RES: [obm-l] Serie convergente

2005-07-21 Por tôpico Artur Costa Steiner

Ola a todos

Hah poucos dias vimos que, se a_n eh uma sequencia de termos positivo e
Soma(n=1) a_n diverge, entao Soma(n=1)(a_n)/(k + a_n), k0, tambem
diverge. 

Suponhamos agora que Soma(n=1) a_n convirja. Entao, Soma(n=1)(a_n)/(k +
a_n) tambem converge. Hah uma prova bem mais simples do que aquela que eu
apresentei anteriormente e que se aplicae agora a todo k0. 

Para todo n, temos que (a_n)/(k + a_n) = ((a_n)/k)/(1 + (a_n)/k). Como a_n
0 e k0, segue-se que ((a_n)/k)/(1 + (a_n)/k)   ((a_n)/k). Considerando-se
agora que Soma(n=1)(a_n)/k) converge (pois Soma(n=1)(a_n) converge),
concluimos por comparacao que Soma(n=1)(a_n)/(k + a_n) converge.

Constatamos tambem que Soma(n=1)(a_n)/(k + a_n)  (Soma(n=1) (a_n)/k.

Artur

 
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[obm-l] RES: [obm-l] Um problema de raciocínio lógico

2005-07-21 Por tôpico Artur Costa Steiner


-Mensagem original-
De: [EMAIL PROTECTED] [mailto:[EMAIL PROTECTED]
nome de Cca
Enviada em: quinta-feira, 21 de julho de 2005 01:04
Para: obm-l@mat.puc-rio.br


Da afirmacao feita, pode-se concluir x esta no conjunto {2, 4, 6, 8, 10}.
Nao se pode afirmar que x =2.
Eu acho que as respostas em multipla escolha estao mal formuladas, pois
nenhuma delas eh correta. A resposta certa eh x=2, ou x=4..ou x= 10.
Até o pode-se concluir o problema esta ben formulada, mas na lista de
opcoes nao hah a resposta certa.

Artur


Assunto: [obm-l] Um problema de raciocínio lógico


Denisson,

Primeiro, uma observação terminológica: o problema diz concluir e não
inferir. Na Lógica, o termo inferência tem um significado mais
abrangente do que o de deduzir ou concluir, mas podemos deixar esta
questão de lado por enquanto.

Segundo: na Lógica DEDUTIVA -- e isto se aplica também à Matemática
clássica ou ortodoxa --, concluir significar extrair uma conclusão
NECESSÁRIA (ee não meramente POSSÍVEL ou compatível com as premissas). Na
Matemática, normalmente estabelecemos uma conclusão DEMONSTRANDO-A com base
em regras de dedução. Você é capaz de DEMONSTRAR que, partindo das premissas
do problema, pode-se chegar à conclusão de que o Renault é azul? Eu lhe
darei um PRÊMIO se conseguir isto!!!

Como preparação para o meu próximo e-mail, considere o seguinte problema,
que acabo de formular por analogia com o que está sob discussão:

início problema
 Seja x um número real. Das seguintes informações

I. x é um inteiro no intervalo [1,10];
II. x é par;

pode-se concluir que:

(A) x=2.
(B) x=3.
(C) x=5.
(D) x=7.
(E) x=9.
fim problema

O que você responderia? Imagino (pelo menos) duas respostas possíveis:

(1) O problema está mal-colocado, pois as condições I e II não são
SUFICIENTES para CONCLUIR que x=2. Afinal, os números 4,6 e 8 também
satisfazem as condições do problema.

(2) O problema está bem-colocado e a resposta é (A). De fato, o enunciado
não implica que a solução é única.

Você concordaria com a resposta (2)?

Carlos César de Araújo
Gregos  Troianos Educacional LTDA
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[obm-l] Uma legal de Trigonometria!

2005-07-21 Por tôpico Marcos Martinelli
Olá pessoal da lista! Achei essa questão bastante interessante e creio
que possa fornecer uma boa discussão!

