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Maio 2025
Desafios

Desafios

Ano 1 · Edição 02 · fevereiro 20237 de 115 min de leitura

Desafio 1

O caracol

Caracol a subir um muro

Um caracol sobe um muro com 10 metros de altura. Em cada dia sobe 2 metros, mas de noite deixa-se escorregar 1 metro.

Ao fim de quantos dias chega o caracol ao cimo do muro?

Professora Maria do Céu Faria

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Ao fim de cada dia completo (dia e noite) o caracol sobe 1 m. Ao fim de 8 dias completos está a 8 m de altura. No 9.º dia sobe 2 m e chega aos 10 m — já não escorrega! Chega ao cimo ao fim de 9 dias.

Desafio 2

Contando conjuntos

A Genoveva quer escolher um conjunto de três números inteiros diferentes, de 1 a 9, cujo produto seja divisível por 4 mas não seja divisível por 8.

Por exemplo, a Genoveva poderá escolher o conjunto {2,6,7}\{2, 6, 7\}, mas não o conjunto {2,4,5}\{2, 4, 5\}.

Quantos conjuntos diferentes poderá escolher a Genoveva?

OPM 2023

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O produto tem de ter exatamente dois fatores 2. Entre 1 e 9, os ímpares são 1,3,5,7,91, 3, 5, 7, 9; os que têm um só fator 2 são 22 e 66; o 44 tem dois; o 88 tem três (não pode entrar).

  • Com o 4: os outros dois números têm de ser ímpares: (52)=10\binom{5}{2} = 10 conjuntos.
  • Sem o 4: é preciso o 2 e o 6, mais um ímpar: 55 conjuntos.

No total, 15 conjuntos.

Desafio 3

Número de triângulos

Com os 9 pontos de um tabuleiro 3 × 3, quantos triângulos consegues formar?

E se o tabuleiro tiver 4 × 4 = 16 pontos?

Ver resolução

Há (93)=84\binom{9}{3} = 84 maneiras de escolher 3 pontos. Destas, 8 são de pontos alinhados (3 linhas, 3 colunas e 2 diagonais), que não formam triângulo. Ficam 76 triângulos.

Com 16 pontos: (163)=560\binom{16}{3} = 560 escolhas, das quais 44 são de três pontos alinhados; ficam 516 triângulos.

Desafio 4

Qual é a moeda falsa?

Balança de pratos

Temos oito moedas rigorosamente iguais na sua aparência exterior. No entanto, uma delas é falsa e pesa menos do que as outras sete. Descobre qual é a falsa fazendo apenas duas pesagens numa balança de pratos.

José Paulo Viana, Desafios

Resolução

1.ª pesagem: pomos 3 moedas em cada prato e deixamos 2 de fora.

  • Se a balança ficar equilibrada, a falsa está nas 2 que ficaram de fora. 2.ª pesagem: comparamos essas duas; a mais leve é a falsa.
  • Se um dos pratos subir, a falsa está nesse grupo de 3. 2.ª pesagem: comparamos duas dessas moedas. Se equilibrar, a falsa é a terceira; senão, é a mais leve.
Desafio 5

Moedas falsas (II)

Uma pessoa tem 10 sacos com moedas, e cada saco tem 10 moedas. Num dos sacos só há moedas falsas e nos outros só moedas verdadeiras. As moedas falsas pesam todas 9 gramas, e as verdadeiras 10 gramas.

Apenas com uma pesagem, como poderemos descobrir qual o saco das moedas falsas?

José Paulo Viana, Desafios

Resolução

Numeramos os sacos de 1 a 10 e tiramos 1 moeda do saco 1, 2 moedas do saco 2, …, 10 moedas do saco 10. São 5555 moedas, que pesariam 550550 g se fossem todas verdadeiras.

Pesamo-las todas de uma só vez. Cada moeda falsa pesa menos 1 g, por isso a diferença para 550550 g indica o número do saco: se a balança marcar 543543 g, faltam 7 g e o saco das moedas falsas é o 7.

Desafio 6

A Banca Francesa

O jogo de Casino “Banca Francesa” é um jogo português. Inicialmente era jogado apenas nos casinos portugueses, agora é jogado internacionalmente.

Neste jogo, o croupier (empregado do Casino) lança 3 dados cúbicos e equilibrados. Cada jogador tem três apostas à escolha:

  • a Série Grande (a soma dos dados pode ser 14, 15 ou 16);
  • a Série Pequena (a soma dos dados terá de ser 5, 6 ou 7);
  • a Série dos Ases (a soma é 3).

Não saindo estes números, a jogada é considerada nula e o croupier tem de lançar os 3 dados novamente até sair um destes resultados, sem que o apostador tenha de pagar qualquer valor extra.

Ao sair Série Grande, quem nela tiver apostado ganha o total apostado. O mesmo acontece se sair Série Pequena. No caso de a série vencedora ser a Série dos 3 Ases, o apostador ganha 61 vezes o valor apostado.

Problema: das séries Grande e Pequena, qual terá maior probabilidade de ocorrer? Qual é a probabilidade de cada uma delas? A Série dos Ases é muito menos provável, daí o prémio ser bastante mais elevado. Ainda assim, a razão das probabilidades será de 61 para 1?

Escolhe a tua resposta
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Há 63=2166^3 = 216 resultados possíveis. Contando os casos:

Soma5671415163
Casos61015151061

A Série Pequena e a Série Grande têm ambas 3131 casos: têm a mesma probabilidade (por simetria, x↦7−xx \mapsto 7 - x em cada dado transforma uma série na outra).

Como as jogadas nulas se repetem, só contam os 31+31+1=6331 + 31 + 1 = 63 casos válidos:

P(Grande)=P(Pequena)=3163≈49,2%,P(Ases)=163≈1,6%.P(\text{Grande}) = P(\text{Pequena}) = \frac{31}{63} \approx 49{,}2\%, \qquad P(\text{Ases}) = \frac{1}{63} \approx 1{,}6\%.

A razão entre as probabilidades da Série Grande (ou Pequena) e da Série dos Ases é de 31 para 1, e não de 61 para 1.

Se quiseres enviar a(s) tua(s) resolução(ões), podes utilizar o endereço de email do jornal: maismatjornal@gmail.com. Serão selecionadas para publicação as melhores resoluções.

Direção e edição de Rosa Bértolo e Carla Nunes. Versão digital de Miguel Rocha.