Seiji Hariki  

Soluções e sugestões
devem ser enviadas para:
RPM - Problemas
caixa postal 20570
01498 - São Paulo - SP.
 

Desde o lançamento da RPM, os leitores se acostumaram a ver o nome difícil ZOÁRD A(ntal) L(àszló) GEOCZE

encabeçando a sessão “PROBLEMAS”.

E, até a RPM-7, o professor Zoárd propôs, e os leitores resolveram, 38 problemas, muitos dos quais significativos e antes não encontrados em publicações brasileiras. Alguns desses problemas, pela sua qualidade, deixavam transparecer a sua origem húngara, bem como a do professor Zoárd que os selecionava e depois redigia as melhores soluções enviadas por leitores.

Problemas de saúde obrigaram o professor Zoárd a diminuir as suas atividades e, assim, a RPM deixa de contar com um de seus mais atuantes colaboradores.

A RPM registra aqui os seus agradecimentos e votos para uma rápida recuperação. Agradece também o apoio sempre presente da Universidade Federal de Viçosa.

 

     Problemas  

39.  São dados: um quadrado de lado a e um triângulo eqüilátero de lado a, como na figura. Calcule a área da região hachurada.

(Enviado por Ernesto Rosa Neto, juntamente com 4 soluções distintas)

40.  2n pessoas foram ao cinema. A metade carrega uma nota de Cz$ 5,00, a outra metade carrega uma nota de Cz$ 10,00. O ingresso custa Cz$ 5,00 e, inicialmente, o caixa está absolutamente sem troco. De quantas maneiras distintas estas pessoas podem se enfileirar de modo que a fila possa ser atendida sem transtorno?

41.   Quais são as possíveis sombras de um cubo?

42.   Em quantas partes o plano é dividido por n circunferência, se duas quaisquer se interceptam?

43.   Prove que todo triângulo com duas bissetrizes iguais é isósceles.

 

     ...e Probleminhas  

1)   Peça a alguém, muito especial, que resolva esta equação:

 

(enviado por Marco Aurélio de Melo Andrade, Conselheiro Lafaiete, MG).

2)   Pedro e Paulo apostam uma corrida:

Pedro corre a metade do tempo e anda a outra metade.

Paulo corre a metade da distância e anda a outra metade.

Se ambos correm e andam, respectivamente, com as mesmas velocidades, quem chegará primeiro?

 

3)   Um ponto P está no interior de um triângulo eqüilátero.

Demonstre que a soma dos comprimentos dos 3 segmentos com origem em P e  perpendiculares aos lados do triângulo é igual à altura do triângulo.

(enviado por Lucien J. F. Thys, Porto Alegre, RS).  

 

4)    Qual é a média aritmética do primeiro milhão de números ímpares?

(Ver respostas na seção "O leitor pergunta")

 

     Solução dos Problemas Propostos na RPM n° 7, 2o. Semestre de 1985

33.    Prove que se x1, x2, x3, x4, x5 são positivos, então

(x1 + x2 + x3 + x4 + x5)2  4(x1x2 + x2x3 + x3x4 + x4x5 + x5x1).

 

Solução

Podemos supor, sem perda de generalidade, que x1  x2  x3  x4  x5  0.

É claro que (x1x2 + x3x4 + x5)2 + 4x1 (x4x5) + 4x2x5 > 0.

Desenvolvendo, temos:

(x12 + x22 + x32 + x42 + x52) + 2(x1x3 + x1x4 + x2x4 + x2x5 + x3x5) -

- 2(x1x2 + x2x3 + x3x4 + x4x5 + x5x1)  0.

(x12 + x22 + x32 + x42 + x52) + 2(x1x3 + x1x4 + x2x4 + x2x5 + x3x5) + 2 (x1x2 + x2x3 + x3x4 + x4x5 + x5x1)  4(x1x2 + x2x3 + x3x4 + x4x5 + x5x1) (x1 + x2 + x3 + x4 + x5)  4(x1x2 + x2x3 + x3x4 + x4x5 + x5x1).

(Solução enviada por Sun Hsien Ming. São Paulo SP.)

não possui soluções reais.

 

Solução: Se x > 1, temos x3 + x2 > 2 contrariando a 1a. equação.

Se x < 1, x3 + x2 = x2 (x + 1) < 2 e portanto não nos interessa. Logo, se (x, y) é solução real do sistema, temos x = 1 e a 2a. equação fica 1 + y2 = 0, que não admite solução real.

  (Solução enviada por Trajano P. Nóbrega Neto, São José do Rio Preto – SP.)

 

37.    Construímos o círculo circunscrito ao triângulo retângulo pitagórico 3, 4, 5. Determine o raio do círculo tangente aos catetos e tangente (internamente) ao círculo circunscrito.

