Flávio Wagner Rodrigues
IME – USP

 

Soluções e Sugestão
RPM – Problemas
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     Problemas 

138.     Considere, num plano, uma infinidade de pontos. Sabendo-se que a distância entre dois pontos quaisquer é um número inteiro, mostre que eles são colineares.
(Enviado por Francisco Martins da Costa, CE.)

139.     Dados dois espelhos planos paralelos, considere dois pontos A e B entre eles. Determine a trajetória que deve percorrer um raio de luz partindo de A para atingir o ponto B após ter sido refletido 3 vezes num espelho e 2 vezes no outro. Admite-se que o ângulo de incidência seja igual ao de reflexão.

(Do livro: Um estudo geométrico das transformações elementares, de Sérgio    Alves e Maria  Elisa E.L. Galvão. Publicações do IME-USP, 1996.)

140.     Seja  X  um conjunto e seja   uma função. Um subconjunto  chama-se estável relativamente a  f, quando   Prove que um conjunto  X  é finito se, e somente se, existe uma função   que só admite os subconjuntos estáveis X  e  .

(Do livro: Curso de análise, vol. 1, de Elon Lages Lima, Rio de Janeiro, IMPA.)

141. a) Dada uma equação do segundo grau, com coeficientes inteiros, mostre que o seu discriminante não pode ser igual a  23.

b) Para quantos valores reais do número a  a equação x2 +ax +6a = 0 possui somente raízes inteiras?

(Do livro: Problemas selecionados de Matemática, vol. 1, de Antonio Luiz Santos e Raul F. W. Agostino.)

 

   

     ...e probleminhas  

1.    Qual é a diferença entre as 53 das 67 partes iguais de um retângulo e uma das 67 partes iguais de 53 retângulos, admitindo que todos os retângulos considerados sejam do mesmo tamanho? (Enviado por Jorge Luis Rodrigues e Silva, CE.)

2.    Luís e seu filho, mais João e seu filho, foram pescar. João pescou tantos peixes quanto seu filho, enquanto Luís pescou o triplo dos peixes do seu filho. No total pescaram 35 peixes. O filho do João chama-se Vasco. Como se chama o filho do Luís? Quantos peixes cada um pescou? (Tirado do livro Desafios 4, de Eduardo Veloso e José Paulo Viana - Porto, Portugal - Edições Afrontamento.)

3.    Qual é o maior número que se pode escrever usando única e exclusivamente quatro vezes o algarismo 2? (Tirado do livro Desafios 2, de Eduardo Veloso e José Paulo Viana - Porto, Portugal - Edições Afrontamento.)

(Ver respostas na seção "Olimpíadas")


 

   

     Soluções dos problemas propostos na RPM 30  

130.  Utilizando apenas uma régua (sem escala) que permite traçar paralelas, determinar o ponto médio de um segmento dado. Justificar.

Solução:

Dado um segmento  AB  traçamos uma paralela  r  ao segmento  AB  e  duas retas  AP  e  BP,  que cortam  r  em  C  e  D,  respectivamente. Construímos as retas  AD  e  BC  que se cortam em  E.  A reta  PE  corta o segmento  AB  no seu ponto médio  M.

  Como  AB // r,  temos:

     e

  , 

  donde  .

(Solução enviada por Miguel de Carvalho Neves, RJ.)

Observação: Nos problemas clássicos da geometria euclidiana a única função de uma régua é construir uma reta ligando dois pontos dados. Nesse problema, em que a régua tem 2 lados paralelos, permitimos apenas mais uma função, que é a de traçar duas retas paralelas usando-se os dois lados paralelos da régua dada.

131.     Na figura temos dois círculos de mesmo raio, com centros em  O  e  ,  tangentes entre si. Calcule a distância entre as retas paralelas  r  e  s  de modo que as duas regiões hachuradas tenham a mesma área.

Solução:

Basta achar a distância  h  entre  r  e  s  de modo que a área do retângulo  ABCD  seja igual à área do semicírculo. Isto é, 

(Solução enviada por diversos leitores.)  

132. Seja f: IR IR, não identicamente nula, tal que f(1) = 0   e 

a)    Mostre que  ;  ;    e  .

b)   Mostre que  , para todo  x  real.

c)    Existe, de fato, uma tal função?

Solução: 

Sabemos que  f: IR IR  não é identicamente nula,  e:


(Adaptado das soluções enviadas por vários leitores.)  

133.  Oito times disputam a inclusão no quadrangular final de um campeonato de futebol. Sabe-se que cada par de times joga uma só vez entre si e que, em caso de vitória, o time ganha dois pontos, no caso de empate, ganha um ponto e, na derrota, não ganha ponto. Qual é o número mínimo de pontos que um time deve alcançar para garantir a passagem para o quadrangular final?

