PUC-Rio Desafio em Matemática 23 de outubro de 2010



Documentos relacionados
PUC-Rio Desafio em Matemática 15 de novembro de 2008

PUC-Rio Desafio em Matemática 21 de outubro de 2012

= Pontuação: A questão vale dez pontos, tem dois itens, sendo que o item A vale até três pontos, e o B vale até sete pontos.

TIPO DE PROVA: A. Questão 1. Questão 3. Questão 2. Questão 4. alternativa A. alternativa E. alternativa E

a, em que a e b são inteiros tais que a é divisor de 3

(b) Excetuando o caso trivial em que a = b = c = 0, mostre que vale a igualdade se, e somente se, existe m R tal que x = ma, y = mb e z = mc.

1º Ano do Ensino Médio

XXXII Olimpíada Brasileira de Matemática GABARITO Segunda Fase

NOTAÇÕES. : distância do ponto P à reta r : segmento de extremidades nos pontos A e B

PUC-Rio Desafio em Matemática 15 de outubro de 2009

Um em cada cinco equivale a = 0,20 = 20%. 5 O número de idosos que nunca foram à escola e apresentam problemas cognitivos é 17%. 20%.

Capítulo Bissetrizes de duas retas concorrentes. Proposição 1

08/12 CONCURSO VESTIBULAR /12/2008 INSTRUÇÕES

UNICAMP ª Fase MATEMÁTICA BERNOULLI COLÉGIO E PRÉ-VESTIBULAR

Escola: ( ) Atividade ( ) Avaliação Aluno(a): Número: Ano: Professor(a): Data: Nota:

GABARITO PROVA AMARELA

Geometria Plana Triângulos Questões Resolvidas (nem todas)

Exercícios de Revisão Áreas de figuras Planas 3 o Ano Ensino Médio - Manhã

1.1 UFPR Rumo Curso Pré Vestibular Assistencial - RCPVA Disciplina: Matemática Professor: Vinícius Nicolau 04 de Novembro de 2014

EXERCÍCIOS DE REVISÃO MATEMÁTICA II GEOMETRIA ANALÍTICA PLANA (Ponto, reta e circunferência)

Polígonos Regulares Inscritos e Circunscritos

MINISTÉRIO DA DEFESA EXÉRCITO BRASILEIRO ESCOLA DE SARGENTOS DAS ARMAS ESCOLA SARGENTO MAX WOLF FILHO

Lista de Estudo P2 Matemática 2 ano

MATEMÁTICA (11º ano) Exercícios de Exames e Testes Intermédios Equações de retas e planos

Teste de Avaliação Escrita

NOTAÇÕES : conjunto dos números naturais : conjunto dos números reais + : conjunto dos números reais não-negativos

30's Volume 8 Matemática

1 - RECORDANDO 2 - CENTRO NA ORIGEM 3 - EQUAÇÃO GERAL DA CIRCUNFERÊNCIA. Exercício Resolvido 2: Exercício Resolvido 1: Frente I

21- EXERCÍCIOS FUNÇÕES DO SEGUNDO GRAU

1 PONTOS NOTÁVEIS. 1.1 Baricentro. 1.3 Circuncentro. 1.2 Incentro. Matemática 2 Pedro Paulo

SOLUÇÕES N item a) O maior dos quatro retângulos tem lados de medida 30 4 = 26 cm e 20 7 = 13 cm. Logo, sua área é 26 x 13= 338 cm 2.

Geometria Espacial. Revisão geral

MATEMÁTICA. cos x : cosseno de x log x : logaritmo decimal de x

1.2. Recorrendo a um diagrama em árvore, por exemplo, temos: 1.ª tenda 2.ª tenda P E E

6.2. Volumes. Nesta seção aprenderemos a usar a integração para encontrar o volume de um sólido. APLICAÇÕES DE INTEGRAÇÃO

Capítulo 6. Geometria Plana

Aula 01 Introdução à Geometria Espacial Geometria Espacial

Matemática. A probabilidade pedida é p =

MATEMÁTICA 32, x

A lei dos senos. Na Aula 42 vimos que a Lei dos co-senos é. a 2 = b 2 + c 2-2bc cos Â

PUC-Rio Desafio em Matemática 4 de outubro de 2015

Versão 2. Identifica claramente, na folha de respostas, a versão do teste (1 ou 2) a que respondes.

