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LIBRO 6 PROBLEMAS MATEMÁTICAS La suma y el producto de dos números coinciden. Si uno de ellos es x, ¿cuál es el valor de la suma? SOLUCIÓN Sea x un número e y la suma de los dos. El otro número es xy − El enunciado dice que ( ) ( ) 222 1 xxyxyxyyxxyyxxy =−×⇒=−⇒=−⇒=×− , luego 1 2 − = x x y La suma es 1 2 −x x ABC es un triángulo isósceles con el ángulo desigual en A, que mide 27 grados. D es el punto simétrico de B con respecto a A. ¿Cuánto mide el ángulo BCD? SOLUCIÓN Construida la figura observamos que el triángulo ACD es también isósceles, pues los lados AC y ( )ABAD = son iguales. Llamaremos C al ángulo pedido. Evidentemente, ACDABC CCC += , suma de los ángulos de vértice C en los triángulos ABC y ACD Por ser ABC isósceles, los ángulos º180=++ ABCABCABC CBA y ⇒= ABCABC CB ABCABCABCABC ACCA −=⇒=+⇒ º1802º1802 Por ser ACD isósceles, los ángulos º180=++ ACDACDACD DCA y ⇒= ACDACD DC ACDACDACDACD ACCA −=⇒=+⇒ º1802º1802 Por lo tanto, ( )ACDABCACDABCACDABC AAAACCC +−=−+−=+= º360º180º180222 Ahora bien, ⇒=−=⇒=+ º180º180º3602º180 CAA ACDABC C = 90o y el resultado es independiente del valor del ángulo A Si 11)11( =f y 1)( 1)( )3( + −=+ nf nf nf , calcula el valor de )2015(f SOLUCIÓN Calculamos, a partir de 11, valores de la función: 6 5 12 10 111 111 1)11( 1)11( )311()14( == + −= + −=+= f f ff ; 11 1 6 11 6 1 1 6 5 1 6 5 1)14( 1)14( )314()17( −= − = + − = + −=+= f f ff ; 5 6 11 10 11 12 1 11 1 1 11 1 1)17( 1)17( )317()20( −= − = +− −− = + −=+= f f ff ; 11 5 1 5 11 1 5 6 1 5 6 1)20( 1)20( )320()23( = − − = +− −− = + −=+= f f ff Volviendo al valor inicial de 11)11( =f . A partir de números sucesivos construidos de la misma forma la función repetirá valores. Esto quiere decir que si 11)11( =f , • para 11)(...,47,35,23,11 =⇒= xfx y, como se ve, 112 −= px , Ν∈∀p • para 6 5 )(...,50,38,26,14 =⇒= xfx y, como se ve, 212 += px , Ν∈∀p • para 11 1 )(...,53,41,29,17 −=⇒= xfx y, como se ve, 512 += px , Ν∈∀p • para 5 6 )(...,56,44,32,20 −=⇒= xfx y, como se ve, 812 += px , Ν∈∀p Como 11216811121672015 −×=+×= , f (2015) = 11 El cuadrilátero de la figura está dividido por sus diagonales en cuatro partes. El área de tres de ellas se indica en la figura. Halla el área A de la cuarta. SOLUCIÓN Consideremos la diagonal cuyas partes, a y b son las bases respectivas de los triángulos de áreas 20,6 y 18,A . Además, tomamos 1h como la altura común a los triángulos de áreas 20,18 y 2h como la altura común a los triángulos de áreas A,6 Aplicando la fórmula del área de un triángulo tenemos que 20 2 1 = × ha y 10 9 20 18 20 18 2 218 2 1 1 1 ==⇒=× × ⇒= × a b ha hb hb Con la misma lógica, 6 2 2 = × ha y 66 2 2 2 2 2 2 A a bA ha hb A hb =⇒=× × ⇒= × Entonces, 10 54 10 9 6 =⇒= AA . Es decir, A = 5,4 unidades cuadradas En el triángulo ABC se verifica que cos(2A – B) + sen(A + B) = 2 Si el lado AB mide 4 cm, ¿cuánto mide el lado BC? SOLUCIÓN Evidentemente, si ( ) ( ) ( ) 12cos22cos =−⇒=++− BABAsenBA y ( ) 1=+ BAsen , máximos valores que pueden alcanzar esas razones trigonométricas. Como son ángulos de un triángulo, se dan estos dos casos posibles: • ( ) ( ) ⇒ =⇒−−= =⇒−= =⇒= ⇒ =+⇒=+ =−⇒=− º90º180 º0º90 º90º2703 º901 º180212cos CBAC BAB AA BABAsen BABA no existe triángulo • ( ) ( ) ⇒ =⇒−−= =⇒−= =⇒= ⇒ =+⇒=+ =−⇒=− º90º180 º60º90 º30º903 º901 º0212cos CBAC BAB AA BABAsen BABA Se trata de un triángulo rectángulo con los ángulos citados y cuya hipotenusa es 4=AB cm Entonces, 2 2 1 4º60cos4coscos =×=×=×=⇒= BABBC AB BC B cm BC = 2 cm Si se lee la fecha 21.02 (el 21 de febrero) de derecha a izquierda se obtiene 20.12, que es una posible fecha (20 de diciembre). En cambio 10.09 no tiene esta propiedad: no hay 90 de enero. ¿Cuántas fechas en el año tienen esa propiedad? SOLUCIÓN En principio y para que se cumpla esa propiedad, si tomamos la fecha cdab ⋅ , con 310 ≤< ab y 120 ≤< cd debe ser 120 ≤< ba y 310 ≤< dc para que, así, la fecha badc ⋅ sea válida. Después, si llega el caso, estudiaremos las limitaciones añadidas por la cantidad de días válidos de cada mes. Los valores de ab para que ba sea válido son 03,12,02,11,01,1030,21,20,11,10,01 =⇒= baab respectivamente. Los valores de cd para que dc sea válido son 21,11,01,30,20,1012,11,10,03,02,01 =⇒= dccd respectivamente. Al combinar todas las posibilidades se obtienen 3666 =× fechas. De ellas hay que eliminar la fecha 02.30=⋅cdab , que no existe, y la fecha 03.20=⋅cdab que da lugar a 02.30=⋅badc , que no existe. Así pues, cumplen esa propiedad 34 fechas Escribimos la solución de la ecuación 7x+7 = 8x como x = logb 7 7 ¿Cuál es el valor de b ? SOLUCIÓN 77 77log =⇒= xb bx Por otro lado, 7777 7 7 8 7 7 8 77887 = ⇒=⇒×=⇒=+ x x x xxxx De las dos expresiones se obtiene que x xb = 7 8 , por lo que b = 8/7 Ramiro va todas las mañanas a 4 km/h desde su casa hasta el río, que está a 1,6 kilómetros de distancia, y le acompaña su perro Sirio que corre a 16 km/h. Cuando el perro llega al río se da la vuelta hacia donde marcha Ramiro y vuelve otra vez al río. Repite el mismo proceso hasta que Ramiro llega al río. Después regresan juntos a una velocidad de 8 km/h hasta casa. ¿Cuántos kilómetros recorre el perro en su paseo matutino? SOLUCIÓN Como Ramiro marcha a 4 km/h en su trayecto de ida y recorre 6,1 kilómetros, el tiempo que tarda es 4,0 4 6,11 =× horas. Es decir, 24604,0 =× minutos. Sirio, mientras tanto, está corriendo a 16 km/h por lo que recorre 4,64,016 =× kilómetros. Otra manera de obtener ese valor es pensar que Sirio marcha 4 4 16 = veces más rápido que Ramiro en la ida, por lo que recorrerá el cuádruple de kilómetros: 4,646,1 =× De vuelta, a 8 km/h, recorre la distancia del río a casa: 6,1 kilómetros. Por lo tanto el perro recorre, en total, =+ 6,14,6 8 kilómetros Si a + b = 1 y a2 + b2 = 2, ¿cuánto vale a4 + b4? SOLUCIÓN ( ) ( ) 22222444224222 22 babababbaaba −+=+⇒++=+ Por otro lado, ( ) ( ) ( ) 2 1 12122 2222222 −=⇒−=−=+−+=⇒++=+ abbabaabbababa De todo lo anterior, ( ) 2 7 2 1 4 2 1 222 2 22222244 =−= −×−=−+=+ bababa a 4 + b4 = 7/2 Con la crisis, los padres de Xavi le han bajado un 20% su paga mensual y los de Yoli un 12 % la suya. Si antes sumaban, entre los dos, 55 euros y ahora sólo 46 euros, ¿cuántos euros recibía Xavi mensualmente más que Yoli antes de los recortes? SOLUCIÓN Sean yx, las pagas mensuales respectivas, en euros, de Xavi y de Yoli. Según el enunciado, se verifica que ⇒ =+ =+ ⇒ =+ =+ ⇒ =+ =+ ⇒ =+ =+ 5751110 55 46008880 55 46 100 88 100 80 55 46%88%80 55 yx yx yx yx yx yx yx yx 30255525 5751110 5501010 tan =−=⇒=⇒ =+ =+ ⇒ xy yx yx dores Entonces, Xavi tenía una paga mensual de 30 € y Yoli otra de 25 € Por consiguiente, Xavi recibía mensualmente 5 € más que Yoli Dada la función f (x) = ax + b, se verifica que f (f (f (1))) = 29, y que f (f (f (0))) = 2 ¿Cuánto vale a ? SOLUCIÓN Calculemos según nos dicen: ( ) ( ) ⇒+=+×==⇒=+×= babbbabfffbbaf )0(0)0( ( )( )( ) ( )( ) ( ) ( ) babbabbabababfbfffff ++=++×=+==⇒ 20 Por tanto, ( )( )( ) 20 2 =++= babbafff También, ( ) ( ) ( ) ⇒++=++×=+=⇒+=+×= bababbaabafffbabaf 2)1(1)1( ( )( )( ) ( )( ) ( ) ( ) 291 2322 =+++=+++×=++=+=⇒ babbaabbabaababafbafffff De los dos resultados obtenemos que ( ) ⇒=−=++−= 2722929 23 babbaa a = 3 Para celebrar el Año Nuevo 2015, Agustín se puso una camiseta con este rótulo y se colocó frente a un espejo haciendo el pino. ¿Qué número vio en el espejo su amigo Juan,de pie junto a Agustín? SOLUCIÓN Al principio, haciendo el pino gira el rótulo º180 mostrándolo así: Y, después, ante el espejo aparece así: En la figura se distinguen dos circunferencias de 6 cm de perímetro, situadas de tal forma que cada una pasa por el centro de la otra. ¿Qué perímetro tiene la figura sombreada? SOLUCIÓN Está claro que el perímetro es la suma de las longitudes de ambas circunferencia quitando a cada una de ellas su tercera parte, porque los arcos punteados abarcan la ángulos de º120 (tercera parte de º360 ) al ser la suma de los ángulos de dos triángulos equiláteros de lado el radio común de las circunferencias. En resumen, 86 3 4 6 3 1 66 3 1 6 =×=×−+×−=Perímetro cm Perímetro = 8 cm Hay 7 cartas en una caja numeradas del 1 al 7. Manolo elige, al azar, tres cartas de la caja y las mira. Santi elige otras 2, también al azar, quedando 2 cartas en la caja. Manolo le dice, entonces, a Santi: ”Sé que la suma de los números de tus cartas es par” ¿Cuánto suman las cartas de Manolo? SOLUCIÓN De 1 a 7 hay cuatro impares ( 75,3,1 y ) y tres pares ( 64,2 y ) y para que las cartas de Santi sumen