Solução: 

Vamos mostrar que o número mínimo de pontos necessários é igual a 11. Em primeiro lugar mostraremos que esse número é suficiente para garantir a entrada no quadrangular final. Suponhamos que ele não seja, isto é, que o torneio possa ter  5  times com um número de pontos não inferior a  11  cada um. Então o total de pontos desses times não é inferior a  55. Mas, nos  10  jogos que esses 5 times realizam entre si, o total de pontos por eles obtidos é igual a  20. Nos jogos que realiza com os outros três times, cada um dos  5  obtém no máximo  6 pontos e portanto o total dos 5 será no máximo  30. Mas isso é uma contradição, uma vez que .


Vamos dar um exemplo de uma situação na qual  10  pontos não garantem a entrada no quadrangular final. Suponha que  5  dos  8  times empatam os jogos que disputam entre si e ganham os jogos que disputam com os outros  3. Cada um dos cinco obtém  4 + 6 = 10  pontos e não ficam definidos os  4  que entram no quadrangular final.

(Adaptado da solução publicada no livro do qual foi extraído o problema.)

 

Relação dos leitores que enviaram soluções dos problemas 130 a 133 da RPM 30  

Alceu A. Ramos (SP) - 130,131,132

José Renato C. Carneiro (SP) - 132

Alexandre Bhumi (RS) - 131

Josivan Anízio Silva (PB) - 131,132,133

Amadeu C. Almeida (RJ) - 131,132

Jucélia Maria de A. Stamato (SP) - 131

André Luiz C. dos Santos (RJ) - 131,132

Luis Alexandre Chiconello (SP) - 131

Antônio Ferreira Sobrinho (SP) - 132,133

Luís Veloso (MG) - 131

Azuma Sato (SP) - 131,132

Luiz Cesar Niehues (SC) - 131

Carlos A. C. Godoy (SP)  - 132,133

Luiz Claudio C. Rêgo (BA) - 131

Carlos A. S. Victor (RJ) - 131,132,133

Luiz Maggi (MG) - 131

Carlos N. C. de Oliveira (SP) - 132

Manoel da Silva Viana (SP) - 131

Cid Carlos L. da Silva (AL) - 131

Manuel João J. Almeida (RJ) - 131,132

Claus Haetingir (RS) - 131,132,133

Marcos Luiz Henrique (PE) - 131,132

Cleber Haubichs dos Santos (RJ) - 132

Mauro Lalli (SP) - 131

Cleunilson B. de Medeiros (DF) - 131

Miguel de Carvalho Neves (RJ) - 130,132

Douglas Rossetto (SP) - 131

Milton Dini Maciel (SP) - 131,132

Eduardo Reckziegel de Sousa (RJ) - 133

Paulo de Souza Sobrinho (RN) - 131

Emirson Marino (PR) - 131

Paulo Roberto F. Dias (RJ) - 131,132,133

Evandro de Freitas (RJ) - 131,132

Paulo Sérgio C. Lima (MG) - 131,132

Everson Walczak (RS) - 131

Pierre Bedouch (MG) - 131

Ezequiel Meireles Lourenço (PE) - 133

Ricardo T. Gonçalves (SP) - 131,132

F. W. Leão (RJ) - 131

Robério Bacelar da Silva (CE) - 131

Felipe Bonfim Ferreira (SP) - 131,132,133

Rogério C. Picanço (MG) - 131,132,133

Fernando Seiti Goto (SP) - 131,132

Rogério dos Santos Mendes (PE) - 131

Flávio Raimundo de Souza (GO) - 132

Romel Siqueira França (USA) - 131

Francisco A. Marlim da Costa (CE) - 132

Sebastião M.dos Santos (MG) - 131

Francisco C. S. Junior (MG) - 131

Sérgio Dalmas (SC) - 131,132,133

Francisco Rocha Fontes Neto (MA) - 131

Tsunediro Takahashi (SP) - 131,132,133

Geraldo Perlino (SP) - 131,132,133

Ubirajara Favilli (SP) - 130,131,132

Geraldo Perlino Júnior (SP) - 131,132,133

Valdemar Vello (SP) - 130

Gilberto Tenani (SP) - 131,132

Vander de Souza Lima (GO) - 131

Gunther Hari Koilas (RJ) - 132

Victor Hugo C. Lima (PB) - 131,132

Jesús A. Perez Sanchez (SP) - 131,132

Vinicius Ribeiro (RS) - 131,133

João Lineu A. Prado (SP) - 130,132

Virgínia Cardia Cardoso (SP) - 131

Jorge Ferreira dos Santos (RJ) - 131,132

Vivian Madalena B. Drehmer (RS) - 131

José Claudio M. Velloso (RJ) - 131,132

Wagner Chaves Andrade (MG) - 131

José Gutembergue (DF) - 131

Willian Yuen (RJ) - 131,132,133

José Hernandes (SP) - 131,133