12 26, 62, 34, , , 65

Preço de uma lapiseira Quantidade Preço de uma agenda Quantidade R$ 10, R$ 24, R$ 15,00 80 R$ 13, R$ 20,00 60 R$ 30,00 160

Centro Educacional Juscelino Kubitschek

Entrelinha 1,5. Utiliza apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével, azul ou preta.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ BIBLIOTECA DE OBJETOS MATEMÁTICOS COORDENADOR: Dr. MARCIO LIMA

2y 2z. x y + 7z = 32 (3)

BANCO DE EXERCÍCIOS - 24 HORAS

2.1 - Triângulo Equilátero: é todo triângulo que apresenta os três lados com a mesma medida. Nesse caso dizemos que os três lados são congruentes.

QUESTÃO 16 Dois garotos, tentando pular um muro, encostaram um banco de 50 cm de altura no muro e colocaram uma escada sobre ele, conforme a figura.

Projeto Jovem Nota 10 Geometria Analítica Circunferência Lista 1 Professor Marco Costa

1 CLASSIFICAÇÃO 2 SOMA DOS ÂNGULOS INTERNOS. Matemática 2 Pedro Paulo

XXXII Olimpíada Brasileira de Matemática. GABARITO Segunda Fase

Unidade 11 Geometria Plana I. Congruência e semelhança de figuras planas Relações métricas do triângulo retângulo Triângulo qualquer

MATRIZ - FORMAÇÃO E IGUALDADE

PROVA DE MATEMÁTICA CONCURSO DE ADMISSÃO 2013/2014 1º ANO DO ENSINO MÉDIO

01) 45 02) 46 03) 48 04) 49,5 05) 66

Solução da prova da 2a fase OBMEP 2014 Nível 2. Questão 1. item a)

Matemática Fascículo 07 Manoel Benedito Rodrigues

Gabarito - Colégio Naval 2016/2017 Matemática Prova Amarela

Soluções Comentadas das Questões de Matemática do Processo Seletivo de Admissão à Escola Naval - PSAEN

PROVA MATEMÁTICA UFRGS CORREÇÃO DO PROFESSOR ALEXANDRE FAÉ % 0,3 x% x = 3,75%. GABARITO: C. Classes D e E ,8% % Taxa var.

XXXI OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA PRIMEIRA FASE NÍVEL 2 (8º. ou 9º. anos) GABARITO

Canguru Matemático sem Fronteiras 2014

Tecnologias no Ensino de Matemática

38 a OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁ TICA

Soluções das Questões de Matemática dos Concursos de Admissão ao Curso de Formação de Sargentos CFS-B

Projeto Rumo ao ITA Exercícios estilo IME

EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES

Cevianas: Baricentro, Circuncentro, Incentro e Mediana.

ESCOLA ESTADUAL DR. JOSÉ MARQUES DE OLIVEIRA - ANO 2013 RECUPERAÇÃO ESTUDOS INDENPENDENTES

apenas uma = = 78 pessoas 2. DETERMINE o número de pessoas que freqüentam, pelo menos, duas livrarias. pelo menos uma = x+y+z+8 = 87 pessoas

Frente 3 Aula 20 GEOMETRIA ANALÍTICA Coordenadas Cartesianas Ortogonais

UNIGRANRIO

Sejam VÛ, V½, VÝ os volumes dos sólidos gerados pela rotação do triângulo em torno dos lados A, B e C, respectivamente.

Proposta de resolução da Prova de Matemática A (código 635) 2ª fase. 19 de Julho de 2010

UNIVERSITÁRIO DE SINOP CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

3. (Uerj 98) a) Calcule o comprimento da corda AB, do círculo original, em função de R e m.

MATEMÁTICA - 3 o ANO MÓDULO 24 CIRCUNFERÊNCIA

a) 8 b) 12 c) 16 d) 20 e) 24

PROFMAT AV3 MA (1,0) (a) Prove isto: Se um número natural não é o quadrado de um outro número natural, sua raiz quadrada é irracional.