una cantidad par deben ser las dos pares o las dos impares. Manolo solo puede conocer la paridad de la suma de Santi si ha dejado en la caja cuatro cartas de la misma paridad: si ha dejado las impares y ha cogido las pares, por lo que la suma de sus cartas es =++ 642 14 En un rombo ABCD de 2 cm de lado, el ángulo correspondiente al vértice B mide 120o Halla el área de la región del rombo que está formada por los puntos que están más cerca de B que de cualquiera de los otros tres vértices. SOLUCIÓN Como el ángulo, en B , mide º120 , el rombo está formado por dos triángulos equiláteros de 2 cm de lado. Además, la región que nos piden (pintada de amarillo) es, claramente, la tercera parte del rombo: basta comprobar que el rombo se puede dividir en 12 triángulos iguales, seis de cada triángulo, y la zona amarilla está formada por cuatro de esos triángulos. Una de sus diagonales vale 2 cm y la otra es el doble de la altura de uno de los triángulos: 32122 22 ×=−× cm, usando el teorema de Pitágoras en uno de los triángulos rectángulos en los que la altura divide a cada triángulo equilátero. La superficie del rombo es, entonces, 32 2 322 ×=×× cm2 Por tanto, la superficie pedida es 3 32× cm 2 Es decir, 1,1547 cm2 Cada cifra, empezando por la tercera, de la representación decimal de un número de seis cifras es igual a la suma de las dos cifras anteriores. ¿Cuántos números de seis cifras tienen esta propiedad? SOLUCIÓN Son 5 : • 321101 • 642202 • 963303 • 532110 • 853211 5 En el triángulo rectángulo ABC, de lados 15, 20 y 25 cm, los segmentos CH y HK son perpendiculares, respectivamente, a la hipotenusa AB y al cateto BC. ¿Cuál es el área del triángulo CHK ? SOLUCIÓN Al tener los ángulos iguales, los triángulos rectángulos CHKyCAHABC, son semejantes: CHKCAHABC CAA == y º90=== CHKCAHABC KHC Establecemos las razones de semejanza pertinentes entre lados de los triángulos CAHyABC : 12 25 152015 20 25 =⇒×=⇒=⇒= CHCH CHCH AC BC AB cm, y es también la hipotenusa del triángulo CHK En base a este último resultado, establecemos las razones entre lados de los triángulos CHKyABC : • 5 48 25 122012 20 25 =⇒×=⇒=⇒= HKHK HKHK CH BC AB cm • 5 36 25 121512 15 25 =⇒×=⇒=⇒= CKCK CKCK CH AC AB cm La superficie del triángulo CHK es 25 864 2 5 36 5 48 2 = × =× CKHK cm2 De otra forma, 34,56 cm2 ¿Cuántos números primos p tienen la propiedad de que p 4 + 1 es primo también? SOLUCIÓN Sólo uno: 1712 4 =+⇒= pp Los demás primos 2>p son impares 4p⇒ es impar 214 >+⇒ p es par y, por tanto, compuesto. Sólo uno: p = 2 En un cuadrado de lado unidad, los puntos A y B se deslizan sobre sendos lados del cuadrado determinando los segmentos a = OA y b = OB ¿Qué valor debe tomar a + b para que la superficie de la figura de color amarillo sea la mitad de la del cuadrado? SOLUCIÓN Por ser la mitad de la del cuadrado, la superficie de la figura amarilla coincidirá con la suma de las superficies de los dos triángulos blancos. Ese valor es ( ) ( ) ( ) 2 2 2 11 2 11 baba +−=×−+−× Como la superficie del cuadrado es 1, deberá cumplirse que ( ) ( ) ⇒=+−⇒=+− 12 2 1 2 2 ba ba a + b = 1 Un río empieza en el punto A y se bifurca en dos ramas. Una de ellas recoge 2/3 del agua de la corriente y la otra el resto. Más tarde, la primera rama se divide en tres ramas una de ellas toma 1/8 del agua de la rama, la segunda 5/8 y la tercera el resto. Más adelante, esta última rama vuelve a encontrarse con la segunda de las ramas iniciales. ¿Qué porción del agua original fluye por el punto B? SOLUCIÓN La rama superior que se desvía hacia B recoge 8 2 de los 3 2 del caudal inicial. Llega a B el caudal anterior y 3 1 del inicial, por lo que la cantidad de agua que fluye por ese punto es 2 1 6 3 3 1 6 1 3 1 12 2 3 1 3 2 4 1 3 1 3 2 8 2 ==+=+=+×=+× . Es decir, la mitad del caudal original En los partidos de baloncesto hay tiros de 3 puntos, tiros de 2 puntos y tiros libres, que valen 1 punto cada uno. En un partido un equipo hizo tantos puntos con tiros de 3 como con tiros de 2 puntos y el número de aciertos en tiros libres superó en una unidad al número de aciertos en tiros de 2 puntos, sumando al final 61 puntos. ¿Cuántos tiros libres encestaron los jugadores de ese equipo? SOLUCIÓN Sean cba ,, el número de aciertos en tiros respectivos de 3,2,1 puntos. Según el enunciado se verifica que = = = ⇒ = += = ⇒ = += = ⇒ =+++ += = ⇒ =++ += = 12 13 8 12 1 3 2 605 1 23 61221 1 23 6132 1 23 b a c b ba b c b ba bc bbb ba bc cba ba bc Encestaron 13 tiros libres Sea el triángulo isósceles ABC donde CA = CB Se señala el punto D sobre el lado AB que verifica que AD = DC y DB = BC Halla la medida del ángulo ACB SOLUCIÓN Por construcción aparecen tres triángulos isósceles: ABC , ADC y DBC Los ángulos de los vértices A y B en el triángulo ABC son iguales. Llamamos α a su medida. Es evidente que esa es también la medida del ángulo en C en el triángulo ADC Llamamos β a la medida de los ángulos iguales de los vértices D y C en el triángulo DBC Claramente se ve que el valor buscado es βα + De todo lo anterior se obtienen dos igualdades a partir, respectivamente, de los ángulos de los triángulos ABC y DBC : ( ) =++ =+++ º180 º180 ββα βααα . La relación similar en ADC depende de las dos anteriores y no ofrece nueva información. Entonces, ( ) = = ⇒ = = ⇒ =+ =+ ⇒ =++ =+++ −× −× º72 º36 º3605 º1805 º1802 º1803 º180 º180 ª2ª12 ª1ª23 β α β α βα βα ββα βααα Por lo tanto, la medida del ángulo es =+=+ º72º36βα 108o En esta lista de ocho números a, b, c, d, e, f, g y h la suma de tres seguidos es 30 Halla el valor de a + h si c = 5 SOLUCIÓN ( ) ( ) ( ) ( ) ( )⇒+++−+++−+=+⇒ =+ =+ = =+ =+ =+ ⇒ =++ =++ =++ =++ =++ =++ = hggeeddbbaha hg ge f ed db ba hgf gfe fed edc dcb cba c 25 25 5 25 25 25 30 30 30 30 30 30 5 =+−+−=+⇒ 2525252525ha 25 La figura muestra un círculo con diámetro AB y un punto C sobre la circunferencia. Calcula la ordenada de C SOLUCIÓN Construimos el triángulo rectángulo ABC inscrito en la circunferencia, cuya hipotenusa es el diámetro y la altura es la longitud OC Por el teorema de la altura, 416822 =⇒=×=×=⇒= OCOBOAOC OC OB OA OC En conclusión, la ordenada de C es x = – 4 Una esfera de volumenaπ m3 tiene una superficie de bπ m2, donde a y b son números enteros de cuatro cifras cada uno. ¿Cuál es el radio de dicha esfera? SOLUCIÓN Sea r el radio de la esfera. Se cumple, entonces, que = = ⇒ = = 2 3 2 3 4 3 4 4 3 4 rb r a br ar ππ ππ Como a y b son valores enteros, hacemos = = ⇒= 2 3 36 36 3 nb na nr , tales que ambos son de cuatro cifras y n entero. De lo anterior, 6 166 64 99991000 99991000 =⇒ ≤≤ ≤≤ ⇒ ≤≤ ≤≤ n n n b a . Por tanto, 183 == nr El radio mide 18 m El primer elemento de una sucesión es a1 = 0 y an+1 = an + n x (-1) n si n > 0 Halla el valor de k tal que ak = 2015 SOLUCIÓN Hallamos los primeros términos de la sucesión: • 01 =a • ( ) ( ) 111011 112 −=−×+=−×+= aa • ( ) 112112 223 =×+−=−×+= aa • ( ) ( ) 213113 334 −=−×+=−×+= aa • ( ) 214214 445 =×+−=−×+= aa • ( ) ( ) 315215 556 −=−×+=−×+= aa • ( ) 316316 667 =×+−=−×+= aa • … … … De lo anterior se deduce fácilmente por inducción que −= −= imparesnsi n a paresnsi n a n n 2 1 2 De ahí k debe ser impar y ⇒=−⇒=−= 403012015 2 1 k k ak k = 4031 Halla una solución entera de la ecuación SOLUCIÓN Al ser los números 2 y 5 primos entre sí la única potencia común es 1, que se obtiene cuando ambos exponentes son iguales a 0 Por lo tanto, se deberá cumplir que −= = = = ⇒ ±= ±= ⇒ =−− =+− ⇒= −−+− 3 4 2 1 4 2 491 4 499 012 0492 52 2 2 12492 22 x x x x x x xx xxxxxx y el único valor que es raíz de ambas ecuaciones es x = 4 En el cuadrado ABCD de lado unidad nombramos el punto medio de AB con la letra M Halla el área roja. SOLUCIÓN Resaltamos los triángulos APD y OPM , que son semejantes con razón de semejanza 2 1= AD OM , pues 1=AD y 2 1=OM Por lo tanto, 2 1= RP PS , y como 3 1 2 1 =⇒==+ RPAMRPPS y 6 1=PS Calculamos entonces el área del triángulo OPM : 24 1 2 6 1 2 1 2 = × =× PSOM Como el área roja es el doble, valdrá esta 1/12 unidades cuadradas ¿Cuál es el valor de la suma P + Q + R? SOLUCIÓN Se cumple que 639027=× RRRPQPQ Como PQPQPQPQPQ ×=+×= 101100 y ⇒×= RRRR 111 ⇒=××=×××=×××=×⇒ 63902711211111101111101 RPQRPQRPQRRRPQPQ = = = ⇒×===×⇒ 3 9 1 31957 11211 639027 R Q P RPQ En resumen, =++=++ 391RQP 13 ¿Cuántos números de 2015 cifras existen tales que todo número de 2 cifras formado por cifras suyas consecutivas sea divisible por 17 ó por 23? SOLUCIÓN Veamos primero los posibles números de dos cifras que aparecen en la secuencia: 85,68,51,34,17 como múltiplos de 17 y 92,69,46,23 como múltiplos de 23 Al ser un número finito de números posibles, debe poder construirse, con ellos, una cadena cíclica de 2015 cifras que cumpla las condiciones del enunciado. Estudiamos cada caso: 1. El número no puede comenzar con 17 pues no existe otro de los citados que enlace con él. 2. Si el número empieza con 34 debemos continuar con 346 (: para construir el 46 ) , a. 3468 (: para construir el 68 ) , 34685 (: para construir el 85 ) , 346851 (: para construir el 51) , 3468517 (: para construir el 17 ) y acaba aquí el proceso. b. 3469 (: para construir el 69 ) , 34692 (: para construir el 92 ) , 346923 (: para construir el 23 ) , 3469234 (: para construir el 34 ) volviendo así a iniciar el bucle y, de esta forma, el número 3469234692....3434692346923469234692 de 2015 cifras cumple la condición del problema. c. 3469 (: para construir el 69 ) , 34692 (: para construir el 92 ) , 346923 (: para construir el 23 ) , 3469234 (: para construir el 34 ) volviendo así a iniciar el bucle excepto en los últimos dígitos (en los que sustituimos el 69 por el 68 ) y, de esta forma, el número 3469234685....3434692346923469234692 de 2015 cifras cumple la condición del problema. 