 

Solução:

Considere o ABC, onde AC = 3, AB = 4 e BC=5.

O círculo circunscrito a este triângulo tem centro O e o raio OB = 2,5. O círculo pedido tem centro O’ e raio r.

Sejam D (em AB) e E (em AC) os pontos de tangência. O quadrilátero O’DAE é um quadrado de lado r. Por O tracemos OM çê AC (M em AB) e ON II AB (N em AC). Seja P a intersecção de ON e O’D. Temos:  

Seja Q o ponto de tangência dos dois círculos: OO’ = OQ – O’Q = 2,5 – r.

O teorema de Pitágoras aplicado ao OO’P nos dá:

(2,5 – r)2 = (r – 1,5)2 + (2 – r)2, de onde vem 
r2 – 2r = 0.  

Como r 0, temos r = 2.

Logo, o raio pedido é r = 2, donde se conclui que OP = DM = 2 – r = 0.

Portanto M, O, O’ e Q estão alinhados conforme a figura acima.

(Solução enviada por Tsunehiro Takahashi – SP.)  

38.  Queremos medir o peso de uma barra homogênea de seção retangular. Possuímos um peso de 100 g, uma régua graduada, lápis e papel. Como devemos efetuar a medida sem destruir a barra?

 

Solução

Supondo que a régua mede M cm e que a situação de equilíbrio seja como na figura, então, temos que a massa m da barra é dada por


(Solução enviada por Sérgio Dalmas, Santos – SP.)

NOTA:  Não recebemos nenhuma solução dos leitores dos problemas 34 e 35. Portanto, esses problemas permanecem propostos.
 

Relação dos Leitores que Enviaram Soluções dos Problemas 33 a 38 do n° 7 da RPM (em ordem de chegada):  

Nelson Amauri Pereira (SP) – 36, 37  

Eduardo Wagner (RJ) – 28, 32

Tsunehiro Takahashi (SP) – 36, 37  

Antonio Roberto da Silva (RN) – 30, 31  

José Renato Carneiro e Carneiro (SP) – 36  

Francisco Rocha Fontes Neto (MA) – 31  

Sérgio Dalmas (SP) 36, 37, 38

Amadeu C. de Almeida (RJ) – 29, 30, 31

Luis Felipe (PB) – 36  

Francisco A. Martins da Costa (CE) – 30  

Roberto Pinheiro Chagas (MG) – 37

Carlos A. Mourão Júnior (MG) – 30, 31

Adriano Lima Aguiar (AL) – 36

Herval Paccola (SP) – 29 a 32

Maurílio Machi (SP) – 36  

Pedro Nunes Damacena (CE) – 29

Francisco A. Martins da Costa (CE) – 36  

João F. Barros (SP) – 30, 32  

Sun Hsien Ming (SP) – 33, 36, 37

Francisco A. R. Pereira (CE) – 29, 31  

Trajano P. Nóbrega Neto (SP) – 36

Manoel de A. Barreto Filho (BA)–28 a 31

Manoel E. R. de Azevedo (RN) – 36, 37

Manoel E. R. de Azevedo (RN) – 28 a 31  

 

Hiroshi Maeda (PB) – 29 a 31

Relação Complementar  

Wilson Júlio Gonçalves (SP) – 29 a 32  

Carlo Garotto (RJ) – 29, 30, 31

E. Feitosa (CE) – 29 a 32  

Maria I. Caetano Rodrigues (SP) – 30, 31

Reinaldo Martins Reis Neto (MA) – 30

João Itamar do Carmo (DF) – 29, 30, 31

Sebastião M. dos Santos (MG) – 29, 30  

 

A divisão áurea e a pirâmide de Queops  

Dividir um segmento de reta em média e extrema razão significa decompô-lo em dois segmentos adjacentes cujos comprimentos a e b cumprem a condição a/b = b/(a + b).

A divisão de um segmento de reta em média e extrema razão chama-se divisão áurea e está associada à beleza e equilíbrio de certas formas geométricas. Veja, a propósito, o artigo de Geraldo Ávila na RPM n° 6, págs. 9-14, e a “História da Matemática” de C. Boyer, página 37.

Wilson Massaro, de Orlândia, SP, nos manda mais um interessante exemplo em que aparece a divisão áurea:

“A pirâmide de Queops tem por base um quadrado de lado 2a. Cada uma de suas faces é um triângulo isósceles de altura b. Segundo o historiador grego Heródoto, a área de cada face lateral é igual ao quadrado da altura da pirâmide. Nestas condições, tem-se a/b = b/(a + b)”.

O leitor está convidado a provar que Wilson Massaro tem razão.