Calcular SOMATÓRIO [1/sen((2^k)*a)] para 0=k=n. Suponha que 
sen((2^k)*a)0 para todo 0=k=n.
Proponho uma solução que não use indução.

E pergunto se é possível calcular o seguinte somatório 
SOMATÓRIO [sen((2^k)*a)] para 0=k=n. 

Vou esboçar minha solução pro primeiro problema.

Seja Un(x) o polinômio de Chebyschev de segunda classe tal que
sen(na)=sen(a)*U(n-1)(cosa). Pode-se mostrar que este polinômio é tal
que U0(x)=0 e que U1(x)=2x e U(n+2)(x)=2x*U(n+1)(x)-Un(x). Resolvendo
esta recorrência, temos para x+-1
U(n-1)(x)=(q2^n-q1^n)/(2*sqrt(x^2-1)), onde q2=(x+sqrt(x^2-1) e
q1*q2=1. Sendo assim:
SOMATÓRIO [1/sen((2^k)*a)]=2i*SOMATÓRIO[1/(q2^(2^k)-q1^(2^k)], para
todo k inteiro tal que 0=k=n (i é a unidade imaginária). E agora
basta resolver este novo somatório, que cai depois de uma mudança
acaba virando uma pg.

Eu consegui fazer este problema depois que li um artigo sobre
polinômios de Chebyshev, e pensei que conseguiria resolver o segundo
problema, mas acabo caindo num somatorio que não consigo resolver.
Peço a ajuda de vocês então. E se alguém fez de outro jeito o
primeiro, por favor poste aqui para eu ver, pois tentei bastante fazer
por outro método, que não utilizasse uma indução meio louca pra forçar
a resposta. Obrigado!

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Re: [obm-l] Uma legal de Trigonometria!

2005-07-21 Por tôpico Carlos Yuzo Shine
Oi gente,

Hmm... para o primeiro, que tal tentarmos o seguinte:

Vamos tentar encontrar funções f, g tais que, para
todo k inteiro,
  f(k)/g(k) - f(k+1)/g(k+1) = 1/sen(2^k*a) (*)

Isso induziria uma soma telescópica:
  soma(1/sen(2^k*a)) = f(0)/g(0) - f(n+1)/g(n+1)

Vejamos (*):
(*) = [f(k)g(k+1) - f(k+1)g(k)]/[g(k)g(k+1)] 
   = 1/sen(2^k*a) (**)

f(k)g(k+1) - f(k+1)g(k) tem cara de sen(a-b)... então
vamos tentar g(k) = sen(u(k)) e f(k) = cos(u(k)). Aí,
   f(k)g(k+1) - f(k+1)g(k)
 = cos(u(k))sen(u(k+1)) - cos(u(k+1))sen(u(k))
 = sen(u(k+1)-u(k)).

Logo
(**) = sen(u(k+1)-u(k))/[sen(u(k))sen(u(k+1))]
= sen(2^(k-1)a)/[sen(2^(k-1)a)sen(2^ka)]

Note que u(k) = 2^(k-1)a satisfaz (**).

Então f(k) = cos(2^(k-1)a), g(k) = sen(2^(k-1)a) e a
soma desejada é
  f(0)/g(0) - f(n+1)/g(n+1)
= cotg(a/2) - cotg(a*2^n).

Certo? Espero não ter errado nenhuma conta...

Eu penso no segundo depois...

[]'s
Shine

--- Marcos Martinelli [EMAIL PROTECTED] wrote:

 Olá pessoal da lista! Achei essa questão bastante
 interessante e creio
 que possa fornecer uma boa discussão!
 
 Calcular SOMATÓRIO [1/sen((2^k)*a)] para 0=k=n.
 Suponha que 
 sen((2^k)*a)0 para todo 0=k=n.
 Proponho uma solução que não use indução.
 
 E pergunto se é possível calcular o seguinte
 somatório 
 SOMATÓRIO [sen((2^k)*a)] para 0=k=n. 
 
 Vou esboçar minha solução pro primeiro problema.
 