3. El número no puede comenzar con 51 pues, por el apartado a2 acaba el proceso de inmediato. 4. El número no puede comenzar con 85 pues, por el apartado a2 acaba el proceso de inmediato. 5. Si el número comienza por 23 , según el apartado b2 , se puede construir el número de 2015 cifras 2346923469....2323469234692346923469 y, según el apartado c2 , se puede construir el número de 2015 cifras 2346923468....2323469234692346923469 que cumplen la condición del problema. 6. Si el número comienza por 46 , según el apartado b2 , se puede construir el número de 2015 cifras 4692346923....4646923469234692346923 y, según el apartado c2 , se puede construir el número de 2015 cifras 4692346851....4646923469234692346923 que cumplen la condición del problema. 7. Si el número comienza por 69 , según el apartado b2 , se puede construir el número de 2015 cifras 6923469234....6969234692346923469234 y, según el apartado c2 , se puede construir el número de 2015 cifras 6923468517....6969234692346923469234 que cumplen la condición del problema. 8. Si el número comienza por 92 , según el apartado b2 , se puede construir el número de 2015 cifras 9234692346....9292346923469234692346 que cumple la condición del problema. El otro (apartado b2 ) no puede construirse. En resumen, hemos construido con éxito los números en los apartados 8,7,6,5,2b por lo que hay 9 números Sea la progresión 1, 3, 32, 33, …, 31000 ¿Cuál es el entero más próximo al cociente entre el mayor elemento de la progresión y la suma de los restantes? SOLUCIÓN Como es una progresión geométrica de razón 3 , la suma de los 1000 primeros términos es ( ) 2 13 13 131 3.........3331 10001000 99932 −= − −×=+++++ , pues ( ) 1 11 − −×= r ra S n n es la suma de los n primeros términos de una progresión geométrica de razón r Escribimos, entonces, el cociente que se propone en el enunciado: = − −×+ − = − −×+= − ×= − = +++++ 13 232 13 2 13 2322 13 32 2 13 3 3.........3331 3 1000 1000 10001000 1000 1000 1000 1000 1000 99932 1000 ( ) 2 13 2 13 132 13 2 10001000 1000 1000 + − = − −×+ − = por lo que el entero pedido es 2 Halla, en función de m, el valor de sen4 x + cos4 x si sen x + cos x = m SOLUCIÓN Según el binomio de Newton, ( ) ⇒+×+=+ xxxsenxsenxxsen 222 coscos2cos ( ) ( )⇒+−+=×⇒ xxsenxxsenxxsen 222 coscoscos2 1cos2 2 −=× mxxsen También, ( ) ⇒+×+×+×+=+ xxxsenxxsenxxsenxsenxxsen 4322344 coscos4cos6cos4cos ( ) ⇒×−×−×−+=+⇒ xxsenxxsenxxsenxxsenxxsen 2233444 cos6cos4cos4coscos ( ) ( ) ⇒×−+××−+=+⇒ xxsenxxsenxxsenxxsenxxsen 2222444 cos6coscos4coscos ( ) ( ) ⇒−+−+−=−×−−×−=+⇒ 2 3 3 2 3 221 2 3 12cos 2424 222444 mmmmmmmxxsen 2 21 cos 42 44 mmxxsen −+=+⇒ , o de otra forma equivalente, sen4 x + cos4x = 1 – (m2 – 1)2/2 Javi corre cada día, siempre a la misma velocidad, dando vueltas a una pista de 6 m de ancha, rectangular y cerrada por semicircunferencias. Si corre por el borde exterior tarda 6 segundos más en dar una vuelta completa que si lo hace por el borde interior. ¿Cuál es la velocidad de Javi en metros por segundo? SOLUCIÓN Sea x m/s la velocidad constante de Javi. Si a es la longitud horizontal de la pista y r el radio interior los metros recorridos por el borde interior son ra π22 + y los metros por el borde exterior son ( )622 +×+ ra π Como velocidad espacio tiempo tiempo espacio velocidad =⇒= , el enunciado nos dice que ( ) ⇒++=++⇒++=++⇒++=+×+ 62212226221222622622 x ra xx ra x ra x ra x ra x ra ππππππππ πππ 2 6 12 6 12 ==⇒= x x O sea, la velocidad de Javi es 2π m/s Un poliedro está formado por 6 caras triangulares. En cada vértice hay un número y, para cada cara, consideramos la suma de los tres números que hay en los vértices de esa cara. Si todas las sumas son iguales y dos de los números de los vértices son 1 y 5, ¿cuáles la suma de los 5 números de los vértices del poliedro? SOLUCIÓN Nombramos los vértices con los valores x , y , z Según el enunciado, se verifica que 515151 ==⇒++=++=++ yxyxyx 1155 =⇒++=++=++=++ zyxyxzyzxz Por lo tanto, la suma de los vértices es =++++ 11555 17 En una tirada de dardos la diana tiene forma de octógono regular. Si el dardo puede caer con igual probabilidad en cualquier punto de la diana, ¿cuál es la probabilidad de que caiga en el cuadrado rojo? SOLUCIÓN La probabilidad será la razón entre la superficie roja (aciertos) y la superficie total del octógono (tiradas posibles) Si consideramos el octógono de lado unidad, la superficie del cuadrado rojo es 1 La superficie del octógono es la suma de la superficie del cuadrado rojo, de cuatro rectángulos iguales y de cuatro triángulos rectángulos isósceles iguales y cuya hipotenusa es 1 El cateto común c de cada triángulo cumple, por el teorema de Pitágoras, que ⇒=⇒=+ 2 1 1 2222 ccc 2 2 2 1 ==⇒ c Por tanto el área de cada triángulo es 4 1 22 2 ==× ccc , y el área de cada rectángulo es 2 2 1 ==× cc De todo lo anterior, la superficie del octógono es 222 2 2 4 4 1 41 ×+=×+×+ La probabilidad pedida es, entonces, =−= ×+ = 2 12 222 1 P 0,2071 Hay 25 personas en una fila, que pueden ser veraces (dicen siempre la verdad) o mentirosos (siempre mienten). Todos, excepto la primera persona de la fila, dicen que la persona que está delante de él es un mentiroso, y la primera persona de la fila dice que todos los que están detrás de él son mentirosos. ¿Cuántos mentirosos hay en la fila? SOLUCIÓN Si el último de la fila (el que ocupa el lugar 25 ) dice la verdad, el que ocupa el lugar 24 es un mentiroso, el del lugar 23 dice la verdad… y así sucesivamente. En este caso, los que ocupan lugar par mienten y los que ocupan lugar impar dicen la verdad. Esto es imposible porque el que ocupa el lugar 1 miente porque dice que todos mienten menos él. En conclusión, el último de la fila (el que ocupa el lugar 25 ) miente, el que ocupa el lugar 24 dice la verdad, el del lugar 23 miente… y así sucesivamente hasta el segundo que dice la verdad y el primero, evidentemente, miente. Los que mienten son los que ocupan un lugar impar: 13 En un triángulo de lados a, b y c se verifica que (a + b + c) x (a + b – c) = 3ab Halla el valor del ángulo opuesto al lado c SOLUCIÓN ( ) ( ) ( ) abbacabcbabaabcbaabcbacba −+=⇒=−++⇒=−+⇒=−+×++ 22222222 3233 Por el teorema del coseno, ⇒×−+=−+=⇒×−+= CabbaabbacCabbac cos2cos2 22222222 ⇒=⇒ 2 1 cosC C = 60o Smith y Kidd se aburren en el barco. Smith escribe en sucesión varios números naturales distintos menores que 10 y Kidd examina esos números. Kidd observa que, en cada par de números consecutivos de la sucesión, uno de ellos es divisible por el otro. ¿Cuál es el número máximo de números que ha escrito Smith? SOLUCIÓN Los nueve números naturales de una cifra deben ir en secuencia tal que cada par tiene una relación de divisibilidad entre sí. Como el 5 y el 7 solo tienen esa relación con el 1, que la tiene con todos, aquellos deberán comenzar o acabar la secuencia con el 1 acompañando. Además, los restantes tienen relación de divisibilidad con 2 o con 3 , siendo el 6 el número que la tiene con ambos y que servirá de “puente” entre los dos grupos indicados. Así, salvo simetrías, las posibilidades de series con máxima cantidad de números son: 9,3,6,2,4,8,1,5 8,4,2,6,3,9,1,5 9,3,6,2,4,8,1,7 8,4,2,6,3,9,1,7 en las que queda excluido el 5 o el 7 En conclusión, la mayor cantidad de números de la