Olá, Comunidade!

Vocês devem ter notado que o site ficou um período fora do ar (do dia 26 até o dia 30 de maio de 2024).

Consegui recuperar tudo, e ainda fiz um UPGRADE no servidor! Agora estamos em um servidor dedicado no BRASIL!
Isso vai fazer com que o acesso fique mais rápido (espero 🙏)

Já arrumei os principais bugs que aparecem em uma atualização!
Mas, se você encontrar alguma coisa diferente, que não funciona direito, me envie uma MP avisando que eu arranjo um tempo pra arrumar!

Vamos crescer essa comunidade juntos 🥰

Grande abraço a todos,
Prof. Caju

Maratonas de MatemáticaV Maratona de Matemática IME/ITA

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brunoafa
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Jun 2016 12 17:37

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por brunoafa »

Solução do Problema 30:

Lembrando que [tex3](a-b)^3=a^3-3a^2b+3ab^2-b^3[/tex3]

[tex3]\sqrt{9+\frac{125}{7}}=a[/tex3]

[tex3]x^3=\left(\sqrt[3]{(3+a)}-\sqrt[3]{(-3+a)}\right)^3[/tex3]

[tex3]x^3=(3+a)-3\sqrt[3]{(3+a)^2(-3-a)}+3\sqrt[3]{(3+a)(-3+a)^2}-(-3+a)[/tex3]

[tex3]x^3=6-3{\sqrt[3]{(3+a)(-3-a)}}\underbrace{\left(\sqrt[3]{(3+a)}-\sqrt[3]{(-3-a)} \right)}_{\text{x}}[/tex3]

[tex3]x^3=6-3\sqrt[3]{\frac{125}{27}}x[/tex3]

[tex3]x^3=6-5x \rightarrow \ \ x^3+5x-6=0[/tex3]

[tex3](x-1)(x^2+x+6)=0[/tex3]

[tex3]x=\left\{1,\,\frac{-1\pm \sqrt{-23} }{2}\right\} \rightarrow x \in \mathbb{R} \rightarrow \boxed{x=1}[/tex3]

____________________________________________________


Problema 31

(IME 1986) Determine o valor de [tex3]\log_{\sqrt{0,333...}}\sqrt{0,037037...}[/tex3]
Resposta

3

Editado pela última vez por brunoafa em 12 Jun 2016, 17:37, em um total de 2 vezes.
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Marcos
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Jun 2016 12 21:02

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por Marcos »

Solução do Problema 31:

[tex3]\rightsquigarrow[/tex3] [tex3]i) \ \sqrt{0,33333......}=\sqrt{\frac{3}{9}}=\boxed{\frac{\sqrt{3}}{3}}[/tex3]
[tex3]\rightsquigarrow[/tex3] [tex3]ii) \ \sqrt{0,03703703703......}=\sqrt{\frac{037}{999}}=\sqrt{\frac{37}{3\cdot 9\cdot 37}}=\boxed{\frac{1}{3}\cdot \frac{\sqrt{3}}{3}}[/tex3]

Usando [tex3](i)[/tex3] e [tex3](ii)[/tex3] , no enunciado, obtemos:

[tex3]\blacktriangleright\log_{\sqrt{0,333...}}\sqrt{0,037037...}=\log_{\frac{\sqrt{3} }{3}}\left(\frac{1}{3}\cdot \frac{\sqrt{3}}{3}\right)=[/tex3]

[tex3]=\log_{\frac{\sqrt{3}}{3}}\left(\frac{1}{3}\right)+\log_{\frac{\sqrt{3}}{3}}\left(\frac{\sqrt{3}}{3}\right)=[/tex3]

[tex3]=\log_{{3^{\frac{-1}{2}}}}\left({3^{-1}}\right)+1=(-2)\cdot \log_{3}\left({3^{-1}}\right)+1=(-2)\cdot (-1)\cdot \log_{3}\left({3}\right)+1=\boxed{\boxed{3}}[/tex3]

Resposta: [tex3]3[/tex3]

--------------------------------------------------

Problema 32

(ITA 2016) Considere as seguintes afirmações:

I. A função [tex3]f(x)=\log_{10}\left(\dfrac{x-1}{x}\right)[/tex3] é estritamente crescente no intervalo [tex3]]1,+\infty[[/tex3] .
II. A equação [tex3]2^{x+2}=3^{x-1}[/tex3] possui única solução real.
III. A equação [tex3](x+1)^x=x[/tex3] admite pelo menos uma solução real positiva.

