dimarts, 10 de novembre del 2020

Tercera sessió del club de matemàtiques del curs 2020/21

Bona tarda membres del club!

La propera sessió del club de matemàtiques serà el dimarts 15 de desembre a les 7 de la tarda a la biblioteca de Palafrugell, si la podem fer presencial. Esperem que sí. Si no fos possible la farem en aquest blog.

He triat alguns problemes de la prova Cangur de l'any 2003. Són aquests:

1) A és el número 111...111 que s'escriu amb 2.003 dígits iguals a 1. Quina és la suma dels dígits del producte 2.003 x A?

2) Els nombres a, b i c són tres nombres diferents escollits entre els del conjunt {1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28}. Quants resultats diferents pot tenir la suma a+b+c?

3) Un full rectangular de 6 cm x 12 cm es doblega per la diagonal. Els dos triangles que queden fora de la zona de superposició es retallen. Tot seguit es desdoblega el full. La figura que resulta és un rombe. Quina és en cm, la longitud del costat d'aquest rombe?


4) A la figura de sota podeu veure quatre quadrats que s'encavallen parcialment, de costats 11 cm, 9 cm, 7 cm i 5 cm, respectivament. Quina és la diferència entre l'àrea total de les zones vermelles i l'àrea total de les zones verdes?


Suposo que no hareu tingut cap dificultat en la resolució d'aquest problema.
Ara el complicarem un xic: mantenim la condició de que els costats dels quadrats siguin nombres enters diferents, és possible trobar valors dels costats dels quadrats que verifiquin que en aquest cas les dues àrees totals de les zones vermella i verda siguin igual? Com?
Pista: hi ha una possibilitat, relativament senzilla a partir de coses treballades al club que requereix un cert enginy. Existeix una altra possibilitat, relacionada amb un teorema de Fermat molt maco, que si ho féssim de forma presencial, podríem provar d'explicar.
Per acabar, si permetem que els costats dels quadrats siguin nombres irracionals, és possible aconseguir que les dues zones vermella i verda tingin la mateixa àrea?

5) Quin és el resultat que obtenim si dividim l'àrea del triangle ADE de la figura per l'àrea del triangle ABC?

Obtenir el valor que es demana suposo que no és excessivamant difícil, en a mi em va costar.
Justificar-ho de forma general té la seva història.

6) Si escrivim tots els nombres possibles d'una, dues, tres, quatre, cinc, sis o set xifres fent servir únicament 0 i 1, quants 1 haurem escrit?
A veure si sou capaços de trobar una expressió general en funció de n, el nombre màxim de xifres, i de justificar-la.

Solucions a les 6 qüestions plantejades per a la tercera sessió del club.

Sento molt no haver dit res fins ara però vaig liat amb altres coses i fins ara no m'ho he pogut mirar.

Tot just m'han enviat solucions en Lluís Serra i en Pere Mañosa.

Les d'en Lluís són aquestes:






I aquestes les d'en Pere:






Del primer problema la solució d'en Lluís és merament inductiva i prou, mentre que en Pere aplica l'algorisme de la multiplicació de forma clara i troba la solució. Res més a dir.

Les del segon problema totes dues són idèntiques i correctes.

Del tercer problema només dona solució en Lluís que és perfecte. El que em va motivar a proposar el problema és que en aparença un podria pensar que s'ha de resoldre una equació de segon grau i resulta tenir una solució lineal i prou.

La resolució que fa en Lluís del cinquè problema em sembla molt bé. La meva és força més complicada i us l'estalvio. En Pere no n'ha donat cap.

Pel que fa al sisè problema, tinc la impressió de que en Pere ha mal interpretat l'enunciat. En Lluís troba la solució a partir de resultats inductius que no tinc clar que justifiqui de manera adequada. La meva resolució és un xic llarga i pesada però crec que pot ser instructiva i per això m'atraveixo a exposar-la:








dimarts, 3 de novembre del 2020

Segona sessió del club de matemàtiques del curs 2020/21

El problema dels grans d'arròs en el tauler d'escacs

Qüestions sobre divisors

Nombres perfectes, nombres de Mersenne i nombres de Fermat.

Aquesta sessió estava pensada per fer-la de forma presencial i implicava que hi hagués, com sempre, interecció entre els membres del club, però les circumstàncies ens han portat a fer-la en un format diferent. Veurem com ens en sortim.