 Seja Un(x) o polinômio de Chebyschev de segunda
 classe tal que
 sen(na)=sen(a)*U(n-1)(cosa). Pode-se mostrar que
 este polinômio é tal
 que U0(x)=0 e que U1(x)=2x e
 U(n+2)(x)=2x*U(n+1)(x)-Un(x). Resolvendo
 esta recorrência, temos para x+-1
 U(n-1)(x)=(q2^n-q1^n)/(2*sqrt(x^2-1)), onde
 q2=(x+sqrt(x^2-1) e
 q1*q2=1. Sendo assim:
 SOMATÓRIO
 [1/sen((2^k)*a)]=2i*SOMATÓRIO[1/(q2^(2^k)-q1^(2^k)],
 para
 todo k inteiro tal que 0=k=n (i é a unidade
 imaginária). E agora
 basta resolver este novo somatório, que cai depois
 de uma mudança
 acaba virando uma pg.
 
 Eu consegui fazer este problema depois que li um
 artigo sobre
 polinômios de Chebyshev, e pensei que conseguiria
 resolver o segundo
 problema, mas acabo caindo num somatorio que não
 consigo resolver.
 Peço a ajuda de vocês então. E se alguém fez de
 outro jeito o
 primeiro, por favor poste aqui para eu ver, pois
 tentei bastante fazer
 por outro método, que não utilizasse uma indução
 meio louca pra forçar
 a resposta. Obrigado!
 

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Re: [obm-l] D�vidas de matrizes. Algu�m pode me ajudar?

2005-07-21 Por tôpico Carlos Yuzo Shine
Oi gente,

O 1 sai usando a útil identidade (que também vale para
matrizes quadradas)
  A^k - I = (A - I)(A^(k-1) + A^(k-2) + ... + A + I)
(para números complexos, troque I por 1).

Por definição, uma matriz A é nilpotente quando A^m =
0 para algum m inteiro positivo. Observe que nem toda
matriz nilpotente é nula; por exemplo, as matrizes A
quadradas de ordem n que possuem todas as entradas
nulas exceto uma que não esteja na diagonal principal
satisfaz A^2 = 0.

Neste caso, a matriz precisa ser n por n; o produto AB
(nesta ordem) de duas matrizes A m por n e B p por q
só é definido quando n = p. Então A^2, que é A vezes
A, só está definido para A m por n quando n = m, ou
seja, quando A é quadrada.

OK, usando a identidade acima o problema de provar que
A - I é inversível e mesmo o de achar o inverso fica
simples: sendo k tal que A^k = 0, temos 
A^k - I = (A - I)(A^(k-1) + A^(k-2) + ... + A + I)
= -I = (A - I)(A^(k-1) + A^(k-2) + ... + A + I)

Logo A-I é inversível e sua inversa é
  -(A^(k-1) + A^(k-2) + ... + A + I).

[]'s
Shine

--- admath [EMAIL PROTECTED] wrote:

 1) Seja A uma matriz nilpotente nxn, mostre que A
 -In  é inversível e obtenha sua inversa.
 Gostaria de saber como resolvo este
 tipo de questão organizadamente, separando a
 hipótese a tese, essas coisas.
 
 2) A matriz inversa é A-1, onde A-1.A = A.A-1=I
Por que preciso
 garantir a matriz A sendo nxn?
 
 Obrigado.
 


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[obm-l] Ternos inteiros

2005-07-21 Por tôpico Machado
Como se resolve esses exercícios ?

1) O número de ternos ordenados (x,y,z) de inteiros positivos que
satisfazem a equação 5(xy +xz + yz) = 4xyz é:

a) 1  b)  2  c)  3  d)  6  e)  12

2) Um comerciante comprou n rádios por d cruzeiros, onde d é um
inteiro positivo. Ele contribuiu com a comunidade vendendo para o
bazar da mesma dois rádios pela metade do seu custo . O restante ele
vendeu com um lucro de 8 reais em cara rádio. Se o lucro total foi de
72 reais , então o menor valor possível de n é :

a) 18  b)  16  c) 15  d) 12  e) 11


Obrigrado,
Víctor.