Lista de exercícios para a P8 Conteúdo: Pontos notáveis do triângulo, quadriláteros e polígonos. Prof. Rafa, Prof. Bill, Prof. Marcelo C. e Marcelo L.

Nome: N.º: Endereço: Data: Telefone: PARA QUEM CURSA O 9 Ọ ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL EM 2016 Disciplina: MATEMÁTICA

LISTA DE EXERCÍCIOS DE GEOMETRIA PLANA

VESTIBULAR UFPR 2009 (2ª FASE) PROVA DE MATEMÁTICA

Colégio Santa Dorotéia

1 SOMA DOS ÂNGULOS 2 QUADRILÀTEROS NOTÀVEIS. 2.2 Paralelogramo. 2.1 Trapézio. Matemática 2 Pedro Paulo

Figuras geométricas planas. Joyce Danielle. e espaciais

Prova Escrita de MATEMÁTICA A - 12o Ano a Fase

. B(x 2, y 2 ). A(x 1, y 1 )

Professor Alexandre Assis. Lista de exercícios - Geometria Analítica. 6. Duas pessoas A e B decidem se encontrar em

Caderno 2: 60 minutos. Tolerância: 20 minutos. (não é permitido o uso de calculadora)

O número mínimo de usuários para que haja lucro é 27.

Novo Espaço Matemática A 11.º ano Proposta de Teste Intermédio [Novembro 2015]

PROVA PARA OS ALUNOS DE 2º ANO DO ENSINO MÉDIO. 4 cm

b) 1, 0. d) 2, 0. Página 1 de 10

CONCURSO DE ADMISSÃO AO COLÉGIO MILITAR DO RECIFE - 96 / 97 MÚLTIPLA ESCOLHA

FUNDADOR PROF. EDILSON BRASIL SOÁREZ O Colégio que ensina o aluno a estudar. Simulado de Matemática ITA. ALUNO(A): N o TURMA:

Terceira lista de exercícios.

Transcrição:

PUC-Rio Desafio em Matemática 3 de outubro de 010 Nome: GABARITO Assinatura: Inscrição: Identidade: Questão Valor Nota Revisão 1 1,0 1,0 3 1,0 4 1,5 5 1,5 6,0 7,0 Nota final 10,0 Instruções Mantenha seu celular desligado durante toda a prova. Não é permitido usar nenhum tipo de calculadora. Não destaque as folhas da prova. A prova pode ser resolvida a lápis, caneta azul ou caneta preta. Não use caneta vermelha ou verde. Você não tem o direito de consultar anotações. Todas as respostas devem ser justificadas.

1. (1,0 pontos) Na figura abaixo, o círculo maior C 0 tem centro (0, 0) e raio e o círculo menor C 1 tem centro (1, 0) e raio 1. C 0 C 1 Calcule a área da região dentro de C 1 e fora de C 0.

Solução: Chamemos a região cuja área queremos calcular de X. Note que os pontos de interseção entre os círculos são (1, 1) e (1, 1). Trace os segmentos ligando (0, 0) a (1, 1), (0, 0) a (1, 1) e (1, 1) a (1, 1), definindo assim o triângulo A e a região B entre a reta x = 1 e o círculo C 0. (1, 1) C 0 C 1 (0, 0) A B (1, 1) (1, 1) A área de A é igual a 1. A área de A B é igual a π/ (um quarto do disco de bordo C 0 ). A área de B X é igual a π/ (metade do disco de bordo C 1 ). Assim a área de X é igual à área de A e portanto é igual a 1.

. (1,0 pontos) Para quantos valores inteiros e positivos de n vale a condição abaixo? n 3 + 33n + 1 < 14n Solução: Seja P(x) = x 3 14n + 33n + 1 = x(x 3)(x 11) + 1. Observe que a condição no enunciado é equivalente a P(n) < 0. Temos P( 1) < 0 < P(0), P(3) > 0 > P(4) e P(10) < 0 < P(11) donde as três raízes reais de P são x 1 < x < x 3 com 1 < x 1 < 0, 3 < x < 4 e 10 < x 3 < 11. Assim P(x) < 0 se e somente se x (,x 1 ) (x,x 3 ). O intervalo (,x 1 ) não contem nenhum inteiro positivo. O intervalo (x,x 3 ) inclui os seguintes inteiros positivos: 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Assim a condição é satisfeita para 7 valores inteiros e positivos de n.

