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Questão 5

FUVEST 2014
Matemática

(Fuvest 2014 - 2ª fase) Um recipiente hermeticamente fechado e opaco contém bolas azuis e bolas brancas. As bolas de mesma corsão idênticas entre si e há pelo menos uma de cada cor no recipiente. Na tentativa de descobrir quantas bolas de cada cor estão no recipiente, usou‐se uma balança de dois pratos. Verificou‐se que o recipiente com as bolas pode ser equilibrado por:

i) 16 bolas brancas idênticas às que estão no recipiente ou
ii) 10 bolas brancas e 5 bolas azuis igualmente idênticas às que estão no recipiente ou
iii) 4 recipientes vazios também idênticos ao que contém as bolas.

Sendo P_A, P_B e P_R, respectivamente, os pesos de uma bola azul, de uma bola branca e do recipiente na mesma unidade de medida, determine

a) os quocientes frac{P_A}{P_B}  e frac{P_R}{P_B};

b) o número mathit{n}_A de bolas azuis e o número n_B e bolas brancas no recipiente.

Gabarito:

Resolução:

ITEM A)

Se no recipiente temos n_{A}n_{B} bolas Azuis e brancas, respectivamente, então:

(I) n_{A}P_{A} + n_{B}P_{B} +P_{R} = 16P_{B}

(II) n_{A}P_{A} + n_{B}P_{B} +P_{R} = 10P_{B} + 5P_{A}

(III) n_{A}P_{A} + n_{B}P_{B} +P_{R} = 4P_{R}

De (I) e (II) 

10P_{B} +5P_{A} = 16P_{B} Rightarrow frac{P_{A}}{P_{B}} = frac{6}{5}

De (I) e (III)

4P_{R} = 16P_{B} Rightarrow frac{P_{R}}{P_{B}} = 4

ITEM B)

De (I) e com as relações obtidas:

frac{6n_{A}}{5}P_{B} + n_{B}P_{B} +4P_{B} = 16P_{B}Rightarrow 6n_{A} + 5n_{B} = 60 qquad (1)

É sabido também que n_{A},n_{B}in mathbb{Z} pois expressam quantidades de uma grandeza. Logo:

De (1)

5n_{B} = 6(10-n_{A})

6n_{A} = 5(12-n_{B})

Essas equações nos dizem que 

n_{A} é múltiplo de 5 e n_{B} múltiplo de 6

Além disso, temos também que:

n_{A} leq 10

n_{B} leq 12

Logo, as únicas possibilidades para esses valores são: 

n_{A} = left {0,5,10 
ight }

n_{B} = left {0,6,12 
ight } 

Logo, as soluções possíveis são:

n_{A} = 0, n_{B} = 12  (NÃO CONVÉM, POIS DESCARTA-SE SOLUÇÃO NULA)

n_{A} = 10, n_{B} = 0  (NÃO CONVÉM, POIS DESCARTA-SE SOLUÇÃO NULA)

n_{A} = 5, n_{B} = 6

 

Dúvidas ou sugestões? Comentem !!!  

 

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