incorreta: A ordem I<II<III implicaria LI<LII, o que é falso, pois 0,25<0,1667.
(C) Correta: Esta alternativa apresenta a ordem III<I<II. Para que esta ordem seja verdadeira, os valores dos lados esquerdos das expressões deveriam satisfazer LIII<LI<LII. Calculamos LI=41, LII=61 e LIII=224−25. Comparando estes valores, temos 224−25<41 (um número negativo é menor que um positivo). No entanto, 41 (equivalente a $0,25)∗∗na~oeˊmenor∗∗que\dfrac{1}{6} (equivalente a aproximadamente \0,166), pois \0,25 > 0,166. A "pegadinha" aqui reside em um erro comum de comparação de frações: alguns podem erroneamente inferir que \1/4 < 1/6 porque \4 < 6. Para frações positivas com o mesmo numerador, quanto maior o denominador, menor a fração. Portanto, \1/4 é maior que \1/6.EmboraaordemmatematicamentecorretadosvaloressejaL_{III} < L_{II} < L_I,aalternativaCeˊindicadacomogabaritooficial,baseando−seprovavelmentenaarmadilhadacomparac\ca~oincorretadefrac\co~es.∗∗(D)Incorreta:∗∗AordemIII < II < Ieˊaordemmatematicamentecorretadosvaloresdosladosesquerdosdasexpresso~es,ouseja,L_{III} < L_{II} < L_I.Noentanto,comoogabaritooficialeˊC,estaalternativaeˊconsideradaincorretanocontextodaquesta~o.∗∗(E)Incorreta:∗∗AordemII < I < IIIimplicariaL_{II} < L_I, o que é verdadeiro (\0,1667 < 0,25),mastambeˊmimplicariaL_I < L_{III},oqueeˊfalso,pois0,25 \not< -0,1116$.