3. (1,0 pontos) Determine o menor inteiro positivo N para o qual a equação 100a + 144b + 150c = N admite solução com a, b e c inteiros. Encontre uma solução para este valor de N. Solução: Temos 100 ( 1) + 144 ( 17) + 150 17 = donde a equação tem solução para N =. Por outro lado, a equação claramente não admite solução para N = 1 pois o lado esquerdo é par. Note que = mdc(100, 144, 150). A solução acima pode ser obtida pelo algoritmo de Euclides.

4. (1,5 pontos) Em Tumbolia há uma curiosa tradição para determinar o dia da Festa dos Crocodilos. Os artesãos fabricam uma urna com o número de bolinhas numeradas igual ao número do ano. Assim, por exemplo, em 010 a urna tinha 010 bolinhas numeradas (de 1 a 010). Começando no dia 1 de janeiro, o Chefe de Cerimônias sacode a urna, tira uma bolinha, anota o número e joga a bolinha de volta na urna. No dia em que sai o primeiro número repetido acontece a Festa dos Crocodilos; se até o dia 31 de dezembro não aparecer nenhum número repetido não há festa naquele ano. Qual é o dia mais provável para a Festa dos Crocodilos em 011?

Solução: Seja N o número de bolinhas. Vamos numerar os dias do ano, com 1 de janeiro sendo o dia 1, 1 de fevereiro o dia 3 e assim por diante. Supondo que o processo chegue até o dia k, já teremos k 1 números anotados antes de a bolinha ser sorteada e a probabilidade de que a Festa ocorra no dia k será então (k 1)/N e a probabilidade de que ela não ocorra no dia k será (N (k 1))/N. Assim, a probabilidade (agora sem condições) de que a festa ocorra no dia k é N (N 1) (N (k )) (k 1) P k =. N k Assim P k+1 (N (k 1)) k = P k N (k 1) e portanto P k+1 > P k (N (k 1)) k > N (k 1) Nk k + k > Nk N k k N < 0 k < 1 + 1 + 4N (lembre que k > 0). Assim o valor de P k cresce em função de k até atingir um máximo em 1 + 1 + 4N e a partir daí decresce. Para N = 011 temos 1 + 4N = 8045 e 89 < 1 + 4N < 90 e 90 < 1 + 1 + 4N < 91 e 45 < 1 + 1 + 4N < 46 donde P 45 < P 46 e P 46 > P 47 e o dia mais provável é o dia 46, ou seja, dia 15 de fevereiro.

5. (1,5 pontos) A figura mostra um retângulo decomposto como a união disjunta de 9 quadrados de lados diferentes. Determine a razão entre os lados do retângulo.

Solução: Suponha sem perda de generalidade que o lado do menor quadrado seja igual a 1. Chamemos de x o lado do quadrado logo acima dele. x + 11 = 3x 3 x + 1 4 x x + 1 x + 7 x + 3 x + Examinando a figura (e seguindo as setas) podemos escrever em função de x os lados de todos os quadrados. Quando chegamos no quadrado grande temos duas maneiras de calcular seu lado donde deduzimos que x = 7. Assim a altura do retângulo é igual a 3 e a sua largura é igual a 33 e a razão entre os lados é igual a 3/33.

6. (,0 pontos) Em um dodecaedro regular de aresta 1, considere um vértice arbitrário A. Sejam B, C e D os vizinhos de A e E, F, G, H, I e J os vizinhos de B, C, D diferentes de A. Seja X o sólido convexo de vértices A, B, C e D; seja Y o sólido convexo de vértices B, C, D, E, F, G, H, I e J. G F B C A E H D J I Determine a razão entre o volume de X e o volume de Y.