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Re: [obm-l] Uma legal de Trigonometria!

2005-07-21 Por tôpico Marcos Martinelli
Seja Un(x) o polinômio de Chebyschev de segunda classe tal que
sen(na)=sen(a)*U(n-1)(cosa). Pode-se mostrar que este polinômio é tal
que U0(x)=0 e que U1(x)=2x e U(n+2)(x)=2x*U(n+1)(x)-Un(x). Resolvendo
esta recorrência, temos para x+-1
U(n-1)(x)=(q2^n-q1^n)/(2*sqrt(x^2-1)), onde q2=(x+sqrt(x^2-1) e
q1*q2=1. Sendo assim:
SOMATÓRIO [1/sen((2^k)*a)]=2i*SOMATÓRIO[1/(q2^(2^k)-q1^(2^k)], para
todo k inteiro tal que 0=k=n (i é a unidade imaginária). E agora
basta resolver este novo somatório, que cai depois de uma mudança
acaba virando uma pg.

Certo... Na minha solução acabo chegando em um número que parece um
complexo, mas depois de desenvolvê-lo (o que dá um pouco de trabalho)
chega-se na resposta. Ainda estou pensando no segundo e por enquanto
nada. Para finalizar minha solução preciso encontrar a seguinte soma:

SOMATÓRIO [q2^(2^K)-q1^(2^k)] para 0=k=n, onde q1*q2=1. Mas não to
conseguindo desenvolvê-lo...

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Re: [obm-l] Dúvidas de matr izes. Alguém pode me ajudar?

2005-07-21 Por tôpico Marcos Martinelli
Eh foi isso que eu tinha feito mesmo... Agora eu queria dar um jeito
de estender esse resultado. Creio que se a matriz A é diagonalizável e
se seus autovalores são em módulo menores que 1, vale lim A^n=0. Então
a inversa de A-I seria uma série necessariamente convergente o que é
visto pela equação (-1)*[I+A+A^2+A^3+...+A^(n-1)]*(A-I)=I-A^n, dado
que A-I é invertível uma vez que, por hipótese todos os autovalores de
A seriam menores que 1.

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[obm-l] Questões...

2005-07-21 Por tôpico Carlos Gomes




olá amigos! Tudo ok?
Será que alguem pode dar alguma dica sobre as duas 
questões abaixo?
Obrigado, Cgomes
01.Disponha em linha reta, numa ordem, os números inteiros de 1 
até 49, de modo que o valor absoluto da diferença de quaisquer dois vizinhos, 
nessa ordem, seja ou 7 ou 9.

02.Um professor de Matemática distribui uma folha de papel para 
cada um de seus 10 alunos. Cada um escreve na sua folha várias potências de 2. A 
soma dos números escritos em cada uma das folhas é a mesma. Mostre que algum 
número escrito aparece em no mínimo 6 dessas 
folhas.--
Esta mensagem foi verificada pelo sistema de anti-virus e 
 acredita-se estar livre de perigo.



Re: [obm-l] Segunda prova da IMO - Problema 5

2005-07-21 Por tôpico Carlos Gustavo Tamm de Araujo Moreira
Oi pessoal,
Segue uma solução (por analítica, para manter a tradição) do problema 5
da IMO, após a mensagem original do Shine.
Abraços,
  Gugu


Oi gente, lá vai o segundo dia da IMO.

Como a primeira prova de ontem, eu mesmo traduzi
agora.

Ainda não pensei nos problemas de hoje, mas eles
parecem ser bem legais!

Os de ontem foram bem legais também. No começo, achei
que os problemas eram difíceis porque nem tinha muita
idéia de como resolver, mas depois que parei para
pensar com mais calma consegui resolver dois problemas
(1 e 2).

4. Determine todos os inteiros positivos relativamente
primos com todos os termos da seqüência infinita a_n =
2^n + 3^n + 6^n - 1, n = 1.