serie es 8 Dados los tres triángulos rectángulos de la figura, ninguno de ellos es semejante a ninguno de los otros dos y todos los segmentos de la figura tienen longitud entera, siendo AB = 3 cm. Si el área del pentágono ABCDE viene dada por un número de tres cifras, ¿cuál es la suma de las cifras de dicho número? SOLUCIÓN Las condiciones del enunciado nos indican que los lados de los tres triángulos son ternas pitagóricas distintas. En la tabla pueden verse las primeras (obviando las que se deducen de ellas): Según lo anterior, como 3=AB cm, el triángulo BAE tendrá los lados cuyas medidas son las correspondientes a la primera terna: 6 2 43 5 4 3 =×=⇒ = = = BAEÁrea BE AE AB cm 2 Si 5=BE cm, el triángulo BEC tendrá los lados cuyas medidas son las correspondientes a la segunda terna: 30 2 125 13 12 5 =×=⇒ = = = BECÁrea BC EC BE cm 2 Si 12=EC cm y los triángulos no son semejantes, el triángulo ECD tendrá los lados cuyas medidas son las correspondientes a la séptima terna: 210 2 3512 37 35 12 =×=⇒ = = = ECDÁrea ED CD EC cm 2 La superficie del pentágono es 246210306 =++=++= ECDBECBAEABCDE ÁreaÁreaÁreaÁrea cm 2 y la suma de sus cifras es =++ 642 12 Se tienen 2015 cubitos de 1 cm de lado que se disponen formando un paralelepípedo recto rectangular (: como una caja de zapatos). Se tienen también 2015 pegatinas cuadradas de 1 cm de lado que se utilizan para colorear toda la superficie exterior del paralelepípedo. Una vez que se ha terminado la labor, ¿cuántas pegatinas sobran? SOLUCIÓN Como 311352015 ××= , estas serán, en centímetros, las dimensiones del paralelepípedo. Tendrá dos caras de 135× cm2 que se rellenarán con 1301352 =×× pegatinas. Igualmente tendrá dos caras de 315× cm2 que se rellenarán con 3103152 =×× pegatinas. Y, por fin, tendrá dos caras de 3113× cm2 que se rellenarán con 80631132 =×× pegatinas. Se usan, pues, 1246806310130 =++ pegatinas para cubrir la superficie del paralelepípedo. Sobrarán 67912462015 =− pegatinas También podrían haber habido otras posibilidades: • ( ) 48462423240354031512403512015 =×=×+×+××⇒××= pegatinas se necesitarían en este caso, cantidad mayor que las existentes por lo que esta posibilidad no se produjo. • ( ) 43662183215513155113121551312015 =×=×+×+××⇒××= pegatinas se necesitarían en este caso, cantidad mayor que las existentes por lo que esta posibilidad no se produjo. • ( ) 42222111265316513112653112015 =×=×+×+××⇒××= pegatinas se necesitarían en este caso, cantidad mayor que las existentes por lo que esta posibilidad no se produjo. • ( ) 40342017220151111122015112015 =×=×+×+××⇒××= pegatinas se necesitarían en este caso, cantidad mayor que las existentes por lo que esta posibilidad no se produjo. Resumiendo, la única situación factible provoca que sobren 769 pegatinas En un torneo de tenis en el que participan N jugadores, el número de jugadores de élite viene dado por la fórmula ( )[ ] NN −−+ 1log1 22 , donde [x] significa el mayor entero menor o igual que x. Si en dicho torneo hay 19 jugadores de élite y el número total de jugadores es menor que 120, calcula la suma de todos los posibles valores de N. SOLUCIÓN Según la definición, ( )[ ] = = = = =− ...... 16...,...,10,93 8,7,6,52 4,31 20 1log2 Nsi Nsi Nsi Nsi N y, según estos resultados, ( )[ ] ( )[ ] ......,3,2,1.0,2222221log 111log112 2 =≤<−=−⇒≤<=− ++−++ mNsiNNNsimN mmmNmm Por el enunciado, 5612120222192 7611 ≤⇒≤+⇒<<≤≤<=− ++ mmNyN mmm Además, por la propia fórmula, 451238219192 511 >⇒>+⇒>≥⇒≥−= ++ mmN mm De todo lo anterior se deduce la única solución 451964192192:5 61 =−=⇒=−⇒=−= + NNNm m 45 ¿Cuál es el menor entero positivo n tal que es un cuadrado perfecto? SOLUCIÓN ( ) ( ) ( ) ( ) ( )=−××−×−×−×− 1......15141312 22222 n ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) =+×−××+×−×+×−×+×−×+×−= 11......1515141413131212 nn ( ) ( )11......64534231 +×−×××××××××= nn Observamos que van a aparecer, sucesivamente, los cuadrados de todos los números naturales excepto del 2 , del antepenúltimo de los factores y, evidentemente, del último (y mayor) de los factores. Por tanto, unaprimera posibilidad a tratar es que el antepenúltimo de los factores multiplicado por 2 sea un cuadrado perfecto y que el último de los factores lo sea también. Esto se produce, en primer lugar, si 8=n : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) =−×−×−×−×−×−×− 18171615141312 2222222 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) =+×−×+×−×+×−×+×−×+×−×+×−×+×−= 1818171716161515141413131212 =×××××××=×××××××××××××= 9827654397867564534231 22222 ( ) 222422222 3024076544333276543 =××××××=××××××= , cuadrado perfecto. La respuesta es 8 Sean los tres círculos concéntricos de la figura y dos diámetros perpendiculares, siendo 1 la longitud del radio del círculo más pequeño. Si las tres partes coloreadas tienen la misma superficie, ¿cuánto vale el producto de los tres radios de los círculos? SOLUCIÓN Llamamos r y R a los radios de los círculos respectivos mediano y grande. Las superficies de las tres partes miden 4 12×π , ( ) 4 122 −× rπ y ( ) 4 22 rR −×π Como todas son iguales entre sí, ( ) 211 4 1 4 1 22 222 =⇒=−⇒×=−× rrr ππ También, ( ) 32111 4 1 4 2222 222 =+=+=⇒=−⇒×=−× rRrRrR ππ En resumen, 662322 =×⇒=×=× rRrR y, el producto de los tres radios es =×× 1rR √6 En un bote hay 60 lápices de colores y el 10 % de ellos son rojos. ¿Cuántos lápices de otros colores hay que sacar para que los rojos representen el 12 % de todos los lápices que quedan en el bote? SOLUCIÓN Hay 660%10 =× lápices rojos y, por tanto, 54 lápices de otros colores. Para que los 6 lápices rojos representen el %12 del total de lápices (llamemos x a esa nueva cantidad) deberá cumplirse que 50 12 1006 6%12 =×=⇒=× xx . Es decir, deberá haber en total 50 lápices de los cuales 44650 =− serán de de colores distintos al rojo. Para conseguir el propósito indicado en el enunciado deberemos quitar, entonces, =− 4454 10 lápices ¿Cuál es el menor número natural que multiplicado por da como resultado un número entero? SOLUCIÓN Si 900 8412 84129006,9346,93461001000 6,93461000 6,934100 634,9 =⇒=⇒−=−⇒ = = ⇒= xxxx x x x )) ) ) ) En resumen, 900 8412 634,9 = ) Como ( ) 75 701 634,9 12:900 12:8412 900 8412 634,912900,8412 =⇒==⇒= )) mcd . De ahí, 70175634,9 =× ) El menor número natural que cumple la condición del enunciado es, pues, 75 Halla las dos últimas cifras del número 1 2 – 2 2 + 3 2 … – 2014 2 + 2015 2 SOLUCIÓN ( ) ( ) ( )=−++−+−+=+−−+−+− 22222222222222 20142015...4523120152014...54321 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4029...9512014201520142015...454523231 ++++=−×+++−×++−×++= El valor es la suma de una progresión aritmética de diferencia 4 , primer término 1 y último 4029 Si el número de términos es n , ( ) ( ) 1007 4 4028 1141402911 ==−⇒−×+=⇒−×+= nnndaan , por lo que hay 1008=n términos De ahí, como la suma de los n términos es ( ) ⇒ ×+= 2 1 naaS nn ( ) 2031120 2 100840291 4029...95120152014...54321 2222222 =×+=++++=+−−+−+−⇒ y las dos últimas cifras son 20 Entre diez empleados de un centro comercial se va a hacer un sorteo para elegir a cuatro que deben trabajar este domingo. A Lourdes le viene fatal, pero Blanca le ha dicho que no se preocupe porque la suplirá si sale elegida. Si salen las dos elegidas, Lourdes no tendrá más remedio que hacer el turno. ¿Cuál es la probabilidad de que Blanca trabaje el domingo? SOLUCIÓN La probabilidad de que Blanca trabaje el domingo es uno menos la probabilidad de que no trabaje, que se producirá cuando ni ella ni Lourdes salgan elegidas. Los casos posibles son combinaciones de 10 empleados tomados de 4 en 4 y los casos favorables a que ninguna de las dos sea elegida son combinaciones de 8 empleados (todos menos ellas) tomados de 4 en 4 . Por lo tanto, 3 1 65 109 1 !4 !6 !10 !8 !4!10 !6!8 !6!4 !10 !4!4 !8 4 10 4 8 )"min(" =×× × =×= × ×= × ×= =godoeltrabajanoBlancaP Es decir, =−=−= 3 1 1)"min("1)"min(" godoeltrabajanoBlancaPgodoeltrabajaBlancaP 2/3 ¿Cuántos números de 8 cifras distintas, ninguna de las cuales es 0, son divisibles por 9? SOLUCIÓN Hay nueve cifras distintas de cero y su suma es 45987654321 =++++++++ , divisor de 9 Eligiendo 8 de esas 9 cifras, solo en un caso la suma de esas 8 seguirá siendo divisor de 9 y, por tanto, el número formado por esas cifras también lo será: cualquiera que se construya eligiendo todas menos la cifra 9 . La suma de las cifras será 36 En resumen, la cantidad de esos números será el número de permutaciones de esas 8 cifras: !88 =P 8! = 40320 A un hexágono regular se le