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Questão 65

UFU 2022
Matemática

(UFU - 2022) 

 

Sejam n e m números naturais com 1 leq n leq 50 e 80 leq m leq 100.

Se i é a unidade imaginária dos números complexos,i^{2} = -1, então a quantidade de distintos pares ordenados (n, m) tais que ii^{n}+i^{m} = -2i é igual a

A

25

B

78

C

17

D

60

Gabarito:

60



Resolução:

Temos que:

i^n+i^m=-2i

Analisando as possíveis potências de i, temos:

\i^1=i\ i^2=-1\ i^3=-i\ i^4=1\ i^5=i\ ...

Sendo assim, se repete a cada 4 termos.

Analisando a equação que temos, podemos afirmar então que:

\i^n=-i\ i^m=-i

Então os possíveis valores de m e n serão 3,7,11,15....

Se observarmos, podemos afirmar que serão os valores anteriores a um múltiplo de 4, com isso podemos analisar o valor máximo para n e m.

No intervalo de 1 até 50, o maior múltiplo de 4 é 48, sendo assim, o maior valor de n será 47.
No intervalo de 80 até 100, o maior múltiplo de 4 é 100, então o maior valor de m será 99, e o primeiro valor será 83.

Com isso, podemos organizar os primeiros e últimos termos em uma PA, para descobrir quantos termos temos em cada intervalo.

\a_n=a_1+(n-1)r\ 47=3+(n-1)4
ightarrow 44=(n-1)4
ightarrow 11=n-1
ightarrow n=12

\a_m=a_1+(m-1)r\ 99=83+(m-1)4
ightarrow 16=(m-1)4
ightarrow 4=m-1
ightarrow m=5

Multiplicando m por n para encontrarmos a quantidade de pares, temos: mcdot n=5cdot12=60

Letra D

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