OBMEP 2022 - Segunda Fase - Nível 1
OBMEP 2021: Segunda Fase - Nível 1
Exercício 1
No tabuleiro cada letra da palavra OBMEP representa um número inteiro de 1 a 5. Letras diferentes representam números diferentes. Além disso, cada número escrito na lateral do tabuleiro é a soma dos valores das letras da linha horizontal correspondente.
A) Encontre o valor da letra O.
Resposta: 1
Ao somarmos os valores da primeira linha, temos que
$$O + O + O + O = 4. $$$$4\times O = 4. $$
Portanto, $O = 1.$
B) Encontre o valor da letra B.
Resposta: 11
- Da letra A temos que $O=1$.
- Da linha dois temos:
Lembra da balança, para mais detalhes consulte equações de primeiro grau.
$$B + B + O + B = 7$$$$3B + O = 7$$
$$3B + 1 {\color{red}{-1}} = 7 {\color{red}{-1}}$$
$$3B = 6$$
$$3B \times {\color{red}{\frac{1}{3}}} = 6 \times {\color{red}{\frac{1}{3}}}$$
$$B = 2$$
C) Encontre o valor da letra M.
- De (a) $O=1$
- De (b) $B=2$
- Ao somarmos os valores da última linha, temos que
$$E + P + 1 + 2 = 12$$
$$E + P + 3 {\color{red}{-3}} = 12 {\color{red}{-3}}$$
$$E + P = 9$$
Por outro lado, do enunciado, as letras $O, B, M, E$ e $P$ representam, em alguma ordem, os números $1, 2, 3, 4$ e $5.$
Com isso,
Portanto, $M = 3.$
D) Qual é a letra que representa o número 5?
- Já temos $O = 1$ e $B = 2$;
- da terceira linha segue $M + E = 7$
- $E=7-3 = 4$
- Portanto, $P = 5$
Exercício 2
Uma régua de 30 cm é graduada em milímetros com marcações grandes, médias e pequenas, como indicado na figura.
A) Qual é a distância, em milímetros, entre a décima primeira marcação pequena e a terceira marcação média?
- A terceira marcação média marca 2,5 cm (25 mm).
- A décima primeira marcação pequena marca 1,3 cm (13 mm).
- A distância, em milímetros, entre essas marcações é $25 - 13 = 12$ mm.
B) Quantas marcações pequenas tem a régua inteira?
- O número de marcações é $5-1 = 4$ marcações;
- 1 par têm $8$ marcações;
- 1 régua de 30 cm têm $30 \times 8 = 240$ marcações;
C) Qual é a marcação que está a 73 milímetros de distância da 215a marcação pequena? Justifique sua resposta.
Para encontrar entre qual par de marcações grandes está a 215a marcação pequena, devemos calcular o quociente da divisão de 215 por 8.
$$D=d\times q +r$$$$215 = 26 × 8 + 7$$
- A 215a marcação pequena está, então, na 7a marcação pequena depois do 26o par de marcações grandes.
- A 215a marcação pequena marca, então, 26,8 cm (268 mm).
- A marcação que está à distância de 73 milímetros da 215a marcação pequena ocorre necessariamente antes dessa marcação, senão ela estaria fora da régua.
- A marcação que está à distância de 73 milímetros da 215a marcação pequena marca, então,
- $268 - 73 = 195$ mm na 20a marcação média.
Exercício 3
Alice, Beatriz e Cláudia moram em uma rua de 200 metros de comprimento. Alice mora no início da rua, Beatriz a 80 metros de Alice e Cláudia no final da rua. Elas se encontram de vez em quando, sempre partindo de suas casas.
A) Qual é a soma das distâncias que Alice e Beatriz percorrem quando elas se reúnem na casa de Cláudia?
- Sejam $d_{ac} = 200m$ distância de Alice até Cláudia e
- $d_{bc}= 200-80=120m$ distância de Beatriz até Cláudia
- $d_{abc}$ distância de Alice até Cláudia e distância de Beatriz até Cláudia
B) Se Alice, Beatriz e Cláudia se encontrarem na rua a 150 metros do seu início, qual será a soma das distâncias que elas percorrerão?
- Sejam $d_{ae} = 150m$ distância de Alice até ponto de encontro e
- $d_{ce}= 50m$ distância de Cláudia até ponto de encontro
- $d_{be}= 150-80 = 70m$ distância de Beatriz até ponto de encontro
- $d_{t}$ distância total
C) As três amigas decidem se encontrar em algum ponto da rua tal que a soma das distâncias percorridas por elas seja a menor possível. A quantos metros do início da rua elas devem se encontrar?
- A soma da distância percorrida entre Alice e Cláudia sempre será 200m a qualquer ponto de encontro.