adosan cuatro triángulos equiláteros, con la misma longitud de lado que la del hexágono, alrededor de un vértice como se observa en la figura. Si el área del hexágono es de 72 cm2, ¿cuál es el área del pentágono construído uniendo los centros de hexágono y triángulos? SOLUCIÓN Como el área del hexágono, formado por seis triángulos equiláteros iguales a los adosados, es 72 cm2, la superficie de uno de tales triángulos es 12 6 72 = cm2 Además, el pentágono está formado por cuatro partes a (que son la tercera parte de un triángulo) y dos partes b (igual a la mitad de un triángulo) De ahí que la superficie del pentágono sea =+=×+×=+ 1216 2 12 2 3 12 424 ba 28 cm2 Una esfera tiene en ella inscrito un cubo: sus vértices están en la superficie de la esfera. Halla el porcentaje del volumen de la esfera que representa el volumen del cubo. SOLUCIÓN Sea R el radio de la esfera. El volumen será 3 3 4 Rπ unidades cúbicas. El diámetro de la esfera, RD 2= , coincide con una diagonal del cubo por lo que, si a es el lado del cubo y por el teorema de Pitágoras, ( ) RaRaRaRaaaadD ×=⇒=⇒=⇒=++=+= 3 4 3 4 432 22222222222 El volumen del cubo es, entonces, 3 33 44 3 4 3 3 RRa = ×= unidades cúbicas. El porcentaje es, entonces, =×=×=× %100...483675525969,0%100 3 4 %100 3 4 33 44 3 3 ππ R R 36,76 % En un examen de conducir aprobaron la misma cantidad de hombres que de mujeres, aunque sólo aprobaron los 2/3 de los hombres y el 75% de las mujeres que se presentaron ¿Qué porcentaje de personas presentadas aprobaron? SOLUCIÓN Sea x2 el número de personas aprobadas: x hombres y x mujeres. Como sólo aprobaron un 3 2 de los hombres presentados, xhxh 2 3 3 2 =⇒= son los hombres presentados. Además aprobaron el %75 de las mujeres presentadas: xxmxmxm 3 4 75 100 100 75 %75 ==⇒=⇒= son las mujeres presentadas. En conclusión, se presentaron xxx 6 17 3 4 2 3 =+ personas aprobando x2 . El porcentaje es =×=× %100 17 12 %100 6 17 2 x x 70,59 % En el rectángulo JKLM, la bisectriz del ángulo KJM corta a la diagonal MK en el punto N. Las distancias de N a los lados ML y KL son, respectivamente, 1 y 8. ¿Cuánto vale ML ? SOLUCIÓN Marcamos en la figura los datos del problema y determinamos que el cuadrilátero JSNR es un cuadrado. Llamamos 8+=⇒= xMLxMQ Los triángulos NQM y KLM son rectángulos y semejantes, por lo que ⇒=====⇒=⇒= xMQRNSNKP x KP x KP NP NQ MQ 888888 1 22882 ==⇒=⇒ xx Es decir, ML = 2√2 + 8 = 10,83 unidades de longitud No se sabe si el número es primo o compuesto ¿Qué cifra es a ? SOLUCIÓN Sea ax 1910197 1010 +×= • Si acaba en cifra par o cero será múltiplo de 2 y, por tanto, compuesto. • Si 3=a , la suma de las cifras de 19310197 1010 +×=x es 30391791 =+++++ , por lo que será múltiplo de 3 y, por tanto, compuesto • Si 195101975 1010 +×=⇒= xa y el número es divisible por 5 al acabar en dicha cifra y, por tanto, compuesto. • Si 7=a el número es ( )11019719710197 1010 1010 +×=+×=x y, por tanto, compuesto. • Si 9=a , la suma de las cifras de 19910197 1010 +×=x es 36991791 =+++++ , por lo que será múltiplo de 9 y, por tanto, compuesto. En conclusión:para que haya dudas de su primalidad debe ser a = 1 Si , ¿cuántos posibles valores de R existen? SOLUCIÓN Se tiene que cumplir, forzosamente, que cba ,, son valores no nulos para que exista R Si ⇒−=−⇒+=+⇒ + = + ⇒ + = + = + = 2222 abbcacbcbaca ca b cb a ba c ca b cb a R ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) bac ba baab cbaabcba −−=⇒ − +×−=⇒+×−=×−⇒ De ahí, 1−= + −−= + = ba ba ba c R Solo existe un valor: R = –1 logx y + logy x = 7 ¿Cuánto vale (logx y ) 2 + (logy x ) 2 ? SOLUCIÓN Si llamamos Lyx =log , haciendo cambio de base resulta que ⇒=== Lyy x x xx x y 1 log 1 log log log L Lxy yx 1 loglog +=+⇒ y ( ) ( ) 2 222 1loglog L Lxy yx +=+ En resumen, hay que calcular 2 2 1 L L + sabiendo que 71 =+ L L 4724927 11 2 11 2 1 7 2 2 2 2 2 2 2 2 2 =−=−=+⇒++=+××+= += L L L L LL LL L L Por lo tanto, ( ) ( ) =+=+ 2 222 1loglog L Lxy yx 47 Se ha dividido un rectángulo en cuatro rectángulos menores. El perímetro de tres de ellos es conocido y se muestra en la figura: 20, 24 y 32. ¿Cuál es el perímetro del cuarto rectángulo? SOLUCIÓN Según nos indica el enunciado, 122422 163222 102022 =+⇒=+ =+⇒=+ =+⇒=+ dbdb cbcb caca y observemos que nos piden da 22 + Como =+++−+=++−−+=+ )()( dbbccadbbccada 6121610 =+−= , el perímetro buscado es =+ da 22 12 Sea el número Dados los números 3, 7, 31, 127 y 2047 se sabe que uno de ellos no lo divide. ¿Cuál es? SOLUCIÓN Descomponemos factorialmente el exponente del número y obtenemos que 2511321650 ×××= por lo que 1212 2511321650 −=− ××× Por otro lado, tengamos en cuenta que 12120482047 121128127 1213231 12187 12143 11 7 5 3 2 −=−= −=−= −=−= −=−= −=−= Sabiendo que 1−na es siempre múltiplo de Nnaaa ∈∀≠ℜ∈∀− ,1,,1 pues ( ) ( )1...11 221 +++++×−=− −− aaaaaa nnn se deduce que • 123 2 −= divide a ( ) 121212 22 51132511321650 −=−=− ××××× haciendo 22=a • 127 3 −= divide a ( ) 121212 22 51123511321650 −=−=− ××××× haciendo 32=a • 1231 5 −= divide a ( ) 121212 115325511321650 2 −=−=− ×××××× haciendo 52=a • 122047 11 −= divide a ( ) 121212 22 53211511321650 −=−=− ××××× haciendo 112=a Por tanto, si alguno de los números citados no lo divide, ese es el número 127 En cada cara de un cubo se escribe un entero positivo diferente de tal modo que cuando dos caras son adyacentes (comparten una arista), el máximo común divisor de los dos números de las caras es 1. ¿Cuánto vale la menor suma posible de los números en las seis caras del cubo? SOLUCIÓN Cada cara es adyacente con otras cuatro, por lo que solo puede haber, en el cubo y para que se cumplan las condiciones del enunciado, dos caras con los números pares 2 y 4 , y estos estarán en caras opuestas. Las demás caras se rellenarán con los cuatro primeros números impares 1, 3 , 5 y 7 , por lo que la suma de las caras será =+++++ 754321 22 Si sen 15o y cos 15o son las raíces de la ecuación x2 + ax + b = 0, halla el valor de a4 – b2 SOLUCIÓN Se sabe que la suma de las raíces es igual al opuesto del coeficiente del término de primer grado dividido por el coeficiente del término de segundo grado y que el producto de las raíces es igual al término independiente dividido por el coeficiente del término de segundo grado. Entonces, ( )º15cosº15 +−= sena y º15cosº15 ×= senb A partir de aquí, desarrollamos ( ) ( )bababa −×+=− 2224 ( ) ⇒×++××+=×++=+ º15cosº15º15cosº15cosº152º15º15cosº15º15cosº15 2222 sensensensensenba º30 2 3 1º15cosº15312 sensenba ×+=××+=+⇒ ya que ααα cos22 ××= sensen ( ) ⇒×−+××+=×−+=− º15cosº15º15cosº15cosº152º15º15cosº15º15cosº15 2222 sensensensensenba º30 2 1 1º15cosº1512 sensenba ×+=×+=−⇒ Por lo tanto, ( ) ( ) ⇒×+×+×+= ×+× ×+=−×+=− º30 4 3 º30 2 1 º30 2 3 1º30 2 1 1º30 2 3 1 22224 sensensensensenbababa 16 35 16 3 11 2 1 4 3 2 1 21º30 4 3 º3021 2 224 =++= ×+×+=×+×+=−⇒ sensenba Así pues, a 4 – b2 = 35/16 Como se ve en la figura, ABCD es un rectángulo y AED un triángulo equilátero. F es el punto medio de AE , AB = 6 cm y AD = 12 cm Halla la medida del ángulo BFA SOLUCIÓN Como AED es un triángulo equilátero y 12=AD cm 6 2 12 22 ====⇒ ADAEAF cm y el triángulo ABF es isósceles con los ángulos BFAABF = El ángulo º30º60º90 =−=−= DAFDABFAB y ⇒=×+⇒=++ º1802º30º180 BFABFAABFFAB =−=⇒ 2 º30º180 BFA 75o Se han borrado los dígitos a y b de esta multiplicación: ¿Cuál es la suma de los dígitos borrados? SOLUCIÓN Se trata de hallar ba + teniendo en cuenta que 0210090034203129 ba =× Como 342 es divisible por 9 , 02100900b también lo será por lo que bb +=++++++++ 1220009001 es múltiplo de 69 =⇒ b Entonces, 5295031 342 100900602 0312910090060234203129 =⇒==⇒=× aaa En conclusión, =+=+ 65ba 11 En un rectángulo, la bisectriz de un ángulo divide a la diagonal (la que no pasa por ese vértice ) en la razón 2 : 5 ¿En qué razón divide al lado del rectángulo? SOLUCIÓN Por comodidad nombramos los vértices y los puntos de intersección de la figura con las letras que se ven. Dibujamos una línea paralela (roja) al lado de longitud a que pasa por el punto de corte de la diagonal y la bisectriz y corta a los lados de longitud b en sendos puntos que también nombramos. También por comodidad, y según el enunciado, damos longitudes 5 y 2 a los segmentos en que la bisectriz divide a la diagonal. Como el triángulo BCT es rectángulo e isósceles, aBCTC == y está claro que la razón que nos piden es DTTC : o sea ab a DT TC − = pues abTCDCDT −=−= Como los triángulos AFS y ABC son semejantes, ⇒ = = ⇒ = = ⇒ = = bAF aFS b AF a FS AC AS AB AF AC AS BC FS 7 5 7 5 