QUADRADO MÁGICO - ORDEM 3

Documentos relacionados
OS QUATRO QUATROS. Agora já resolvemos vários números e alguns com mais de uma solução, mas continua faltando

QUADRADO MÁGICO - ORDEM 4

COMANDOS DE REPETIÇÃO - DO... END DO ; DO WHILE... END DO ;

OBMEP - Novas Soluções para os Bancos de Questões

Sudokus quase mágicos

UFF/GMA - Matemática Básica I - Parte III Notas de aula - Marlene

... Onde usar os conhecimentos os sobre s?...

Formação Continuada Nova Eja. Plano de Ação II INTRODUÇÃO

COMANDOS DE DECISÃO. Para codificarmos comandos de decisão precisamos dos conceitos de operadores RELACIONAIS e LÓGICOS.

III Números reais - módulo e raízes Módulo ou valor absoluto Definição e exemplos... 17

Oficina Operações. b) Quantos quilômetros a mais ele percorreu na terça feira em relação à quinta feira?

Matrizes e Determinantes

Seqüências Numéricas

Caderno de Acompanhamento Progressão Aritmética e Função Afim Escola Estadual Judith Vianna. Estudante: Turma:

PROCESSO SELETIVO UFES 2012

Notas em Álgebra Linear

OBMEP 2010 Soluções da prova da 2ª Fase Nível 1. Questão 1

Sistemas de Numeração

SEQUÊNCIA DIDÁTICA PODCAST ÁREA MATEMÁTICA - ENSINO MÉDIO

Os números primos de Fermat complementam os nossos números primos, vejamos: Fórmula Geral P = 2 = 5 = 13 = 17 = 29 = 37 = 41 = Fórmula Geral

Material Teórico - Módulo Progressões Aritméticas. Definição e Lei de Formação de uma PA. Primeiro Ano

INTRODUÇÃO AOS MÉTODOS NUMÉRICOS. Solução de Sistemas Lineares

_32109, _42109, _52109 e (o traço indica onde deve ser colocado o algarismo das centenas de milhar)

Problemas dos Círculos Matemáticos. Problemas extras para o Capítulo 4

Sistemas Numéricos - Aritmética. Conversão de Bases. Prof. Celso Candido ADS / REDES / ENGENHARIA

Polos Olímpicos de Treinamento. Aula 8. Curso de Combinatória - Nível 1. Prof. Bruno Holanda

Polos Olímpicos de Treinamento. Aula 8. Curso de Combinatória - Nível 1. Prof. Bruno Holanda

XX OLIMPÍADA REGIONAL DE MATEMÁTICA DE SANTA CATARINA Treinamento 7 Nível 3

OBMEP 2010 Soluções da prova da 2ª Fase Nível 2. Questão 1

Módulo de Progressões Geométricas. 1 a série E.M. Professores Tiago Miranda e Cleber Assis

ESTRUTURAS DE REPETIÇÃO - PARTE 2

Conceitos Básicos INTRODUÇÃO 1 VETORES 1.1 REPRESENTAÇÃO DOS VETORES

Progressão Geométrica

Integral. Queremos calcular a integral definida I = O valor de I será associado a uma área. Veremos dois métodos (por enquanto)

- identificar operadores ortogonais e unitários e conhecer as suas propriedades;

Matrizes e Sistemas Lineares

Capítulo 10. MATRIZES

Sequências - Aula 06

Material Teórico - Módulo Matrizes e Sistemas Lineares. Sistemas Lineares - Parte 2. Terceiro Ano do Ensino Médio

1. Faça uma função que recebe por parâmetro o raio de uma esfera e calcula o seu volume.

NÍVEL 3 - Prova da 2ª fase - Soluções

MATRIZES - PARTE Mais exemplos Multiplicação de duas matrizes AULA 26

Resolvendo o sistema de equações e substituindo na solução geral, temos:

Nota importante: U é a matriz condensada obtida no processo de condensação da matriz

XXXV Olimpíada Brasileira de Matemática GABARITO Segunda Fase

11º ano - Indução matemática

Álgebra Linear Semana 01

+ 1, segue que o 103º termo dessa sequência é

José Wammes. Coordenação Editorial: Osmar Antonio Conte. Editoração: José Wammes. Ficha Catalográfica: Rute Teresinha Schio - CRB 1095