É (são) verdadeira(s)

a) Apenas I.
b) Apenas I e II.
c) Apenas II e III.
d) I,II e III.
e) Apenas III.
Resposta

Resposta: B

Editado pela última vez por Marcos em 12 Jun 2016, 21:02, em um total de 5 vezes.
''Nunca cruze os braços diante dos obstáculos, pois lembre-se que o maior dos Homens morreu de braços abertos.''
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Marcos
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Jun 2016 15 17:45

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por Marcos »

Solução do Problema 32:

[tex3]I) \ (V)[/tex3] Se [tex3]f_{(x)}>f_{(y)}[/tex3] :

[tex3]\log\left(\frac{x-1}{x}\right)>\log\left(\frac{y-1}{y}\right)\Rightarrow\log\left(1-\frac{1}{x}\right)>\log\left(1-\frac{1}{y}\right)\Rightarrow \ 1-\frac{1}{x}\ > \ 1-\frac{1}{y}\Rightarrow \ \frac{1}{y}\ > \ \frac{1}{x}[/tex3]
Como [tex3]x>1[/tex3] e [tex3]y>1[/tex3] [tex3]\Rightarrow \ x>y \ \Rightarrow \ f[/tex3] é estritamente crescente;

[tex3]II) \ (V)[/tex3] Se [tex3]2^{x+2}=3^{x-1} \rightarrow 2^x\cdot 4=\frac{1}{3}\cdot 3^x \rightarrow \left(\frac{2}{3}\right)^x=\frac{1}{12} \rightarrow \log_{\frac{2}{3}}\left(\frac{1}{12}\right)[/tex3] é a única solução;

[tex3]III) \ (F)[/tex3] Como [tex3]x>0[/tex3] , aplique logaritmo (na base [tex3]10[/tex3] ):

[tex3]\rightsquigarrow x\cdot\log(x+1)=\log(x)[/tex3]

[tex3]\ast[/tex3] Se [tex3]x\in]0,1[[/tex3] : o lado esquerdo é positivo e o direito é negativo, logo não há solução.
[tex3]\ast[/tex3] Se [tex3]x\geq1[/tex3] ; [tex3]x\cdot\log(x+1)\geq \log(x+1)>\log(x)[/tex3] , logo também não há solução.

[tex3]\blacktriangleright[/tex3] É (são) verdadeira(s) [tex3]\Longrightarrow Letra:(B)[/tex3]

Resposta: [tex3]B[/tex3]

--------------------------------------

Problema 33

(EN 1989) Considere o problema de determinar o triângulo [tex3]ABC[/tex3] , conhecidos [tex3]C=60^o[/tex3] , [tex3]AB=x[/tex3] e [tex3]BC=6[/tex3] .Podemos afirmar que o problema:

a) sempre admite solução, se [tex3]x>0[/tex3]
b) admite duas soluções, se [tex3]x>3[/tex3]
c) admite solução única, se [tex3]x=3[/tex3]
d) admite duas soluções, se [tex3]3\sqrt{3}<x<6[/tex3]
e) não admite solução, se [tex3]x>6[/tex3]
Resposta

Letra D
Editado pela última vez por Marcos em 15 Jun 2016, 17:45, em um total de 2 vezes.
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brunoafa
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Jun 2016 15 23:06

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por brunoafa »

Solução do Problema 33:

Bom, espero que minha solução esteja certa...
Screen Shot 2016-06-15 at 23.24.32.png
Screen Shot 2016-06-15 at 23.24.32.png (18.45 KiB) Exibido 3235 vezes
Da desigualdade triangular:

[tex3]|AC-6| \leq x \leq |6+AC|[/tex3]

E da lei dos cossenos:

[tex3]x^2=6^2+AC^2+12AC \cos 60 \\ \\

x^2=36+AC^2+6AC \\ \\

AC^2+6AC+(36-x^2)=0

\\ \\ \Delta = \sqrt{b^2-4ac}=36-4(36-x^2) \geq 0 \\ \\

\boxed{3\sqrt2<x<6}[/tex3]

_____________________________________________________________________________________

Problema 34:


(ITA 1992) No desenvolvimento [tex3](x+y)^6[/tex3] , ordenado segundo potências descrescentes de x, a soma do 2º termo com [tex3]\frac{1}{10}[/tex3] do termo de maior coeficiente é igual oito vezes a soma de todos os coeficientes. Se [tex3]x=(2)^{z+1}[/tex3] e [tex3]y={\left(\frac{1}{4}\right)}^{\left(z-\frac{1}{2}\right)}[/tex3] , então:

a) [tex3]z \in [0,1][/tex3]
b)[tex3]z \in (20,50)[/tex3]
c)[tex3]z \in [-\infty,0][/tex3]
d)[tex3]z \in [1,15][/tex3]
e)nda
Resposta

Letra C
Editado pela última vez por brunoafa em 15 Jun 2016, 23:06, em um total de 2 vezes.
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emanuel9393
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Jun 2016 18 10:46

Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por emanuel9393 »

Solução do problema 34
Temos que:
[tex3](x+y)^6 = {6\choose 0}x^6y^0 + \cdots + {6\choose 6}x^0y^6[/tex3]
Como a soma do segundo termo com [tex3]1/10[/tex3] do termo de maior coeficiente tem que ser igual a oito vezes a soma dos coeficientes, tesmo:
[tex3]{6\choose 1} x^5y + \dfrac{1}{10} {6\choose 3} x^3y^3 = 8 \left[\sum_{i=0}^{6}{6\choose i}\right] \\ \\ \Rightarrow 3x^5y+x^3y^3=256[/tex3]
Como [tex3]x=2^{z+1}[/tex3] e [tex3]y=2^{-2z+1}[/tex3] , temos:
[tex3]3\cdot 2^{5z+5}\cdot 2^{-2z+1} + 2^{3z+3}\cdot 2^{-6z+3}= 256\Rightarrow 3\cdot 2^{3z}+2^{-3z}=256[/tex3]
Fazendo [tex3]2^{3z}=d[/tex3] , essa última equação fica:
[tex3]3d+\dfrac{1}{d}=4 \Rightarrow 3d^2 - 4d +1 = 0 \ \ \ \ (d\neq 0)[/tex3]
Que resolvendo, encontramos:
[tex3]d=1 \ \ \ \Rightarrow \ \ \ z =0 \\ d=\dfrac{1}{3} \ \ \ \Rightarrow \ \ \ z = \log_{8}\dfrac{1}{3} < 0[/tex3]
Resposta: C

--------------------------------------------------------

Problema 35
(IME 2016) Seja Z um número complexo tal que [tex3]\dfrac{2Z}{\overline{Z}i}[/tex3] possui argumento igual a [tex3]\dfrac{3\pi}{4}[/tex3] e [tex3]\log_3{(2Z+2\overline{Z}i+1)} = 2[/tex3] . Determine o número complexo de [tex3]Z[/tex3] .
Resposta

Gabarito: [tex3]z=2-2\left(\sqrt 2 + 1\right)i[/tex3]
Editado pela última vez por emanuel9393 em 18 Jun 2016, 10:46, em um total de 2 vezes.
As modernas teorias científica afirmam que em dentro de 5 bilhões de anos, a humanidade presenciará a morte do sol. Imagine como seria presenciar esse evento...
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brunoafa
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Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por brunoafa »

Solução do Problema 35:

[tex3]z=x+yi \ \ \ \rightarrow\ \ \ \overline{z}=x-yi \\ \\

\frac{2Z}{\overline{Z}i}=\frac{2x+2yi}{y+xi} \cdot \frac{y-xi}{y-xi}=\frac{2xy-2x^2=2y^2i+2xy}{y^2+x^2}=\boxed{\frac{4xy+2(y^2-x^2)i}{y^2+x^2} }
\\ \\

\begin{cases}
Re \left(\frac{2z}{\overline{Z}i} \right) <0 \\
Im \left(\frac{2z}{\overline{Z}i} \right) >0
\end{cases} \\ \\ \\