Primeira Solução: Seja ϕ = 1 + 5 1, 6. Prolongue os segmentos AB, EJ e FG para definir B, AC, FG e HI para definir C e AD, HI e EJ para definir D. Seja X o poliedro convexo de vértices A, B, C e D : X é semelhante a X com razão de homotetia igual a ϕ donde Vol(X ) = ϕ 6 Vol(X) = (8ϕ + 5) Vol(X). B G F B C C A E H D J I D Seja Z B o poliedro de vértices B, B, E e F; Z C o poliedro de vértices C, C, G e H; Z D o poliedro de vértices D, D, I e J. Observe que Z B, Z C e Z D são congruentes. Os poliedros X, Z B, Z C e Z D são pirâmides de base triângulo equilátero. Seja h a altura de X: a altura de Z B é ϕh. Seja l = BC o lado da base de X. Temos B C = ϕ l e FG = ϕ 1 l donde B F = l. Assim Vol(Z B ) = ϕ Vol(X). Mas Vol(Y ) = Vol(X ) Vol(X) 3 Vol(Z b ) donde Vol(Y ) Vol(X) = ϕ6 1 3ϕ = 5ϕ + 4.

Segunda Solução: Podemos dar coordenadas para os pontos. Com ϕ = (1+ 5)/ 1.6 temos A = 1 (ϕ,ϕ,ϕ), B = 1 (0,ϕ, 1), C = 1 (1, 0,ϕ ), D = 1 (ϕ, 1, 0), E = 1 (0,ϕ, 1), G = 1 ( 1, 0,ϕ ), I = 1 (ϕ, 0, 1), F = 1 ( ϕ,ϕ,ϕ), H = 1 (ϕ, ϕ,ϕ), J = 1 (ϕ,ϕ, ϕ). Sejam K e L os centros de BCD e EFGHIJ, respectivamente. Temos K = 1 6 (1 + ϕ, 1 + ϕ, 1 + ϕ ), L = 1 6 (ϕ,ϕ,ϕ). Assim as alturas de X e Y valem, respectivamente, h X = 3ϕ (1 + ϕ ) 3 = 3 3 ϕ 1, h Y = (1 + ϕ ) ϕ 3 = 3 3. O sólido X é uma pirâmide. Sua base é um triângulo equilátero de lado ϕ e área igual a 3ϕ /4 e portanto Vol(X) = ϕ 1. O sólido Y é um prismatóide. Sua bases superior e inferior são BCD e EFGHIJ, respectivamente. Vamos calcular o volume de Y usando a fórmula Vol = (B sup + 4B med + B inf )h 6 onde B sup, B med e B inf são as áreas das bases superior, média e inferior, respectivamente. Já vimos que B sup = 3ϕ /4. A base inferior é um hexágono de ângulos internos iguais a 10 graus e lados alternadamente iguais a ϕ e 1 e B inf = 3(ϕ + 4ϕ + 1)/4. A base média é um hexágono do mesmo tipo com lados alternadamente iguais a ϕ/ e ϕ / e 4B med = 3(ϕ 4 + 4ϕ 3 + ϕ )/4. Assim Assim Vol(Y ) = (ϕ ) + (ϕ 4 + 4ϕ 3 + ϕ ) + (ϕ + 4ϕ + 1) 4 Vol(Y ) Vol(X) = 9ϕ + 5 ϕ = 5ϕ + 4. = 9ϕ + 5. 1

7. (,0 pontos) Seja N = {0, 1,, 3,...} o conjunto dos números naturais. Dizemos que um polinômio P(x,y,z) é trilegal se ele satisfizer as seguintes condições: (i) Se a,b,c N então P(a,b,c) N. (ii) Se a 0,a 1,b 0,b 1,c 0,c 1 N e P(a 0,b 0,c 0 ) = P(a 1,b 1,c 1 ) então a 0 = a 1, b 0 = b 1 e c 0 = c 1. (iii) Para todo n N existem a,b,c N com P(a,b,c) = n. Assim, por exemplo, P(x,y,z) = x 3 + xy + z não é trilegal, pois satisfaz as condições (i) e (iii) mas não satisfaz a condição (ii). Diga se existe algum polinômio trilegal. Se existir, dê exemplo; se não existir, demonstre este fato.

Solução: SIM, existem polinômios trilegais. Há vários exemplos deles. Uma maneira de construir um é começar contruindo P (x,y) que assuma os valores na figura. 9 5 8 4 7 0 1 3 6 Não é difícil verificar que agora basta tomar P (x,y) = (x + y)(x + y + 1) P(x,y,z) = P (P (x,y),z). + y;