Indução Matemática. Matemática Discreta. Indução Matemática. Mayara Midori Omai e Sheila Morais de Almeida UTFPR-PG. Abril

Questão 2. Questão 1. Questão 3. Resposta. Resposta. Resposta

Apostila de Matemática 11 Determinante

Sistemas Numéricos. Soma Subtração. Prof. Celso Candido ADS / REDES / ENGENHARIA

PROPOSTA DIDÁTICA. 3. Desenvolvimento da proposta didática (10 min) - Acomodação dos alunos, apresentação dos bolsistas e realização da chamada.

MATEMÁTICA A - 11.o Ano. Propostas de resolução

RESPOSTAS DA LISTA 5 (alguns estão com a resolução ou o resumo da resolução):

O número 37. Os Fantásticos Números Primos. e a soma das permutações dos números 1, 2, 3, 4, 5 e 6

MAT Geometria Analítica Licenciatura em Matemática

Matrizes - Transpostas e Simetrias

Módulo de Números Naturais. Divisibilidade e Teorema da Divisão Euclideana. 8 ano E.F.

CURSO ON-LINE MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO - SENADO PROFESSOR: GUILHERME NEVES

36ª Olimpíada Brasileira de Matemática GABARITO Segunda Fase

Exercícios: Vetores e Matrizes

PROGRAMAÇÃO de COMPUTADORES: LINGUAGEM FORTRAN 90/95

ANÁLISE COMBINATÓRIA

Algoritmos e Lógica de Programação 80 horas // 4 h/semana. Para começar... Matrizes. Para começar... Matrizes. Matrizes

PROFMAT Exame de Qualificação Gabarito

O lance é determinar!

Módulo de Progressões Aritméticas. Soma dos termos de uma P.A. 1 a série E.M. Professores Tiago Miranda e Cleber Assis

NÍVEL 1 M. a) Como o algarismo das unidades é 1, logo temos que a soma dos outros três algarismo é 1. O único número que satisfaz essa condição é 1001

Jogos com números Números ocultos - 1ª Parte

Séries Numéricas 2,10,12,16,17,18,19,? 2,4,6,8,10,? 2,4,8,16,32,?

PLANO DE AULA IDENTIFICAÇÃO

Matrizes - Transpostas e Simetrias

Determinantes. det A = a 11. Se A = a11 a 12 a 21 a 22. é uma matriz 2 2, então. det A = a 11 a 22 a 12 a 21. Exemplo 1. det 3 4. = 1; det 3 4 = 0.

GABARITO E PAUTA DE CORREÇÃO DO ENQ Questão 2 [ 1,0 pt ::: (a)=0,5; (b)=0,5 ] Sejam a, b, p inteiros, com p primo.

Aula 1: Uma introdução ao pacote estatístico R

Universidade Federal de Ouro Preto UFOP. Instituto de Ciências Exatas e Biológicas ICEB. Departamento de Computação DECOM

Álgebra Linear. Professor Fabrício Oliveira. 25 de agosto de Universidade Federal Rural do Semiárido

CCO 016 / COM 110 Fundamentos de Programação

Cada questão da parte A vale 4 pontos e cada questão da parte B vale 10 pontos (total de pontos do nível III-fase de seleção = 60 pontos).

Matrizes - Parte 1. Márcio Nascimento

Apresentar o conceito de anel, suas primeiras definições, diversos exemplos e resultados. Aplicar as propriedades dos anéis na relação de problemas.

OPRM a Fase Nível 1 01/09/18 Duração: 4 horas

Conversão de Bases. Introdução à Organização de Computadores 5ª Edição/2007 Página 54. Sistemas Numéricos - Aritmética. Prof.