\tan =\frac{Im}{Re}= \boxed{\frac{4xy}{2(y^2-x^2)} = -1} \ (I) \\ \\

\log_3{(2Z+2\overline{Z}i+1)} = 2 \\ \\
2x+2yi+2x-2yi+1=9 \\ \\
4x=8 \rightarrow \boxed{x=2} \ (II)
\\ \\
(II) \rightarrow (I) \\
8y=2(4-x^2) \\ \\
y^2+4y+4=0 \rightarrow \begin{cases}-2-2\sqrt2 \\ -2+2\sqrt2 \end{cases}
\\ \\
Re \left(\frac{2z}{\overline{Z}i} \right) <0 \rightarrow y^2+x^2>0 \rightarrow \frac{4xy}{y^2+x^2}<0 \rightarrow 4xy<0 \rightarrow \boxed{y<0}

\\ \\

\boxed{Z=2-2(1+\sqrt2)i}[/tex3]
___________________________________________________________________________________________

Problema 36:

(AFA 2006) Num certo dia, a temperatura ambiente era [tex3]40[/tex3] ºC. A água que fervia em uma panela, cinco minutos depois de ter apagado o fogo tinha a temperatura de [tex3]70[/tex3] ºC. Pela lei de resfriamento de Newton, a diferença de temperatura [tex3]D[/tex3] entre um objeto e o meio que o contém é dada por [tex3]D(t)=D_{0} \cdot e^{-\alpha \cdot t}[/tex3] , em que [tex3]D_{0}[/tex3] é a diferença num instante [tex3]t[/tex3] qualquer. Sabendo-se que a temperatura de ebulição da água é de [tex3]100[/tex3] ºC, [tex3]\ln 2= 0,7[/tex3] e [tex3]\ln 5=1,6[/tex3] , pode-se dizer que a água está na temperatura de [tex3]46[/tex3] ºC

a) 10 minutos após o fogo ter sido apagado
b) entre 18 e 20 minutos após o fogo ter sido apagado
c) exatamente 30 minutos após o fogo ter sido apagado
d) aproximadamente 16 minutos após o fogo ter sido apagado
Resposta

Letra A
Editado pela última vez por brunoafa em 18 Jun 2016, 17:08, em um total de 2 vezes.
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Marcos
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Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por Marcos »

Solução do Problema 36:

Do enunciado:

[tex3]\begin{cases}
30=60\cdot e^{-\alpha\cdot 5} \\
6=60\cdot e^{-\alpha\cdot t}
\end{cases}\Rightarrow\begin{cases}
\ln(0,5)=\ln e^{-\alpha\cdot 5} \\
\ln(0,1)=\ln e^{-\alpha\cdot t}
\end{cases}\Rightarrow\begin{cases}
-0,7=-\alpha\cdot 5 \\
-(0,7+1,6)=-\alpha\cdot t
\end{cases}\Rightarrow[/tex3]
[tex3]\Rightarrow 5\cdot \frac{2,3}{0,7}=\boxed{\boxed{t\approx 16 \ min}} \Longrightarrow Letra:(D)[/tex3]

Resposta: [tex3]D[/tex3]

--------------------------------------------------------

Problema 37:

(IME 2004) Demonstre que o número [tex3]\underbrace{111111...1}_{\text{(n-1) alg}}\underbrace{22222...22}_{\text{n alg}}5[/tex3] é um quadrado perfeito.
Resposta

Demonstração
Editado pela última vez por Marcos em 18 Jun 2016, 19:18, em um total de 2 vezes.
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undefinied3
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Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por undefinied3 »

Solução do problema 37:

Podemos escrever esse número como:
[tex3]N=\underbrace{\frac{10^{n-1}-1}{9}*10^{n+1}}_{\text{algarismos 1}}+ \underbrace{\frac{2(10^n-1)}{9}*10}_{\text{algarismos 2}}+5[/tex3]
[tex3]N=\frac{10^{2n}-10^{n+1}}{9}+\frac{2\cdot 10^{n+1}-2\cdot 10}{9}+\frac{45}{9}[/tex3]
[tex3]N=\frac{10^{2n}+10^{n+1}+25}{9}=\frac{10^{2n}+2\cdot 10^n\cdot 5+5^2}{9}[/tex3]
[tex3]N=\frac{(10^n+5)^2}{9}[/tex3]
[tex3]\therefore N=\left ( \frac{10^n+5}{3} \right )^2[/tex3]

___________________________________________________________________________________________

Problema 38:

(ITA 2005) Seja n o número de lados de um polígono convexo. Se a soma de [tex3]n - 1[/tex3] ângulos (internos) do polígono é 2004°, determine o número n de lados do polígono.
Resposta

n=14
Editado pela última vez por undefinied3 em 18 Jun 2016, 20:52, em um total de 2 vezes.
Ocupado com início do ano no ITA. Estarei fortemente inativo nesses primeiros meses do ano, então busquem outro moderador para ajudar caso possível.
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brunoafa
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Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por brunoafa »

Solução do Problema 38:

Como o polígono é convexo, cada ângulo interno [tex3]\alpha[/tex3] varia no seguinte intervalo:

[tex3]0<\alpha<180[/tex3] º

[tex3]S_{i}=(n-2) \cdot 180 \\ \\
2004<S_{i}<2004+180 \\ \\
2004<(n-2) \cdot 180<2004+180 \\ \\
(n-2) = 12 \\ \\
\boxed{n=14}[/tex3]

________________________________________________________________

Problema 39:

(IME 86) Mostre que para todo número natural [tex3]n[/tex3] maior ou igual a 2

[tex3]2^{\frac{5n}{4}}<\begin{pmatrix}
2n \\ n
\end{pmatrix}[/tex3]
Editado pela última vez por brunoafa em 18 Jun 2016, 23:20, em um total de 2 vezes.
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Re: V Maratona de Matemática IME/ITA

Mensagem não lida por Marcos »

Resposta

Observe uma 2º solução para o problema 33:
EN 89.gif
EN 89.gif (6.99 KiB) Exibido 3204 vezes
Os valores de [tex3]AB[/tex3] que possibilitam mais de uma solução são os inteiros entre [tex3]6 \sin 60^o[/tex3] <[tex3]AB[/tex3] <[tex3]6[/tex3] .
[tex3]\rightsquigarrow 6\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)<AB<6[/tex3]
[tex3]\rightsquigarrow \boxed{\boxed{3\sqrt{3}<AB<6}} \Longrightarrow Letra:(D)[/tex3]
Solução do Problema 39:

Como [tex3]2^{\frac{5}{2}}=\sqrt{32}<\left[\begin{pmatrix}
4 \\
4 \\
\end{pmatrix}=\frac{4!}{2!2!}=6=\sqrt{36}\right][/tex3] a relação do enunciado é válida para [tex3]n=2[/tex3] .

Analisando os lados esquerdo, [tex3]E[/tex3] , e direito [tex3]D[/tex3] , da expressão do enunciado para o caso [tex3](n+1)[/tex3] :

[tex3]\begin{cases}
E=2^{\frac{5(n+1)}{4}}=2^{\frac{5}{4}}2^{\frac{5n}{4}} \\
D=\begin{pmatrix}
2(n+1) \\
(n+1)\\
\end{pmatrix}=\frac{[2(n+1)]!}{(n+1)!(n+1)!}=\frac{2(2n+1)}{(n+1)}\begin{pmatrix}
2n \\
n \\
\end{pmatrix}
\end{cases}[/tex3]

Como, para [tex3]n>1[/tex3] ,
[tex3]\left[2^{\frac{5}{4}}=\sqrt[4]{32}\right]<\left[3=\sqrt[4]{81}\right]<\frac{2(2n+1)}{(n+1)}[/tex3] logo, assumindo que a expressão é válida no caso [tex3]n[/tex3] , tem-se que

[tex3]\left[E=2^{\frac{5}{4}}2^{\frac{5n}{4}}\right]<\frac{2(2n+1)}{n+1}2^{\frac{5n}{4}}<\left[\frac{2(2n+1)}{(n+1)}\binom{2n}{n}=D\right][/tex3] e a expressão é também válida no caso [tex3](n + 1)[/tex3] .Assim, por indução finita, a validade da expressão do enunciado fica demonstrada para [tex3]n\geq2[/tex3] . [tex3](c.q.d)[/tex3]

--------------------------------------------------------

Problema 40:

(IME 1996) Calcule a soma abaixo:
[tex3]\frac{1}{1\times4}+\frac{1}{4\times7}+\frac{1}{7\times10}+\frac{1}{10\times13}+........+\frac{1}{2998\times3001}[/tex3]
Resposta

[tex3]\frac{1000}{3001}[/tex3]

Editado pela última vez por Marcos em 21 Jun 2016, 20:58, em um total de 2 vezes.
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