A primeira frase — «Os atletas, cuja perseverança e ímpeto levaram à final, serão recompensados» — está correta, pois respeita a norma gramatical que prevê a concordância do pronome relativo cujo, enquanto adjunto adnominal1, «apenas com o substantivo/nome mais próximo2».
Por sua vez, a segunda frase é agramatical, pois há erro na concordância do pronome com os nomes/substantivos que precede, sendo incorreto o emprego da forma feminina plural cujas para preceder os dois nomes de géneros diferentes: perserverança (feminino) e ímpeto (masculino).
Nota: Importa acrescentar, também, que os gramáticos e os linguistas são unânimes na flexão de número e de género do pronome (ou constituinte3) relativo cujo — que, segundo a gramática tradicional, «é, a um tempo, [pronome] relativo e possessivo, equivalente pelo sentido a do qual, de quem, de que» (Cunha e Cintra, Nova Gramática do Português Contemporâneo, Lisboa, Sá da Costa, 2001, p. 350) — e que «concorda com a coisa possuída em género e em número (idem), razão pela qual nos apresentam os seguintes exemplos:
«Convento d´águas do Mar, ó verde Convento,/ Cuja Abadessa secular é a Lua/ e Cujo Padre-capelão é o Vento...» (António Nobre, Só, 28)
«Herculano é para mim, nas letras, depois de Camões, a figura em cujo espírito e em cuja obra sinto com plenitude o génio heróico de Portugal.» (Gilberto Amado, Três livros, 36).
Portanto, uma outra forma possível seria «Os atletas, cuja perseverança e cujo ímpeto levaram à final, serão recompensados».
1 Segundo Cunha e Cintra, «o relativo cujo funciona sempre como adjunto adnominal» (Nova Gramática do Português Contemporâneo, Lisboa, Sá da Costa, 2001, p. 345).
2 A comprovar a concordância do pronome cujo com o nome mais próximo, a referida gramática apresenta o seguinte exemplo: «Há pessoas cuja aversão e desprezo honram mais que os seus louvores e amizade» (Marquês de Maricá, Máximas, Reflexões e Pensamentos, 223), com a observação de que «cuja = adjunto adnominal de aversão e desprezo, mas em concordância apenas com o primeiro substantivo, o mais próximo» (Cunha e Cinta, ob. cit., p. 345).
3 Terminologia usada por Ana Maria Brito e Inês Duarte, na reflexão que fazem sobre «os constituintes relativos e funções sintácticas que desempenham na oração a que pertencem» (Maria Helena Mira Mateus et al., Gramática da Língua Portuguesa, 6.ª ed., Lisboa, Caminho, 2003, p. 661; mantém-se a ortografia original), em que consideram que «cujo marca o genitivo, ocorrendo no SN em início de relativa» (p. 664).