7 5 7 5 =−=−== =−=−= ⇒ bbbAFbFBEC aaaFSaES 7 2 7 5 7 2 7 5 Como el triángulo SET es rectángulo e isósceles, aESTE 7 2== En resumen, aaaabababbaabaaECTETC 2 3 2 5 2 5 52227 7 2 7 2 =−=−⇒=⇒=⇒+=⇒+=⇒+= , de donde la razón es 3 2 2 3 == − = a a ab a DT TC La razón en que divide al lado es 2 : 3 En la figura adjunta se observa el triángulo ABC y dos arcos de circunferencia: uno de centro E y que pasa por A, B y D y otro de centro D y que pasa por E y C. Si el ángulo B del triángulo vale 63o, ¿cuál es el valor del ángulo C ? SOLUCIÓN Si dibujamos los radios de los arcos marcados en rojo, observamos que DCDEAEBE === Llamamos α=DCE ˆ , ángulo pedido. El triángulo CDE es isósceles: αα 2º180ˆˆˆ −=⇒== EDCDCECED El triángulo BEA es isósceles: º54º632º180ˆº63ˆˆ =×−=⇒== AEBEBABAE Ahora bien, αα −=⇒=++⇒=++ º126ˆº180ˆº54º180ˆˆˆ DEADEACEDDEAAEB El triángulo AED es isósceles: ( ) 2 º54 2 º126º180 2 ˆº180ˆˆˆ αα +=−−=−=⇒= DEAADEEADADE De ahí, =⇒=⇒=+⇒=+⇒=−++⇒=+ αααααααα º5434º542 2 º54 º1802º180 2 º54 º180ˆˆ EDCADE 18o Óscar tiene muchas piezas cuadradas blancas, y Joan muchas piezas rojas, cuadradas también. Todas del mismo tamaño. Quieren construir rectángulos con piezas blancas en el interior y rojas en los bordes, como el de la figura. En un momento dado se dan cuenta que han conseguido construir el mayor rectángulo posible con el mismo número de piezas blancas y rojas. ¿Cuántas piezas han puesto en total en ese momento? SOLUCIÓN Llamamos a y b a la cantidad de fichas que se colocan, respectivamente, en cada fila y en cada columna. El número de piezas blancas existentes será ( ) ( )22 −×− ba y el de piezas rojas será ( ) ( ) 42222 +−×+−× ba Como debe haber la misma cantidad de piezas de cada color, ( ) ( ) ( ) ( ) 4222222 +−×+−×=−×− baba Por simplicidad de cálculo hacemos xa =− 2 y yb =− 2 obteniendo la condición 422 ++= yxxy Entonces, ( ) 2 8 2 2 42 422422422 −+=⇒ − +=⇒+=−×⇒+=−⇒++= x y x x yxxyxyxyyxxy Como x e y son valores enteros positivos, las únicas posibilidades son: • 60125 12 5 103 =×=×⇒ = = ⇒=⇒= ba b a yx piezas componen el rectángulo • 4886 8 6 64 =×=×⇒ = = ⇒=⇒= ba b a yx piezas componen el rectángulo • 4868 6 8 46 =×=×⇒ = = ⇒=⇒= ba b a yx piezas componen el rectángulo • 60512 5 12 310 =×=×⇒ = = ⇒=⇒= ba b a yx piezas componen el rectángulo En resumen, la máxima cantidad de piezas que se han puesto para conseguir un rectángulo con el mismo número de rojas y blancas es 60 Un granjero tiene ovejas y gallinas. La media de número de patas por animal es 3,6 ¿Cuál es el cociente entre el número de ovejas y el número de gallinas? SOLUCIÓN Llamamos x al número de ovejas e y al número de gallinas. Según el enunciado, 6,3 24 = + + yx yx Entonces ⇒==+⇒= + ⇒= + ⇒= + +⇒= + + 25,1 6,1 2 2 6,1 6,1 2 6,3 2 26,3 24 x yx yx x yx x yx x yx yx ==⇒=⇒=+⇒ 25,0 1 25,025,11 y x x y x y 4 ¿Cuál es la probabilidad de que al tirar dos dados los números obtenidos sean las cifras de un cuadrado perfecto de dos cifras? SOLUCIÓN Los casos posibles de pares de números obtenidos son variaciones con repetición de seis elementos tomados dos a dos: 36622,6 ==VR : 66...,,16...,...,62...,,12,61...,,31,21,11 −−−−−−−− Los casos favorables son ocho: 46,64,36,63,25,52,16,61 −−−−−−−− , correspondientes a los cuadrados 2222 864,636,525,416 ==== Por lo tanto la probabilidad es 9 2 36 8 = 2/9 En un triángulo rectángulo, la mediana sobre la hipotenusa vale 2 ¿Cuánto vale la suma de los cuadrados de las otras dos medianas? SOLUCIÓN Dibujamos las otras dos medianas y nombramos sus extremos y dibujamos los segmentos DE y DF , paralelos respectivos a los dos catetos y que unen puntos medios de los lados. Se sabe que 2=AD por lo que, en el triángulo rectángulo AFD y por el teorema de Pitágoras, se verifica que 164 4 2 22 22 22 2 22 222 =+⇒=+⇒= + ⇒=+ cbcbcbADAFDF Además, también por el teorema de Pitágoras, • en el triángulo rectángulo EAB se cumple que 2 2 2 2 222 42 c b c b ABEABE +=+ ⇒+= • en el triángulo rectángulo CAF se cumple que 2 2 2 2 222 42 b c b c ACAFCF +=+ ⇒+= De todo lo anterior, la suma de los cuadrados de las medianas es ( ) =×=+×=+=+++=+ 4 165 4 5 4 5 4 5 44 2222 2 2 2 2 22 cbcbb c c b CFBE 20 ABCDEF es un hexágono regular con centro M y los lados son de longitud 1 ¿Cuál es el área de la zona roja? SOLUCIÓN Como se ve en la figura adjunta, marcamos los segmentos BE y AD para mayor claridad en la siguiente exposición. La superficie roja está compuesta por la de un sector circular ( MAB ), que es la sexta parte del círculo total, más la del triángulo rectángulo BPM , mitad del triángulo equilátero BCM de lado unidad. Teniendo en cuenta que el lado del hexágono es el radio de su circunferencia circunscrita, la superficie del sector circular MAB es 66 12 ππ =× unidades cuadradas. El cateto BP del triángulo BPM es, por el teorema de Pitágoras, 2 3 4 3 4 1 1 2 1 1 2 2222 =⇒=−= −=−= BPMPBMBP por lo que la superficie del triángulo BPM es 8 3 2 2 1 2 3 2 = × =× MPBP unidades cuadradas. La suma de ambas superficies es la pedida: ≅+ 8 3 6 π 0,74010512654 unidades cuadradas Sea N el menor entero positivo que al dividirlo por 5 da resto 2, al dividirlo por 7 da resto 3 y al dividirlo por 9 da resto 4 ¿Cuál es la suma de los dígitos de N ? SOLUCIÓN Se verifica, según el enunciado, que 493725 +=+=+= cbaN siendo, evidentemente, cba >> Entonces, −=⇒−= ++=+=⇒+= 9 17 179 5 12 5 17 175 b cbc b b b aba y llamamos dba b d +=⇒+= 5 12 Con lo anterior, ⇒−=+⇒+=−⇒ += −= ⇒ += −= ⇒ −= += 735218 7 19 2 15 7 19 2 15 197 152 9 17 5 12 dc cd c b d b cb db b c b d 18 917 18 935 93518 −+=⇒−=⇒−=⇒ ddcdcdc Los menores valores posibles enteros positivos serán para 3192222 7 1179 17 18 9917 99 =+=⇒=+×=⇒=−×+=⇒= abcd , que determinan 157417932272315 =+×=+×=+×=N La suma de los dígitos de N es =++ 751 13 ABCE es un cuadrado, BCF y CDE son triángulos equiláteros y AB = 1 ¿Cuál es la medida del segmento FD ? SOLUCIÓN Está claro que 1=== ABCFCD , por construcción, por lo que el triángulo FCD es isósceles. Además el ángulo Ĉ de dicho triángulo es º90º60º60º90ˆˆˆˆ =+−=+−=+= DCEFCBECBDCEECFC &&&& , por lo que FCD es un triángulo isósceles y rectángulo cuyos catetos son de medida unidad. En esas condiciones, y por el teorema de Pitágoras, ⇒=+=+= 211 22222 CDCFFD FD = √2 Sea n un número natural tal que n2 + 4 y n + 3 no son primos entre sí. En estas condiciones, ¿cuál es el máximo común divisor de ambos números? SOLUCIÓN Llamamos ( )3,42 ++= nnmcdk Según lo anterior, kan =+ 42 y kbn =+ 3 , siendo a y b dos números naturales tales que ba > . Además, 1>k y número natural por no ser primos entre sí los números dados. De ahí, ( ) ⇒+−=⇒++−=⇒=+−=+⇒−= k kbbk akbbkkakakbnkbn 136 4964343 22 2222 k bkba 13 62 +−=⇒ Como a es un número natural y 131 =⇒> kk y, entonces, el máximo común divisor de ambos es 13 Un triángulo se dobla a lo largo de la línea a trazos de modo que se obtiene la figura que se ve, cuyo contorno es un heptágono. El área del triángulo original es 1,5 veces el valor del área del heptágono. El área total conjunta de las tres regiones coloreadas de azul es 100 cm2 ¿Cuál es el área del triángulo original? SOLUCIÓN Desplegando la figura se reconstruye el triángulo y se observa que, llamando x cm2 al valor de la superficie del cuadrilátero central blanco, el área del triángulo es 1002 +x cm2 El área del heptágono es 100+x cm2 por lo que, según el enunciado, ( ) 100505,01505,110021005,11002 =⇒=⇒+=+⇒+×=+ xxxxxx cm2 En resumen, la superficie del triángulo es =+×=+ 10010021002x 300 cm2 La función ( ) ≥− <+ = 314 352 xsix xsix xf puede definirse también mediante cbxxaxf ++−×= 3)( , expresión única. Calcula los valores de a, b y c SOLUCIÓN Si ( ) =+ =− ⇒+=++−=+++−×=++−×=⇒< 53 2 523)3(3)(3 ca ab xcaxabcbxxacbxxaxfx Si ( ) −=+− =+ ⇒−=+−+=++−×=++−×=⇒≥ 13 4 143)3(3)(3 ca ab xcaxabcbxxacbxxaxfx De todo lo anterior se deduce fácilmente que 1 4 2 = ⇒ =+ =− a ab ab y 3=b y 2 13 53 = ⇒ −=+− =+ c ca ca O sea, la fórmula única para la función es 233)( ++−= xxxf a = 1, b = 3, c = 2 En un supermercado los carritos, encajados unos en otros, forman dos filas. Una de ellas, con 10 carritos, tiene 2,9 metros de longitud y la otra, con 20 carritos, tiene 4,9 metros de longitud. ¿Cuál es la longitud, en metros, de cada carrito? SOLUCIÓN Llamamos x a la longitud de un carrito y a a la medida de lo que sobresale un carrito encajado en el correspondiente delantero. Poniendo todo, por comodidad, en centímetros, tendremos que para cada fila 110290209 20 2909 20010 2909 49019 2909 ª1 ª1ª2 =⇒=×+⇒ = =+ ⇒ = =+ ⇒ =+ =+ − xx a ax a ax ax ax fila filafila Es decir, la separación es de 20 cm y la longitud de cada carrito es 110 cm = 1,10 metros La figura que se ve está hecha con cuatro cuadraditos iguales. ¿De cuántas formas se puede añadir un cuadradito más para formar una figura con 5 cuadraditos que tenga algún tipo de simetría? SOLUCIÓN Obsérvense las cuatro figuras: la primera tiene simetría central con respecto al punto señalado y las otras tres simetría axial respecto a los ejes señalados. Por lo tanto, de 4 formas ¿Para cuántos enteros positivos n menores que 100 el número nn es un cuadrado perfecto? SOLUCIÓN Si 1001≤≤ n , nn será cuadrado perfecto si n es par, pues si ( ) ( )( )22 222 mmn mmnmn ==⇒= , siendo m un valor entero positivo. Como hay 50 pares menores o iguales que 100 de ahí se obtienen 50 enteros positivos que cumplen esa condición. Además, también cumplirán la condición los cuadrados perfectos impares menores o iguales que 100 . Los pares ya los hemos contado antes. En efecto, si ( ) ( )2222 222100 mmmn mmmnmn ===⇒≤= , siendo m un valor entero positivo . Como los cuadrados perfectos impares menores o iguales que 100 son cinco: ,11 2= ,39 2= ,525 2= ,749 2= ,981 2= en total habrá 55 Glotón se comió 12 pasteles en tres días. Cada día comió más pasteles que el día anterior y el tercer día comió menos que la suma de los dos días anteriores. ¿Cuántos pasteles se comió Glotón el tercer día? SOLUCIÓN Sean cba ,, la cantidad de pasteles que se comió Glotón cada uno de los días. El enunciado dice que +< << =++ bac cba cba 12 De la tercera condición y de la primera se deduce que Si 6122122 <⇒<⇒=++<=+⇒+< cccbacccbac Si 4≤c , como 12444 =++<++⇒<< cbacba y no se cumplirían las condiciones del problema. Por tanto, 5=c y 37 =⇒=+ aba y 4=b pues cba << El tercer día Glotón se comió 5 pasteles En la imagen, el ángulo α = 7o y las medidas de los segmentos OA1, A1A2, A2A3,… son todas iguales. ¿Cuál es el mayor número de segmentos distintos que pueden dibujarse en esas condiciones a partir del punto A1? SOLUCIÓN Si seguimos el proceso de construcción y analizamos los ángulos vemos que • 21211 AOAAAOA ⇒= es un triángulo isósceles y º166º72º1802º180ˆ 21 =×−=−= αAAO , quedando como se ve en la imagen. • 3213221 AAAAAAA ⇒= es un triángulo isósceles y ( )⇒−×−=×−= 21312321 ˆº1802º180ˆ2º180ˆ AAOAAAAAA ( ) º152º142º180º166º1802º180ˆ 321 =×−=−×−=⇒ AAA , quedando como se ve en la imagen. • 4324332 AAAAAAA ⇒= es un triángulo isósceles y ( )⇒−−×−=×−= 32112423432 ˆˆº1802º180ˆ2º180ˆ AAAAAOAAAAAA ( ) º138º212º180º152º7º1802º180ˆ 432 =×−=−−×−=⇒ AAA , quedando como se ve en la imagen. • … Démonos cuenta que los ángulos en cada punto son nnAAA nnn º14º180º72º180ˆ 11 −=××−=+− (sencilla demostración por inducción) y tendrán sentido si 1286,12 14 180 0º14º180 ≤⇒=<⇒>− nnn . Para 12=n se verificará que el triángulo 131211 AAA tendrá de ángulos º12ˆ 131211 =AAA y los iguales serán de º84 cada uno. Es decir se pueden dibujar, como mucho, 12 segmentos a partir de 1A … hasta el punto 13A 12 Halla el máximo común divisor de todos los números de la forma n5 – n, siendo n > 12 SOLUCIÓN ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )111111 22245 +×+×−×=+×−×=−×=− nnnnnnnnnnn . Es decir, ( ) ( ) ( )111 25 +×+××−=− nnnnnn Evidentement, todos los números tienen en su descomposición anterior tres naturales seguidos por lo que uno de ellos, al menos, es par y además uno de ellos (y solo uno) es, necesariamente, múltiplo de 3 Incluso se cumple que: • Si n acaba en 1 o en 6 , 1−n es múltiplo de 5 • Si n acaba en 2 , en 3 , en 7 o en 8 , 12 +n es múltiplo de 5 • Si n acaba en 4 o en 9 , 1+n es múltiplo de 5 • Si n acaba en 0 o en 5 , n es múltiplo de 5 Si n es impar no puede ser múltiplo de ninguna potencia de 2 superior a 2 y se pueden encontrar ejemplos (para 13=n ) en los que no es múltiplo de ninguna potencia de 3 superior a 3 y (para 13=n ) en los que no es múltiplo de ninguna potencia de 5 superior a 5 En menor de ellos es ( ) ( ) ( ) 17137532170141312113113131131313 425 ×××××=×××=+×+××−=− y pueden encontrarse fácilmente ejemplos de no divisibilidad por 7 (para 16=n ),13 (para 15=n ) y 17 (para 14=n ) En resumen, nn −5 es múltiplo de 2 , de 3 y de 5 y el máximo común divisor es, entonces, 2 x 3 x 5 = 30 Siete piezas de 3 cm x 1 cm se colocan en una caja de 5 cm x 5 cm. Se pueden deslizar las piezas en la caja de modo que haya espacio para una pieza más. ¿Cómo mínimo, cuántas piezas hay que mover? SOLUCIÓN Hay que mover tres, al menos, para dejar un hueco donde encaje la nueva como se ve en la secuencia inferior: La respuesta es, por tanto, 3 Se escribe un número de cinco cifras, todas distintas, tal que la primera cifra por la izquierda es la suma de las otras cuatro. ¿Cuántos números distintos se pueden escribir con estas características? SOLUCIÓN Como 9104321 >=+++ , una de las cuatro cifras de la derecha deberá ser un 0 y las tres restantes • de las cuatro ⇒4,3,2,1 2423434 =××=V posibilidades y cada una de ellas con el 0 en una de las cuatro posiciones posibles: 96244 =× números distintos • ⇒5,2,1 6!33 ==P posibilidades y cada una de ellas con el 0 en una de las cuatro posiciones posibles: 2464 =× números distintos • ⇒5,3,1 6!33 ==P posibilidades y cada una de ellas con el 0 en una de las cuatro posiciones posibles: 2464 =× números distintos • ⇒6,2,1 6!33 ==P posibilidades y cada una de ellas con el 0 en una de las cuatro posiciones posibles: 2464 =× números distintos En total =+++ 24242496 168 números distintos ¿Cuál es el número del año más cercano a este que puede representar la cantidad de aristas de un prisma y, a la vez, de una pirámide? SOLUCIÓN Un prisma de n caras laterales posee n aristas en dichas caras y las mismas en cada una de sus dos bases. Es decir, posee nnnn 3=++ aristas. Una pirámide de n caras laterales posee n aristas en dichas caras y las mismas en su base. Es decir, posee nnn 2=+ aristas. Por tanto, el número que representa el año debe ser múltiplo de 3 y de 2 : múltiplo de 6 Y este año, 2016 , cumple la condición. 2016 Los cuatro rectángulos rojos de la figura son iguales y con un lado doble que el otro. Si el círculo tiene radio 1, ¿cuál es el área de cada rectángulo? SOLUCIÓN Según se ve en la imagen adjunta, el área de cada rectángulo es 222 aaa =× Por otro lado, en el triángulo rectángulo construido con el diámetro aplicamos el teorema de Pitágoras y se verifica que ( ) ( ) 5 1 4204416224 2222222 =⇒=⇒=+⇒=+ aaaaaa De ahí, ==×= 5 2 5 1 22 2a 0,4 unidades cuadradas El triángulo ABC es rectángulo en C, M es el punto medio de la hipotenusa AB y  = 60o. ¿Cuál es la medida del ángulo BMC ? SOLUCIÓN Se sabe que º30º60º90º90 =−=−= MACCBM Si M es el punto medio de la hipotenusa, construyendo un rectángulo con una réplica añadida del triángulo dado (como se ve en la figura), M es el centro del rectángulo y corte de las dos diagonales, ambas iguales. De lo anterior, los triángulos CMA y BMC son isósceles. Por lo tanto, ⇒=++⇒== º180º30 CBMMCBBMCCBMMCB =−=−−=⇒−−=⇒ º60º180º30º30º180º180 BMCCBMMCBBMC 120o Simplifica todo lo posible la expresión SOLUCIÓN Llamamos 064106410 >×−−×+=a Entonces, = ×−+×−××+×− ×+= ×−−×+= 222 2 6410641064102641064106410a ( ) ( ) ( ) =−×−=×−×−=×−+×−××+×−×+= 96100220641022064106410641026410 22 =⇒=−= a16420 4 En la imagen el lado del cuadrado mide 2 cm y las semicircunferencias pasan por el centro del cuadrado y tienen sus centros en los vértices del cuadrado. Los círculos verdes tienen sus centros sobre los lados del cuadrado y son tangentes a las semicircunferencias. ¿Cuánto vale la suma de las áreas verdes? SOLUCIÓN Según las condiciones, la mitad de la diagonal del cuadrado es el radio de las semicircunferencias. Si llamamos R a dicho radio se cumple, por el teorema de Pitágoras, que ( ) ⇒=⇒+= 84222 2222 RR 222 =⇒=⇒ RR cm De ahí, si r es el radio de cada círculo verde se verifica que 12 2 −=−= cuadradodelladoRr cm De todo lo anterior, la superficie verde, compuesta por cuatro círculos verdes iguales, es ⇒= 24 rS π ( ) ( ) ( ) ( ) =−=×−×=+−×=−×=⇒ ππππ 2812223412224124 2S 2,156 cm2 En el triángulo de lados AB = 24, BC = 7 y AC = 25. ¿Cuál es la longitud de la mediana que parte de C ?SOLUCIÓN Como 222 25724 =+ , el triángulo del que trata el problema es rectángulo en B Si M es el punto medio del lado AB la mediana, de la cual se busca su longitud, es la hipotenusa MCm = del triángulo rectángulo MBC Por tanto, por el teorema de Pitágoras, se verifica que =⇒=+=+=+ =+ =+= mBCABBCMBm 