Matemática ENEM 2018 difícil~2 min

Questão 174 do ENEM 2018 comentada

Use a Lei de Moore e logaritmos para calcular quando uma densidade de transistores atinge determinado valor.

Numeração do caderno azul · Matemática

Questão 174ENEM 2018

Com o avanço em ciência da computação, estamos próximos do momento em que o número de transistores no processador de um computador pessoal será da mesma ordem de grandeza que o número de neurônios em um cérebro humano, que é da ordem de 100 bilhões.
Uma das grandezas determinantes para o desempenho de um processador é a densidade de transistores, que é o número de transistores por centímetro quadrado. Em 1986, uma empresa fabricava um processador contendo 100 000 transistores distribuídos em 0,25 cm² de área. Desde então, o número de transistores por centímetro quadrado que se pode colocar em um processador dobra a cada dois anos (Lei de Moore).

Disponível em: www.pocket-lint.com. Acesso em: 1 dez. 2017 (adaptado).

Considere 0,30 como aproximação para 
Em que ano a empresa atingiu ou atingirá a densidade de 100 bilhões de transistores?

  1. A
    1999
  2. B
    2002
  3. C
    2022
  4. D
    2026
  5. E
    2146

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Resposta: Cgabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige calcular a densidade inicial e modelar seu crescimento por duplicações em intervalos regulares. Depois, você precisa usar logaritmos para encontrar quantas duplicações são necessárias.

Resolução

Primeiro, calcule a densidade em 1986 dividindo o número de transistores pela área:

100 000 ÷ 0,25 = 400 000 transistores/cm²

O enunciado informa que essa densidade dobra a cada dois anos. Para chegar a 100 bilhões, compare o valor desejado com o inicial:

100 000 000 000 ÷ 400 000 = 250 000

Se n é o número de duplicações, então 2ⁿ = 250 000. Usando log 2 ≈ 0,30, temos log 5 ≈ 0,70:

n = log(250 000) ÷ log 2 = (4 + 2 × 0,70) ÷ 0,30 = 18

Cada duplicação leva dois anos. Portanto, são 18 × 2 = 36 anos após 1986, o que resulta em 2022.

número de transistores por centímetro quadrado que se pode colocar em um processador dobra a cada dois anos

Alternativa por alternativa

  • A

    1999 fica 13 anos após 1986, ou 6,5 períodos de duplicação; a densidade seria cerca de 36 milhões de transistores/cm², abaixo da meta.

  • B

    Em 2002, passaram-se 8 períodos de duplicação: 400 000 × 2⁸ = 102 400 000 transistores/cm², ainda abaixo de 100 bilhões.

  • C

    Correta. Está correta: são necessárias 18 duplicações, equivalentes a 36 anos após 1986. Assim, a meta é atingida em 2022.

  • D

    Em 2026, seriam 20 duplicações: 400 000 × 2²⁰ = 419 430 400 000 transistores/cm², acima da meta já atingida em 2022.

  • E

    2146 fica 160 anos após 1986, ou seja, corresponderia a 80 duplicações. A meta é alcançada muito antes, após 18 duplicações.

Para lembrarEm um crescimento que dobra a cada período, use V = V₀ × 2ⁿ; o número de períodos pode ser encontrado com logaritmos.

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

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