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prova do nível 1

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prova do nível 1
Nı́vel 1
Questão 1 –
Se sortearmos três números inteiros distintos, mostre que sempre podemos garantir que ao menos dois deles
têm como média aritmética um número também inteiro.
Resp.
Entre esses três números teremos de ter ao menos dois com mesma paridade, ou seja: ao menos dois pares ou
ao menos dois ímpares. Em qualquer dessas duas possibilidades, a média destes dois números é o resultado
da divisão de um par por 2, logo é um inteiro.
Questão 2 –
Um hospital veterinário hospeda apenas cachorros e gatos. Hoje, está hospedando 10% mais gatos do que
cachorros. Do total de animais hospedados, que percentual corresponde aos gatos.
Resp.
g
1,10c
Com óbvia notação, H = c + g e g = 1, 10c . Logo H = c+1,10c
= 1,1
2,1 ' 0, 524 = 52, 4% dos animais hospedados
são gatos.
Questão 3 –
José quer preparar laranjada e iniciou enchendo completamente com água uma jarra. A seguir, tirou 10%
dessa água e completou a jarra com suco puro de laranja. Depois de misturar bem, como achou que ficou
fraca, retirou mais 10% do conteúdo da jarra e completou com suco puro de laranja. Finalmente, repetiu mais
uma vez a operação, isto é: retirou 10% da última mistura e completou com o suco puro de laranja.
Qual é a quantidade percentual de suco puro de laranja que ficou na jarra?
Resp.
Indiquemos por j o volume da jarra e por L 1 , L 2 e L 3 a quantidade de suco puro de laranja em cada uma das
três laranjadas que José preparou. Temos:
L 1 = 0, 10 j , tirou 0, 01 j , logo L 2 = 0, 10 j + 0, 09 j = 0, 19 j ; tirou 0, 019 j , logo L 3 = 0, 10 j + L 2 − 0, 019 j =
0, 10 j + 0, 19 j − 0, 019 j = 0, 290 j − 0, 019 j = 0, 271 j , ou seja a jarra ficou com 27, 1% de suco puro de laranja.
Questão 4 –
A empresa X pretende comercializar imagens do mascote da Copa/2014. Fizeram uma primeira imagem de 25
cm de altura que pesou 2 kg. O dono achou muito pesada e mandou fazer uma nova imagem com a metade da
altura. Sendo dado que o material usado será o mesmo, qual o peso dessa segunda imagem?
Resp.
As imagens são figuras semelhantes, pois representam o mesmo mascote. Além disso, o peso de imagens
semelhantes (e feitas do mesmo material) varia proporcionalmente com o cubo da altura. Logo, como a
segunda imagem tem a metade da altura da primeira, seu peso será um oitavo desta. Resposta: a segunda
imagem pesa 2/8 = 0,25 kg.
Questão 5 –
Consideremos todos os números inteiros, N , cuja representação decimal tem a forma N = aaa (com três dígitos
iguais e não nulos). Pede-se:
a). determinar o menor e o maior expoente que pode ocorrer na fatoração em números primos de tais N ;
b). determinar o valor de a para o qual ocorre o maior divisor de N ( distinto do próprio N ).
Resp.
N = aaa = 111 × a = 3 × 37 × a , sendo que, como a é um dígito não nulo, os possíveis valores para a são: 1, 2,
3, 22 , 5, 2 × 3, 7, 23 e 32 .
a). O menor expoente é um, pois 37 é primo e a não tem 37 como fator primo. Por outro lado, pelo que
vimos acima, temos: 111 = 3 × 37 , 222 = 2 × 3 × 37 , 333 = 32 × 37 , 444 = 22 × 3 × 37 , 555 = 3 × 5 × 37 ,
666 = 2 × 32 × 37 , 777 = 3 × 7 × 37 , 888 = 23 × 3 × 37 , 999 = 33 × 37 . Logo, o maior expoente é 3, e ele
ocorre em 888 e 999 .
b). Examinando as fatorações em primos da lista acima, vemos que o N que tem o maior divisor (distinto de
N ) deve ser 666 , 888 ou 999 , e esse divisor deverá ser 32 × 37 , 22 × 3 × 37 ou 32 × 37 ; ora esses números valem,
respectivamente, 333 , 444 e 333 , logo o N de maior divisor (distinto dele) é N = 888 , e o tal divisor é 444.