193491447127 2 24 2 222 2 2 2 222 √193 Dados los tres primeros términos de una progresión geométrica ¿Cuál es el siguiente término de la progresión? SOLUCIÓN Dada la progresión geométrica ...,7,7,7 63 , la razón común es el cociente entre un término cualquiera y el anterior en la sucesión = + n n a a r 1 por lo que 6 66 3 2 6 3 6 23 7 1 7 1 7 7 7 7 7 7 =====r Y es coherente con segundo y tercer término: 66 2 6 6 2 6 3 6 33 7 7 7 7 7 7 7 7 1 77 ====×=× r En consecuencia, el cuarto término es ==×=× 6 6 6 66 7 7 7 1 77 r 1 Si sen x + cos x = 1/2, ¿cuánto vale sen3 x + cos3 x ? SOLUCIÓN Por el binomio de Newton, ( ) ⇒+++=+ xxxsenxxsenxsenxxsen 32233 coscos3cos3cos ( ) ⇒−−+=+⇒ xxsenxxsenxxsenxxsen 22333 cos3cos3coscos ( ) ( )xxsenxxsenxxsenxxsen coscos3coscos 333 +−+=+⇒ También por el binomio de Newton, ( ) ( ) ⇒−−+=⇒++=+ xxsenxxsenxxsenxxxsenxsenxxsen 222222 coscoscos2coscos2cos ( ) ( ) 8 3 cos 4 3 1 4 1 1 2 1 coscoscos2 2 222 −=⇒−=−=− =+−+=⇒ xxsenxxsenxxsenxxsen En resumen, ( ) ( ) ⇒× −×− =+−+=+ 2 1 8 3 3 2 1 coscos3coscos 3 333 xxsenxxsenxxsenxxsen =+=+⇒ 16 9 8 1 cos33 xxsen 11/16 ¿Cuántos triángulos rectángulos pueden formarse uniendo tres vértices cualesquiera de un polígono regular de 14 lados? SOLUCIÓN Nombramos todos los vértices del polígono y dibujamos la circunferencia circunscrita. Tomando el diámetro AH , los triángulos formados con un tercer vértice son siempre rectángulos. Como se ve en las figuras, hay 1226 =× triángulos rectángulos con ese diámetro. Con los demás diámetros (cada vértice y su opuesto: ...,, CJBI ) de la circunferencia circunscrita tendremos otros tantos para cada uno de ellos. Al haber 14 vértices hay 7 diámetros de esas características y habrá entonces =× 712 84 triángulos rectángulos ¿Para qué valores enteros de n el valor de la fracción es un número entero? SOLUCIÓN Se trata de expresar la fracción con el numerador más simple posible para discutir la divisibilidad entre numerador y denominador. Hacemos ( )( ) ( )( ) 1 39 1 1 39 1 11 1 3911 1 1381 1 38 22 + +−= + + + +−= + ++−= + ++−= + + n n nn nn n nn n n n n Entonces, la fracción tendrá un valor entero si 1+n divide a 13339 ×= . Esto se cumple en los casos siguientes: • 40391 −=⇒−=+ nn y ( ) 42 39 1638 140 3840 1 38 22 −= − = +− +−= + + n n • 14131 −=⇒−=+ nn y ( ) 18 13 234 114 3814 1 38 22 −= − = +− +−= + + n n • 431 −=⇒−=+ nn y ( ) 18 3 54 14 384 1 38 22 −= − = +− +−= + + n n • 211 −=⇒−=+ nn y ( ) 42 1 42 12 382 1 38 22 −= − = +− +−= + + n n • 011 =⇒=+ nn y 38 1 38 10 380 1 38 22 == + += + + n n • 231 =⇒=+ nn y 14 3 42 12 382 1 38 22 == + += + + n n • 12131 =⇒=+ nn y 14 13 182 112 3812 1 38 22 == + += + + n n • 38391 =⇒=+ nn y 38 39 1482 138 3838 1 38 22 == + += + + n n Por lo tanto, n puede valer -40, -14, -4, -2, 0, 2, 12, 38 Cada signo * en la expresión 1*2*3*4*5*6*7*8*9*10 se sustituye por un signo “más” (+) o por un signo “por” (×), obteniéndose una expresión aritmética cuyo mayor valor posible es N. ¿Cuál es el menor divisor primo de N ? SOLUCIÓN Es evidente que 36288011!1010987654321 =+=××××××××+=N No es divisible por 2 (: no es par) ni por 3 (: • ≠=++++++ 3281088263 ) ni por 5 (no acaba en 5 ni en 0 ) ni por 7 ( ..1428,5184007/3628801 = ) pero ( ) ( ) 014140861823 =−=++−+++ por lo que es divisible por 11: 329891113628801 ×= El menor divisor primo de N es 11 Una circunferencia pasa por dos vértices contiguos de un cuadrado de lado 2 y es tangente al lado opuesto. ¿Cuál es su radio? SOLUCIÓN Construimos la figura propuesta por el enunciado y nombramos vértices y puntos relevantes en ella. Llamamos r al radio buscado, rAFAD −=⇒= 22 y 1=OF por lo que, aplicando el teorema de Pitágoras en el triángulo rectángulo AFO , se tiene que ( ) ⇒++−=⇒+−=⇒+= 14412 22222222 rrrrrOFAFAO ⇒=⇒=⇒ 4 5 54 rr r = 1,25 Una tira de papel se dobla tres veces como se ve en la figura. Si α = 70o, ¿cuánto vale β ? SOLUCIÓN En el segundo paso el triángulo marcado de rojo, ABC , es isósceles y los ángulos del triángulo αα 2º180 −=⇒== BCA . Además, el ángulo amarillo con vértice α2=B al ser suplementario al rojo. En el tercer paso, es evidente que el ángulo amarillo º1804)2º180(2 −=−−= αααD , resultado de restar el ángulo rojo α2º180 −=B al ángulo amarillo α2=B En conclusión, y según el cuarto paso, se verifica que ( ) ( ) ( ) ⇒=−+−+−+ º360º18042º180º1804 αααβ =−=×−=−=⇒=+−⇒ º420º540º706º5406º540º3606º180 αβαβ 120o El área del trapecio ABCD de la figura es 18 cm2 y AB = 4 cm. Si la altura del trapecio es un valor entero y el lado DC es un valor entero impar, ¿cuánto vale el área del triángulo ABE ? SOLUCIÓN Llamamos m al valor, en centímetros, de la altura del trapecio y 12 += nDC cm, siendo m y n enteros no negativos. El área del trapecio es ( ) 365218 2 124 18 2 =×+⇒=×++⇒=×+ mnmnmDCAB 52 +n es divisor de 36 siendo n entero no negativo. Esto sólo sucede cuando ⇒=+⇒= 9522 nn 4369 =⇒=⇒ mm cm, altura del trapecio. Entonces, el área del triángulo ABE es =×=× 2 44 2 mAB 8 cm2 El código de barras mostrado se compone de franjas blancas y negras alternadas, siendo negras las de los extremos. Cada una de las franjas, blanca o negra, tiene anchura 1 ó 2 y el ancho total del código es 12. ¿Cuántos códigos de barras diferentes, en esas condiciones y leídos de izquierda a derecha, es posible construir? SOLUCIÓN Siempre empieza y acaba por barra negra y se van alternando con las blancas: hay siempre un número impar de barras. Además, la suma de la anchura de las barras es siempre 12 Por lo tanto, los códigos se diferenciaran según el número de sumas impares de 1 y 2 que pueden dar lugar a 12 Y las posibilidades son: • un 2 y diez 1. Once barras en cada código: ...;11211111111;12111111111 La cantidad de códigos es el número de permutaciones con repetición de once elementos donde hay (el 2 ) uno una vez y otro repetido (el 1) 10 veces: 10,111PR • tres 2 y seis 1. Nueve barras en cada código: ...;212211111;222111111 (la de la imagen ejemplo del enunciado es 112211112 ). La cantidad de códigos es el número de permutaciones con repetición de nueve elementos donde hay (el 2 ) uno repetido 3 veces y otro repetido (el 1) 6 veces: 6,39PR • cinco 2 y dos 1. Siete barras en cada código: ...;2122221;2222211 La cantidad de códigos es el número de permutaciones con repetición de siete elementos donde hay (el 2 ) uno repetido 5 veces y otro repetido (el 1) 2 veces: 2,57PR Por tanto, la cantidad de códigos que pueden construirse es = × + × + × =++ !2!5 !7 !6!3 !9 !10!1 !112,5 7 6,3 9 10,1 11 PRPRPR =++= × ××+ ×× ×××+×= 218411 2!5 !567 !623 !6789 !10 !1011 116 códigos de barras diferentes ¿Cuál es el menor entero positivo x para el que la suma xxxx 100...32 ++++ es un cuadrado perfecto? SOLUCIÓN ( ) xxxxxxx 5050100 2 1001 100...321100...32 =××+=×++++=++++ Como 101525050 2 ××= , a este número le falta 1012× para ser un cuadrado perfecto: si ⇒×= 1012x 22222 1010101521012101525050 =××=××××=x Por lo tanto, =×= 1012x 202 La profesora escribe 10 veces cada uno de los números naturales de 1 a 10 en el encerado y pide a los alumnos que hagan lo siguiente: uno de ellos borra dosde los números y escribe la suma de ambos disminuida en uno; el siguiente borra dos de los números restantes y hace lo mismo. El tercero repite la operación y así sucesivamente, hasta que queda un único número. ¿Cuál es ese número? SOLUCIÓN La cantidad inicial de números es 100 y su suma total es ( ) 550551010...32110 =×=++++× Al finalizar su labor el primer alumno quedan 991100 =− números y su suma es 5491550 =− , pues ha dejado un nuevo número resultante de disminuir, en una unidad, la suma de los dos borrados. El segundo alumno deja 210098199 −==− números y su suma es 25505481549 −==− . El enésimo alumno dejará n−100 números y la suma será n−550 Cuando quede un único número se habrá repetido el proceso 99 veces, quedando como número (y ’suma total de los que quedan’ ) =− 99550 451 Halla el valor de SOLUCIÓN ( ) ( ) ( ) ( ) ( )º89...º3º2º1lnº89ln...º3lnº2lnº1ln tgtgtgtgtgtgtgtgSUMA ××××=++++= Ahora bien, ( )αα −= º90cottg por lo que ( ) =××××= º89...º3º2º1ln tgtgtgtgSUMA ( )º1cot...º44cotº45º44...º3º2º1ln ××××××××= tgtgtgtgtg y como 1cot =× ααtg obtenemos que ( ) ( ) ===××××××××= 1lnº45lnº1cot...º44cotº45º44...º3º2º1ln tgtgtgtgtgtgSUMA 0 ¿Cuál es la mayor potencia de 2 que divide a 2552 – 1 ? SOLUCIÓN Como 121256255 8 −=−= entonces ( ) ( )12222112221121255 79916816282 −×=−=−+×−=−−=− por lo que la mayor potencia que lo divide es 29
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