Responsáveis
Eduardo Tengan e Élvia Mureb Sallum
Envie suas soluções para
RPM – Problemas
IME/USP – Cidade Universitária
Rua do Matão, 1010, bloco B, sala 105
05508-090 – São Paulo, SP

 

As soluções dos problemas  336  a  340  serão corrigidas apenas se enviadas até 30 de outubro de 2012.

 

336

Resolver em  a equação

x . (x) + x = 2(x) + 10

sendo x o maior inteiro menor ou igual a  x  e  (x) = x -x.  Por exemplo  1,43 = 1  e  (1,43) = 0,43.

 

337

Uma formiga parte da origem  (0, 0)  e anda  1  unidade até  (1, 0);  em seguida, vira  30o  para a esquerda e anda mais  1/2  unidade até em seguida, vira  30o  para a esquerda novamente e anda mais  1/4  unidade;  em seguida, vira  30o para a esquerda novamente e anda mais  1/8  unidade e assim por diante, sempre virando  30o  à esquerda e andando metade da distância que andou na vez anterior, numa trajetória “espiral”. Eventualmente ela se aproximará de um ponto. Qual?

 

338

Determinar, justificando, o lugar geométrico dos centros dos retângulos inscritos num triângulo acutângulo  ABC.

 

339

Seja  n > 1  um inteiro ímpar. Determine, em função de  n,  os dois últimos dígitos de  22n (22n + 1 - 1).

 

340

Seja  A  o menor dos ângulos do triângulo  ABC.  Os pontos  B  e  C  dividem a circunferência circunscrita ao triângulo em dois arcos. Seja  U  um ponto interior do arco  BC  que não contém  A.  As mediatrizes de  AB  e  AC  cortam a reta  AU  em  V  e  W,  respectivamente. As retas  BV  e  CW  cortam-se em  T.  Demonstrar que  AU = TB + TC.

 

 

Probleminhas

1 – que horas são?

Eu estou olhando para o meu relógio. A partir deste momento, o ponteiro das horas levará um tempo três vezes maior do que o ponteiro dos minutos para chegar no número 6. Que horas são?

 

2 – face de dígitos

Preencha os espaços indicados com os dígitos de 1 a 9, sem repetição, de modo que o produto dos dois olhos seja igual ao número acima da cabeça e que o produto de cada olho e boca seja igual ao número do lado da respectiva face.

(Sugestão: onde o 9 pode ficar?)

 

3 – despedida calorosa


A família Macieira está se despedindo da família Pereira. Cada membro da  família Macieira diz adeus a cada membro da família Pereira. Ao dizer adeus dois homens apertam as mãos e duas mulheres ou um homem e uma mulher beijam-se uma vez na face. Um observador conta 21 apertos de mãos e 34 beijos. Quantos homens e quantas mulheres estão se despedindo?

(Retirados do livro Hard to solve - Brainteasers de Jaime e Lea Poniachik.)

Respostas na página 'Salários e aluguéis'.

 

Soluções dos problemas propostos na RPM 76

326

A sequência de Fibonacci  Fn  é definida por Fn =

Os primeiros termos dessa sequência são, portanto,

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, ... .

Considere a matriz .

a)  Mostre que An = para todo inteiro  n > 1.
b) Utilize o item  a) para mostrar que  Fn+1 Fn–1 - F2n = (-1)n para todo inteiro  n > 1.
c)  Ainda utilizando o item a), mostre que Fn+1 Fm + FnFm–1 = Fm+n para todo  m, n > 1.

Solução

a) Temos:  A1 = .

A2 = AA = .

Agora seja  n > 1.  Por indução, temos

An = An-1A =.

b)  Como  det An = (det A)n = (– 1)n,  temos

(det A)n = Fn + 1Fn–1Fn2 = (– 1)n.

c) De  Am+n = Am An,  temos

ou

.

Assim,  Fm+n = FmFn+1 + Fm–1Fn.

(Solução adaptada das enviadas por diversos leitores.)

 

327

A, B, C são subconjuntos de {1, 2, 3, ..., 2011} dois a dois disjuntos, isto é, com  A B = A C = B C = .   Quantas triplas ordenadas  (A, B, C)  existem?

 

Solução

Como  A B = A C = B C = ,  para cada elemento  x {1, 2, 3, ..., 2011},  temos  4 possibilidades:  x  pertence apenas a  A; x  pertence apenas a B; x  pertence apenas a C ou não pertence a nenhum desses conjuntos A, B ou C (o que acontece, por exemplo, no caso dos conjuntos  A,  B  e  C  serem vazios).  Assim, o número de triplas ordenadas  (A, B, C) é  42011.

(Solução adaptada das enviadas por diversos leitores.)

 

328

Determine todos os  xy  inteiros positivos tais que  3x = y2 + 17.