Matemática Aplicada à Informática

MESTRADO PROFISSIONAL EM MATEMÁTICA EM REDE NACIONAL. ENQ Gabarito

Faculdades Integradas Rui Barbosa Programação II Prof. Marcos Antonio Estremote. Exercícios com Vetores e Matrizes

SIMULADO. conhecimento específico. CONHECIMENTO ESPECÍFICo - MATEMÁTICA

MATEMÁTICA - 3o ciclo Sequências e sucessões (7 o ano) Propostas de resolução

Parte 1 - Matrizes e Sistemas Lineares

Ensino Médio. Fatorial

EXERCÍCIOS 2006 APOSTILA MATEMÁTICA

Ficha 1 Noções de sequência e decisão em algoritmia

Aula demonstrativa Apresentação... 2 Relação das Questões Comentadas... 8 Gabaritos... 11

Hewlett-Packard CONJUNTOS NUMÉRICOS. Aulas 01 a 08. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Ramos

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

1 Formam-se n triângulos com palitos conforme mostram as figuras. Qual o número de palitos usados para construir n triângulos?

CONJUNTO DOS NÚMEROS INTEIROS. No conjunto dos números naturais operações do tipo

Teorema de Gerschgorin...

Transcrição:

FORTRAN - LÚDICO CONCEITO Partindo da definição original, os QUADRADOS MÁGICOS devem satisfazer três condições: a) tabela ou matriz quadrada (número de linhas igual ao número de colunas); b) domínio: com elementos assumindo valores consecutivos a partir de, ou seja, D={,,3,,,,7,,} c) as somas dos elementos de cada linha, de cada coluna e de cada diagonal têm sempre um mesmo valor. Quando pelo menos uma das condições acima não é satisfeita, eles passam a ser chamados DEFEITUOSOS, IMPERFEITOS ou NÂO PUROS. O seu domínio é:. Sobre a origem, a história, as curiosidades, os misticismos e as particularidades dos QUADRADOS MÁGICOS e dos NÃO PUROS deve-se consultar as REFERÊNCIAS abaixo. OBJETIVO Como objetivo básico apresentaremos informações para a codificação de um programa FORTRAN para tratar QUADRADOS MÁGICOS e não puros de ordem 3 (ou seja, com 3 linhas x 3 colunas). O programa deverá ser capaz de mostrar em um arquivo o resultado após: a) gerar todos os quadrados mágicos 3x3 ou b) resolver (completar) o QUADRADO MÁGICO e os quadrados não puros do qual alguns elementos sejam fornecidos. Como objetivo complementar sugerimos escrever outro programa que trate dos QUADRADOS MÁGICOS e não puros de ordem e como objetivo maior sugerimos a generalização do programa para qualquer ordem. BASE MATEMÁTICA 7 3 3 7 3 7 SÉRIE DE VALORES 7 3 Por definição ela será iniciada em e seguirá a ordem natural dos inteiros. Assim. temos as seguintes séries ou progressões aritméticas, para os QUADRADOS MÁGICOS, : ord= 3 --> 3 x 3 -->,, 3,,,, 7, e ou,, 3,,,, 7, e ord ord= --> x -->,, 3,,,, 7,,, 0,,, 3,, e,, 3,,,, 7,,, 0,,, 3,, e ord ou ord= --> x -->,, 3,,,, 7,,, 0,,, 3,,,, 7,,, 0,,, 3, e,, 3,,,, 7,,, 0,,, 3,,,, 7,,, 0,,, 3, e ord ou ATUALIZADO: abr/03 olenzi @ orlandolenzi. eng. br

FORTRAN - LÚDICO CONSTANTE (K) CONSTANTE (K) de um QUADRADO MÁGICO é o valor da soma de cada linha (sempre igual) e como todos os elementos se distribuem em 3 ou ou etc linhas podemos utilizar as propriedades das PAs para determiná-la. Usando a fórmula:, onde temos: Como todos os termos se distribuem em "ord" linhas, a CONSTANTE será calculada, em função da "ordem" do QUADRADO MÁGICO por: Indicamos os valores da CONSTANTE para os QUADRADOS MÁGICOS de ordem 3 a 0: Ordem (ord) Constante (K) 3 3 7 7 0 3 0 0 Observando os exemplos dos QUADRADOS MÁGICOS acima, podemos notar algumas particularidades para a ordem 3. ) VALOR DO ELEMENTO CENTRAL OU ELEMENTO (,) O elemento (,), centro do QUADRADO MÁGICO é sempre, ou seja, o valor do quinto termo da série. Vamos escrever os valores dos elementos do QUADRADO MÁGICO como literais. Efetuaremos o preenchimento por coluna, porque estamos nos orientando para o tratamento de matrizes em um programa de computador. e e e 7 Então o QUADRADO MÁGICO ficará: e e e e devemos provar que sempre e =. e 3 e e Já sabemos que a CONSTANTE (K) é (soma dos elementos de cada: linha, coluna ou diagonal). Da matriz do QUADRADO MÁGICO vamos retirar todas as "retas com 3 elementos" que incluem o elemento "e". São : a segunda linha, a segunda coluna e as duas diagonais, formando o sistema: ATUALIZADO: abr/03 olenzi @ orlandolenzi. eng. br