La idea era començar amb un problema ben conegut i que ja havíem resolt en alguna sessió anterior: El problema dels grans d'arròs en un tauler d'escacs. Aquest podria ser un possible enunciat

Diu la llegenda que el inventor del joc dels escacs el va presentar a l'emperador xinès. Aquest va quedar meravellat pel joc i li va dir al inventor que demanés el que volgués. Aquest va contestar que tot just volia 1 grà per la primera casella, 2 per la segona, 4 per la tercera, 8 per la quarta, 16 per la cinquena,... i així a cada casella el doble de l'anterior. L'emperador va donar ordre de que es fes efectiva la petició amb la condició de que només podria endur-se l'arròs que pogués transportar ell tot sol, amb l'ajuda d'un carro si fos precís. Sabries dir quants grans d'arròs hi hauria d'haver en total al tauler?


Ara ve quan he de fer de mal professor. Donat que no podem interactuar, vaig a donar una pista massa clara per aquells que no hagin trobat la solució, saps trobar una manera fàcil de sumar les potències de 2 sense necessitat de fer realment la suma.

Si sabeu la resposta, ara us podeu plantejar la mateixa qüestió per les potències de 3. O per les de 4, de 5, de 6, ....

Canviem radicalment de qüestió. Donat un nombre quants divisors té? Com podem trobar tots els divisors d'un nombre? Per donar resposta a aquestes preguntes, que ja hem tractat en alguna sessió anterior, és necessari tenir present la descomposició d'un nombre en factors primers. Un altre cop dic més del que hauria però...

Ara un problema que encara no ens hem plantejat en el club, donat un nombre com podríem trobar la suma de tots els seus divisors?

Continuem:
Un nombre és perfecte si és la suma de tots els seus divisors propis, és a dir, de tots els divisors diferents del nombre, dona el nombre en qüestió. Per exemple, el nombre perfecte més petit és 6, doncs 6=1+2+3. El segon és 28, doncs 28=1+2+4+7+14. El tercer 496, doncs 496=1+2+4+8+16+31+62+124+248. No és fàcil trobar el quart, el sabries trobar?

Mersenne un monjo del segle XVII, molt afeccionat a les matemàtiques que tenia relació amb els millors matemàtics de l'època, es va interessar pels nombres de la forma 2^n-1, i especialment pels que són primers. Aquests són els nombre de Mersenne, en el seu honor.

Un dels matemàtics amb qui Mersenne es cartejava era Fermat, jurista de professió però el més gran de matemàtics afeccionats. Fermat va creure que tots els nombres de la forma 2^(2^n)+1 eren primers. La seva hipòtesi va resultar falsa, els bons matemàtics també s'equivoquen.


Solucions a les qüestions de la segona sessió

En Lluís Serra ha enviat les següents solucions





i en Pere Mañosa aquesta


Tots dos han fet molt bona feina. En Pere resol les dues primeres qüestions i en Lluís arriba fins als nombres de Fermat.












El club de matemàtiques de Palafrugell confinat

Bon dia membres del club!

S'han suspés les activitats presencials a la biblioteques, de moment, fins al 15 de novembre i això vol dir que la sessió que teníem prevista pel dilluns dia 9 no la podrem realitzar de forma presencial.

He pensat pensat que podíem fer-les en un blog especialment dedicat a aquesta activitat.

La idea seria que amb una certa antelació penjaria les qüestions a tractar en la sessió i els membres del club, o tothom que hi estigui interessat, pot enviar les seves solucions o demandes d'ajuda a l'adreça de mail:

clubmatespalafrugell@gmail.com

fins el dia de la sessió. Després faria un recull de les respostes donades i les adjuntaria a l'entrada de la sessió. Si algú fes una demanda d'ajuda, intentaré, dins del possible, donar alguna pista que pugui indicar per on seguir treballant, abans del dia de la sessió.

Tinc interès en que les solucions les envieu al mail, doncs si les pengeu com a comentari aleshores les pot veure tothom i no permeteu als altres trobar-les per ells mateixos.

Aquesta em sembla una bona manera de mantenir viu el club.

Ah! seria bo que fessiu difusió de la nova manera de treballar.

Bé, a veure com va la cosa en aquest format.

Fins aviat

Xavier