 

Solução

De  3x = y2 + 17, segue  y2  é par, pois é diferença de dois ímpares. Logo,  y  é par.  Afirmamos que  x  não pode ser ímpar. De fato, como  y  é par,  y2  é múltiplo de  4  e então o resto da divisão de  3x  por  4  é igual ao resto da divisão de  17  por  4, logo, igual a  1.  Se  x  pudesse ser escrito como  2q + 1,  então 3x = 32q+1 = 3(8 + 1)q  e  pelo binômio de Newton teríamos que o resto da divisão de  3x  por  4  seria  3.

Assim,  x  é par,  x = 2q,  e  3x y2 =  32qy2 = (3qy)(3q + y) = 17,  com  3qy 3q + y  inteiros. Logo, temos  .  Então  3q = 9, logo  x = 4,  e  y = 8.  

(Solução adaptada das enviadas por vários leitores.)

 

329

Dado um triângulo equilátero  ABC,  inscrito numa circunferência, considere um ponto  P  qualquer no arco  AB  que não contém  C.
Mostre que  PA + PB = PC.

Solução

Aplicando o teorema de Ptolomeu no quadrilátero APBC inscrito na circunferência temos AB . PC = AC . PB + BC . PA. Como  AB = AC = BC  segue que PC = PB + PA.

(Solução enviada por  vários leitores.)

Nota
O leitor Roberto Pinheiro Chagas, MG, comenta que a soma PA + PB será máxima quando P,  que varia no arco AB que não contém C, for o ponto médio desse arco. E, mais geralmente, se o triângulo ABC for isósceles com AC = BC = a e AB = ka, com 0 < k < 2,  então, kPC = PA + PB.

 

330

Seja X um ponto do interior do lado AC de um  triângulo ABC. Prove que, se as circunferências inscritas nos triângulos ABX e BCX são tangentes, então, X pertence à circunferência inscrita no triângulo ABC.

 

Solução

Sejam R, S e T  os pontos de tangência da circunferência de centro I, inscrita no ∆ABC, com os lados AB, BC e AC respectivamente.

Mostraremos que  AT = AX.

Denotando  BC = aAC = b  e  AB = c,  temos

(1)  CE = CG = aBG = aBF = a c + AF

(2)  AE = AX + XE = AX + XD = 2AXAD = 2AXAF

Somando  os membros das igualdades  (1)  e  (2), obtemos

b = AE + CE = a – c + 2AX,  logo,  AX = .

Também, temos  b = AT + TC = AT + CS = AT + aBS = AT + aBR =

AT + ac + AR,  logo,  AT = .

Assim,  AT = AX,  que implica  X = T.

(Adaptada de soluções enviadas por vários leitores.)

 



Relação dos leitores que enviaram soluções dos problemas da RPM 76

Amadeu C. de Almeida, RJ: 329, 330 Hélder B. V. L. da Rocha, PI: 328, 329, 330
Amaro José de Oliveira Filho, SP: 326, 329 João Fernandes de Moura, RJ: 326, 328, 329
Anderson H. Costa Barros, MA: 326, 329 Joaquim Machado Coutinho, RJ: 329
André Luis S. de Araujo, RJ: 326, 328, 329 José Gutembergue Lima Rodrigues, DF: 329
Antonio Vladimir Martins, SC: 326, 328, 329 José Rodrigues Filho, CE: 330
Carl H. Schinke, MG: 329 Luiz César de Souza Cardoso, MS: 329
Carlos Alexandre G. da Silva, RN: 326,329 Luiz Claudio C. Rego, BA: 326, 329, 330
David P. Martins, BA: 329 Marcone Augusto A. Borges, SE: 327, 328
Eduardo de Melo Beltrão, PA: 328, 329, 330 Milton Dini Maciel, SP: 326, 329, 330
Eduardo Luis Estrada, SP: 326, 327, 329 Nilton Lapa, SP: 326, 327, 328, 329, 330
Eudes Antonio da Costa, DF: 326 Roberto P. Chagas, MG: 326, 328, 329
Evandro de Freitas, RJ: 326, 328, 329 Rogério César dos Santos, DF: 326, 327
Fabiano Carlos Cidral, SC: 326 Sebastião M. dos Santos, MG: 328, 329, 330
Fabiano da Silva de S. Leite, PE: 329 Tsunediro Takahashi, SP: 326, 329
Francisco Blasi JR, SP: 326, 327, 329 Warles Ribeiro Neto, GO: 326, 329, 330
Gelson Iezzi, SP: 329,330 Wellington Marques de Souza, MS: 326,329
Geraldo Perlino Jr, SP: 326, 327, 328,330 Wilson Rubens Rezende, MG: 329
Giselle Spindler, RS: 326 Zilton Gonçalves, RJ: 326, 329