FORTRAN - LÚDICO Verificamos que além do elemento, estão contidos no sistema todos os outros elementos. Então vamos somar todos as equações e substituir pelo valor que é a soma de todos os elementos quando a ordem é 3. Escrevendo convenientemente a soma temos: ( Substituindo a soma pelo seu valor: ) VALOR É MÉDIA ARITMÉTICA DOS ELEMENTOS DA LINHA, COLUNA OU DIAGONAL QUE O CONTÉM É consequência da particularidade. Nas "retas com 3 elementos" que contém o elemento, os outros dois elementos sempre somarão 0, ou seja, será a média aritmética dos mesmos. Então um deles será " + valor" e o outro será " - valor". Verificando visualmente, no primeiro quadrado mostrado, temos por exemplo: linha : elementos ---> 7 3,ou seja, (+) (-) ou 7+3=0. Esta particularidade ocorrerá na coluna e nas diagonais. 3) PARES NOS CANTOS A soma de cada linha, coluna ou diagonal (valor ) é ímpar e o número no centro (valor ) é ímpar. Então deveremos distribuir números pares (valores,, e ) e outros números ímpares (valores, 3, 7, ). A soma de cada linha, coluna ou diagonal, que é ímpar, somente será conseguida em dos casos: a) três número ímpares alinhados b) dois números pares e um número ímpar. Assim nos cantos o número não poderá ser ímpar, pois caso isso aconteça as linhas e as colunas e 3 teriam somas pares. Por exemplo, considerando a primeira linha: ÍMPAR + PAR + ÍMPAR ---> que resulta uma soma par. TOTALIZAÇÕES ) TOTAIS DE AGRUPAMENTOS a) dos algarismos de a, em quadrados de ordem 3: PERMUTAÇÕES sem repetição: P() ou P(;) = 3.0 b) do algarismo na posição central e dos outros algarismos nos demais quadrados PERMUTAÇÕES sem repetição: P() ou P(,) = 0.30 c) do algarismo na posição central, dos pares nos cantos e dos outros ímpares no centro da linha ou coluna PERMUTAÇÕES sem repetição dos pares x PERMUTAÇÕES sem repetição do ímpares: P() x P() = 7 d) das condições a), b) e c) com a somas dos elementos das linhas (CONSTANTE) = QUADRADOS MÁGICOS = ATUALIZADO: abr/03 3 olenzi @ orlandolenzi. eng. br

FORTRAN - LÚDICO GERAÇÃO DOS OITOS QUADRADOS MÁGICOS Para gerar os QUADRADOS MÁGICOS não precisamos gerar as permutações. Podemos nos utilizar das propriedades e após obter um QUADRADO MÁGICO, podemos aplicar operações elementares, transposta e simetrias (ou rotação) em torno de coluna, linha, diagonal ou centro. Exemplificando: se o primeiro QUADRADO MÁGICO de ordem 3 for 7 3 podemos gerar os outros 7 QUADRADOS MÁGICOS seguindo a sequência de operações indicadas abaixo: 7 3 TRANSPOSTA OU SIMETRIA EM RELAÇÃO À DIAGONAL PRINCIPAL 7 3 TROCA LINHAS e 3 TROCA COLUNAS e 3 3 7 TRANSPOSTA ou SIMETRIA EM RELAÇÃO À DIAGONAL PRINCIPAL 3 7 SIMETRIA EM RELAÇÃO AO CENTRO SIMETRIA EM RELAÇÃO AO CENTRO TROCA LINHAS e 3 7 3 TRANSPOSTA ou SIMETRIA EM RELAÇÃO À DIAGONAL PRINCIPAL 7 3 TROCA COLUNAS E 3 TROCA LINHAS E 3 SIMETRIA EM RELAÇÃO AO CENTRO 3 7 TRANSPOSTA ou SIMETRIA EM RELAÇÃO À DIAGONAL PRINCIPAL 3 7 Pode-se ver que existem várias alternativas para gerar alguns dos quadrados e também que existirão muitas maneiras ou sequências de operações para gerar o conjunto dos QUADRADOS MÁGICOS. QUADRADOS NÃO PUROS Uma maneira de gerar quadrados não puros é utilizar uma sequência que comece por um número diferente de. Também podemos utilizar séries ou progressões aritméticas com razão diferente de. Para o cálculo da CONSTANTE do quadrado não puro, utiliza-se a mesma fórmula dos QUADRADOS MÁGICOS. O valor do elemento central, do elemento (,) também terá o mesmo cálculo dos QUADRADOS MÁGICOS e corresponderá ao valor do quinto termo da série. ATUALIZADO: abr/03 olenzi @ orlandolenzi. eng. br

