Questão 159, caderno azul do ENEM 2018

Minecraft é um jogo virtual que pode auxiliar no desenvolvimento de conhecimentos relacionados a espaço e forma. É possível criar casas, edifícios, monumentos e até naves espaciais, tudo em escala real, através do empilhamento de cubinhos.
Um jogador deseja construir um cubo com dimensões 4 × 4 × 4. Ele já empilhou alguns dos cubinhos necessários, conforme a figura.

Os cubinhos que ainda faltam empilhar para finalizar a construção do cubo, juntos, formam uma peça única, capaz de completar a tarefa.

O formato da peça capaz de completar o cubo 4 × 4 × 4 é

Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão
Raciocínio Lógico-Espacial e Geometria de Posição (Vistas Ortogonais e Construção de Sólidos).

Tema/Objetivo Geral:
Visualização espacial e complemento de sólidos geométricos (quebra-cabeça 3D).

Nível da Questão: Médio.

  • Embora não envolva cálculos numéricos, exige uma excelente capacidade de rotação mental e, principalmente, a contagem precisa de unidades em perspectiva. O desafio não é o formato, mas a extensão exata das “pernas” da peça.

Gabarito: Alternativa A.

  • A peça necessária deve preencher as bordas externas do topo do cubo. Para isso, ela precisa ter comprimento total de 4 blocos em ambos os braços do “L”, fechando o perímetro de 4×4.

PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

A questão apresenta um cubo de dimensões 4x4x4 em construção. Vemos o estágio atual da obra e precisamos encontrar a peça final (o “tijolo que falta”) para que o cubo fique perfeito, liso e completo, sem buracos.

Simplificação Radical (A Analogia Central):
Imagine que você está fechando uma caixa de papelão quadrada. A tampa tem o formato de um “L”. Se a caixa tem tamanho 4, a tampa tem que ir de uma ponta até a outra. Se a tampa for curta, vai sobrar um buraco no canto. O desafio é achar a tampa que tem o comprimento certo para cobrir as bordas até o final.

Nosso Plano de Ataque será o seguinte:

  • Raio-X do Buraco: Analisar a figura final (após a seta) para entender onde estão os espaços vazios (o molde negativo).
  • Contagem de Eixos: Contar quantos bloquinhos são necessários para cobrir as arestas (comprimento e largura) do topo.
  • Teste de Encaixe: Verificar qual alternativa tem os “braços” longos o suficiente para preencher esse perímetro.

 PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Para resolver problemas de Geometria de Posição sem errar por ilusão de ótica, precisamos utilizar duas ferramentas mentais poderosas:

1. O Princípio do Molde Negativo (O “Fantasma” da Peça)
Imagine que o cubo finalizado (4x4x4) é feito de gelatina. Se você retirar a parte que já está construída (os blocos cinzas do desenho), o que sobra? O pedaço de gelatina que sobrou na sua mão é exatamente a peça que estamos procurando.

  • A parte construída está concentrada no “miolo” e no canto direito traseiro.
  • O espaço vazio está concentrado nas bordas externas (frente e esquerda).

2. A Regra das Coordenadas (X, Y, Z)
Não tente adivinhar o formato geral “de olho”. Conte blocos em eixos específicos:

  • Eixo X (Largura/Frente): O cubo tem largura total de 4 blocos.
  • Eixo Y (Profundidade/Lateral): O cubo tem profundidade total de 4 blocos.
  • O Foco Crítico (A Camada Superior): O cubo precisa ter um topo plano e quadrado de 4×4. A construção atual deixa um “buraco” no topo em forma de “L”. Esse “L” precisa percorrer toda a extensão do cubo.

 PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos construir a solução bloco a bloco, usando a lógica das dimensões.

Análise 1: O Comprimento do “Braço Esquerdo” (Profundidade)
Olhe para a parede lateral esquerda do cubo em construção.
Ela está vazia na camada superior. Não há blocos na fileira da esquerda.
Para fechar essa parede de ponta a ponta (do fundo até a frente), precisamos de quantos blocos?
O cubo é 4x4x4. Logo, precisamos de uma fileira de 4 blocos.

  • Conclusão Parcial: A peça certa precisa ter um braço lateral com 4 quadradinhos de comprimento.

Análise 2: O Comprimento do “Braço Frontal” (Largura)
Olhe para a parede da frente do cubo.
A camada de cima também está vazia na frente.
Para fechar essa frente de ponta a ponta (da esquerda até a direita), precisamos de quantos blocos?
Novamente, a largura é 4. Precisamos de uma fileira de 4 blocos.

  • Conclusão Parcial: O outro braço da peça também precisa ter 4 quadradinhos.

Análise 3: A Contagem nas Alternativas (O Tira-Teima)
Agora, vamos contar os quadradinhos da face superior das peças nas opções.

  • Alternativa A: Braço esquerdo tem 4. Braço da frente tem 4. (Perfeito).
  • Alternativa B: Braço esquerdo tem 4. Braço da frente tem 3. (Fica buraco).
  • Alternativa C: Braço esquerdo tem 3. Braço da frente tem 3. (Fica buraco dos dois lados).

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
A armadilha aqui é a Perspectiva Ilusória. As peças B, C, D e E parecem muito com a A. Se você não contar quadradinho por quadradinho, vai achar que “qualquer uma serve”. O erro mais comum é escolher uma peça com braços de tamanho 3, que visualmente parece correta, mas deixaria um buraco de 1 bloco na ponta do cubo.

Bússola (Síntese do Raciocínio):
O problema se resume a uma contagem simples de perímetro. O cubo tem aresta 4. A peça que completa as arestas externas precisa ter comprimento 4 em ambas as direções do seu formato em “L”.

Expectativa:
Procuramos a única alternativa onde o “L” superior é formado por 4 cubos em uma direção e 4 cubos na outra.


 PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

Alternativa A:
Análise de Correspondência:
Braço esquerdo: 4 blocos (1 na quina + 3 na ponta).
Braço direito: 4 blocos (1 na quina + 3 na ponta).
Esta peça preenche exatamente as dimensões 4×4 do cubo.
Conclusão: ✔️ Alternativa correta.

Alternativa B:
O “Diagnóstico do Erro”: Peça Curta (Falta Largura).
Braço esquerdo tem 4, mas o braço direito tem apenas 3 blocos. Faltaria um pedaço para fechar o lado direito do cubo.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

Alternativa C:
O “Diagnóstico do Erro”: Peça Pequena.
Braço esquerdo tem 3 e braço direito tem 3. Faltariam pedaços em ambos os lados.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

Alternativa D:
O “Diagnóstico do Erro”: Formato Irregular.
O braço direito é curto (3 blocos) e a estrutura vertical não corresponde ao encaixe suave de uma quina simples (o bloco de baixo está deslocado).
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

Alternativa E:
O “Diagnóstico do Erro”: Peça Curta (Falta Profundidade).
Braço esquerdo tem apenas 3 blocos, embora o direito tenha 4. Faltaria um pedaço no fundo.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.


 PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

A resposta é a Alternativa A. Em geometria espacial de montagem, as dimensões totais (4×4) são o limite. Conte as unidades para não ser enganado pelo desenho.

Resumo-flash (A Imagem Mental):
“Cubo tamanho quatro exige tampa tamanho quatro. Braço curto não fecha a caixa.”

Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Esse tipo de problema é a base do Desenho Técnico e da Engenharia Civil (plantas e cortes). Também é o princípio fundamental de algoritmos de Visão Computacional usados em robôs autônomos para identificar se um objeto cabe em um espaço ou como empilhar caixas em um armazém (o famoso problema do Bin Packing).

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