Resposta: a = 8 .
Questão 6 –
Na figura ao lado, temos as igualdades de comprimento: AB = BC e
AF = FD = DB . Ademais, sabe-se que AC e FD são paralelos. Pede-se o
valor do ângulo CFD.
Resp.
É imediato que o triângulo BFD é equilátero, logo os ângulos em A, B e C medem 60 graus. Indicando por α a
medida do ângulo CFD, como a soma dos ângulos do triângulo ACF vale 180 graus e CDF é isósceles, temos:
(180◦ − 60◦ − α) + 60◦ + (60◦ − α) = 180◦ , logo 2α = 60◦ , ou seja: α = 30◦ .
Questão 7 –
p
p
p
a). Determine número inteiro n tal que
+ 45 = n .
p 5p
b). Usando o item anterior, decida se 5 + 45 é um número racional ou um número irracional, citando
propriedade que usou para decidir.
Resp.
p p
p
a). Pela identidade clássica (a + b)2 = a 2 + 2ab + b 2 , temos n = ( 5 + 45)2 = 5 + 2 225 + 45 = 5 + 30 + 45 = 80
p p
p
p
p
p
b). Temos 5 + 45 = 80 = 16 × 5 = 4 5 , que é um número irracional, pois 5 é irracional (raiz quadrada
de um inteiro positivo que não é um quadrado de inteiro) e inteiro × irracional = irracional; ou, meramente
p
use que 80 não é quadrado de nenhum inteiro, logo 80 é irrracional.
Questão 8 –
O brazão de um número inteiro positivo é o par (a ; b) no qual a é a quantidade de divisores (positivos) deste
número que são menores do que ele, e b é a soma desses divisores. Exemplificando: o brazão do inteiro 10 é
(3 ; 8) , pois os divisores de 10 que são menores do que 10 são 1, 2 e 5, e sua soma vale 8. Assim sendo, pede-se:
a). determinar todos os números cujo brazão é (2 ; 3) ;
b). entre os números cujo brazão tem a forma (6 ; m), determinar o menor valor de m.
Resp.
a). Buscamos os inteiros positivos N que têm exatamente dois divisores < N e cuja soma é 3. Esses divisores
só podem ser 1 e 2, e disso sai que N = 4 é o único N possível.
b). Iniciemos recordando que, tendo a fatoração em primos de um inteiro N , o Teorema Fundamental da
Aritmética mostra que a quantidade de divisores desse N é dada por um produto : o produto dos expoentes
adicionados de um dessa fatoração. Exemplo: N = 72 = 23 × 32 , logo a quantidade de divisores de 72 é o
produto (3 + 1) × (2 + 1) = 12, e esses divisores são os números da forma 2a × 3b , onde 0 É a É 3 e 0 É b É 2 .
No caso deste item (b), buscamos os inteiros positivos N com 7 divisores (incluindo N ), o que é uma
quantidade prima de divisores. Logo, N tem de ter um único fator primo: N = p a , para algum primo
p = 2, 3, . . .. Consequentemente, os N cujo brazão é (6; m) têm a forma N = p 6 , seus divisores (menores do
que N ) são 1, p, p 2 , . . . , p 5 e verificam m = 1 + p + p 2 + · · · + p 5 .
Fica agora imediato se ver que o menor valor possível para m ocorre para p = 2 , e assim N = 26 = 64 , e
m = 1 + 2 + 22 + · · · + 25 = 26 − 1 = 63 .
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