FORTRAN - LÚDICO Quando a série apresentar valores pares e ímpares, os cantos dos quadrados não puros, poderão ter valores pares ou ímpares. Eles serão pares quando o valor do centro do quadrado, elemento (,), for ímpar e serão ímpares quando o valor do centro do quadrado for par. EXEMPLOS ) Para a série:,,,, 0,,,,. Se fizermos a correspondência com a série do QUADRADO MÁGICO NÃO PURO (K=30) teremos: 3 7 0. Então é só substituir os números respeitando a ordem de correspondência. 7 3 0 ) Para a série: - - -3 - - 0 3 MÁGICO NÃO PURO (K=-3) 7 3-3 - - -3 0 - Podemos concluir duas regras: ) Quando multiplicamos por um mesmo número todos os números de um QUADRADO MÁGICO, geramos um quadrado não puro com K igual ao do QUADRADO MÁGICO multiplicado pelo número. No exemplo : K do QUADRADO MÁGICO= ; K do quadrado não puro=30 Conferindo: (x)=30 ) Quando somamos um mesmo número a todos os números de um QUADRADO MÁGICO, geramos um quadrado não puro com K igual ao do QUADRADO MÁGICO mais o produto da ordem pelo número somado. No exemplo : K do QUADRADO MÁGICO= ; K do quadrado não puro=-3 Conferindo: (+3(-))=-=-3 GERANDO O PROGRAMA FORTRAN Não precisaremos gerar todas as PERMUTAÇÕES e verificar suas somas de linhas, colunas e diagonais. Devemos utilizar as particularidades ou relações numéricas. Primeiramente usaremos as mais restritivas, por exemplo: o valor do centro. Após podemos posicionar um canto ou um centro de uma das linhas ou de uma das colunas. A partir deste ponto por imposição do valor da CONSTANTE podemos definir os demais valores. Os valores colocados no QUADRADO MÁGICO devem ser desconsiderados da lista de valores a alocar. Logo que completamos um QUADRADO MÁGICO podemos aplicar: transposição, operações elementares para obter os outros QUADRADOS MÁGICOS. Para a segunda parte do programa, que deve completar um quadrado no qual já existe elemento, deve-se verificar se é possível criar um QUADRADO MÁGICO e também criar quadrado não puro ou imperfeito. Para definir o elemento, deverão ser lidos o seu valor e sua posição (linha e coluna). O arquivo, LudFortran_00_QuadradoMagico3, é um programa FORTRAN executável conforme especificações acima. ATUALIZADO: abr/03 olenzi @ orlandolenzi. eng. br

FORTRAN - LÚDICO DESAFIOS ) Complete os QUADRADOS MÁGICOS PUROS de acordo com a quantidade de soluções possíveis. a) b) c) d) e) f) g) h) 3 soluções soluções solução soluções soluções solução solução solução 7 7 3 ) Não existe QUADRADO MÁGICO PURO com os valores indicados. Indique qual é ou quais são as impossibilidades. a) b) c) d) e) f) g) ATUALIZADO: abr/03 olenzi @ orlandolenzi. eng. br