- $d_{ac} + d_{ca}= 200m$ distância de Alice até Cláudia e distância de Cláudia até Alice
- Para a distância percorrida ser a menor possível, a Beatriz nunca deve sair de casa, ou seja, o ponto de encontro deve ser na casa de Beatriz.
- $d_{bc}= 0$ distância de Beatriz até Cláudia.
Portanto, a distância mínima é 200 m.
Exercício 4
Janaína cortou uma cartolina retangular de 16 cm de comprimento e 6 cm de largura em quatro triângulos retângulos iguais, conforme mostra a figura.
A) Qual é a área de cada um desses triângulos?
- Como os 4 triângulos são iguais
- basta calcular a área da folha de cartolina e dividir por 4.
- Portanto, qualquer um desses triângulos tem área igual a cm².
B) Em seguida, Janaína usou os quatro triângulos para montar um quadrado com um buraco no seu interior, conforme mostrado na figura. Qual é a área do buraco?
- O buraco no centro do quadrado tem lado cuja medida é igual à diferença entre as medidas dos dois catetos dos triângulos
- lado do quadrado $=8 - 6 = 2$ cm.
- Logo, a área do buraco é $A_{\text{quad}} = 2 \times 2 = 4 cm^2$.
C) Quanto mede o lado do quadrado que Janaina montou?
- A área do quadrado que Janaína montou é igual à soma das áreas dos 4 triângulos, mais a área do buraco.
- Logo, a área desse quadrado é igual a
Portanto o lado do quadrado é $10 cm$.
Exercício 5
Marco preenche quadriculados 3 × 3 com os números 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9, sem repetir nenhum deles.
A) Marco preencheu um quadriculado de forma que os quatro números escritos no quadrado 2 × 2 destacado têm a menor soma possível. Qual é a soma dos cinco números escritos fora desse quadrado?
- Ao escoher quatro números dentre os números 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9.
- a menor soma possível que podemos obter ocorre quando esses números são os menores possíveis
- soma menor $=1 + 2 + 3 + 4 = 10$.
- Fora desse quadrado, ele escreveu os números 5, 6, 7, 8 e 9, cuja
- soma fora $=5 + 6 + 7 + 8 + 9 = 35.$
B) Marco conseguiu preencher outro quadriculado de modo que a soma dos números escritos em um dos quadrados 2 × 2 destacados é 21 e, no outro, 26. As duas figuras abaixo são representações desse mesmo quadriculado. Qual é o menor número que Marco pode ter escrito na casa central do quadriculado?
- a casa central, comum a esses dois quadrados, em amarelo.
- as casas de cor cinza, uma no canto superior direito e outra no canto inferior esquerdo, estão fora dos quadrados destacados.
- a soma dos números que Marco escreveu nos quadrados destacados é igual a 21 + 26 = 47 .
Esta soma é:
$$ \text{azul} + \text{amarelo} + \text{amarelo} + \text{vermelho} = 47$$A soma de todos os números escritos por Marco é
$$1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 = 45$$que é escrito como
$$ \text{cinza}+ \text{cinza}+ {azul} + \text{amarelo} + \text{vermelho} = 45$$Usamos o método da balança para soma uma peça amarela dos dois lados.
C) Marco conseguiu preencher um terceiro quadriculado de modo que as somas dos números escritos nos quatro quadrados 2 × 2 destacados são 18, 25, 21 e 24. Além disso, a soma dos números escritos nos quatro cantos do quadriculado 3 × 3 é 16. As quatro figuras abaixo são representações desse mesmo quadriculado. Qual foi o número que Marco escreveu na casa central?
Ao montarmos as possibilidades com cores temos:
- as peças vermelhas aparecem 4 vezes
- as peças azuis aparecem 2 vezes
- as peças amarelas aparecem 2 vezes
- a soma dessas peças equivalem a 88
Por outro lado, a soma dos possíveis números é 45
$$\text{vermelho}+\text{azul}+\text{amarelo}= 1 + 2+3+4+5+6+7+8+9=45$$Ao multiplicarmos por 2
$$2\text{vermelho}+2\text{azul}+2\text{amarelo}= 90$$Das duas equações podemos subtrair uma da outra
Obtemos
$$1\text{amarelo}- 2\text{vermelho}= 2$$$$1\text{amarelo}= 2 + 2\text{vermelho}$$
Do enunciado temos que a soma dos cantos (peça amarela) é igual a 16. Disto, obtemos:
$$1\text{amarelo}= 2 + 2\text{vermelho}$$$$16= 2 + 2\text{vermelho}$$
$$2\text{vermelho} = 14$$
$$\text{vermelho} = \dfrac{14}{2} = 7$$
Portanto, a peça vermelha vale 7.