5. Seja ABCD um quadrilátero convexo e fixado com BC =
DA e BC não paralelo a DA. Sejam E e F dois pontos
variáveis sobre BC e DA, respectivamente, tais que BE
= DF. As retas AC e BD cortam-se em P; as retas BD e
EF cortam-se em Q; as retas EF e AC cortam-se em R.

Quando variamos E e F, obtemos diferentes triângulos
PQR. Prove que os circuncírculos desses triângulos têm
um ponto comum diferente de P.

6. Numa competição de matemática na qual foram
propostos 6 problemas, quaisquer dois problemas foram
resolvidos por mais de 2/5 dos estudantes. Além disso,
nenhum estudante resolveu todos os 6 problemas. Mostre
que existem pelo menos 2 estudantes que resolveram 5
problemas cada um.

[]'s
Shine


   

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Re: [obm-l] Segunda prova da IMO - Problema 5 (agora vai...)

2005-07-21 Por tôpico Carlos Gustavo Tamm de Araujo Moreira
   Acho que mandei a mensagem anterior sem a solução. Agora la está lá...
   Abraços,
Gugu


Oi gente, lá vai o segundo dia da IMO.

Como a primeira prova de ontem, eu mesmo traduzi
agora.

Ainda não pensei nos problemas de hoje, mas eles
parecem ser bem legais!

Os de ontem foram bem legais também. No começo, achei
que os problemas eram difíceis porque nem tinha muita
idéia de como resolver, mas depois que parei para
pensar com mais calma consegui resolver dois problemas
(1 e 2).

4. Determine todos os inteiros positivos relativamente
primos com todos os termos da seqüência infinita a_n =
2^n + 3^n + 6^n - 1, n = 1.

5. Seja ABCD um quadrilátero convexo e fixado com BC =
DA e BC não paralelo a DA. Sejam E e F dois pontos
variáveis sobre BC e DA, respectivamente, tais que BE
= DF. As retas AC e BD cortam-se em P; as retas BD e
EF cortam-se em Q; as retas EF e AC cortam-se em R.

Quando variamos E e F, obtemos diferentes triângulos
PQR. Prove que os circuncírculos desses triângulos têm
um ponto comum diferente de P.

6. Numa competição de matemática na qual foram
propostos 6 problemas, quaisquer dois problemas foram
resolvidos por mais de 2/5 dos estudantes. Além disso,
nenhum estudante resolveu todos os 6 problemas. Mostre
que existem pelo menos 2 estudantes que resolveram 5
problemas cada um.

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Shine


   

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   No 5 eu fiz B=(0,0), C=(1,0), D=(c,d) e A=(c+cos(a),d+sen(a)). Se
E=(t,0), F=(c+t.cos(a),d+t.sen(a)), e aí as equações das retas AC, BD e EF
são: AC: y=(d+sen(a))(x-1)/(c+cos(a)-1), BD: y=dx/c, 
EF: y=(d+t.sen(a))(x-t)/(c+t.(cos(a)-1)). Achamos então P,Q e R: fazendo
w=c.sen(a)-d(cos(a)-1), temos P=(c(d+sen(a)),d(d+sen(a)))/w, Q=P+(1-t)u,
R=P+tv, onde u=-sen(a).(c,d)/w e v=sen(a).(c+cos(a)-1,d+sen(a))/w (não vou
me preocupar com denominadores que eventualmente se anulem - esses casos
seguem por continuidade). Agora, via uma homotetia, podemos supor que
P=(0,0), Q=(1-t,0) e R=(tm,th). O circuncírculo de PQR tem equação C+tL=0,
onde C=x^2-x+y^2-my/h e L=x-(m^2+h^2+m)/h. Assim, todos eles passam pelos
dois pontos de interseção de (C=0) e (L=0), que são (0,0)=P e
s.(m^2+m+h^2,h), onde s=(m^2+h^2)/(h^2+(m^2+m+h^2)^2). E acabou, né ?
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