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domingo, 8 de noviembre de 2015

Problema 160

En un instituto, al final de curso hay 98 alumnos que abandonan el centro y un número de profesores que se trasladan a otros institutos.


Averiguar cuál es el número de profesores trasladados sabiendo que:

-El número de alumnos que ese año pasan de curso es 8 veces el número de alumnos que abandonan el centro más las dos terceras partes del número de profesores trasladados.

-El número de profesores trasladados es ligeramente superior a la cien-ava parte de alumnos que pasan de curso.

Solución:

Si llamamos x al número de profesores trasladados, tenemos que el número de alumnos que pasan de curso es:

8·98 + (2·x / 3) = 784 + (2·x / 3)

Como el número de dichos alumnos ha de ser un número natural, deducimos que 2·x debe ser múltiplo de 3 y, por ello, x también es múltiplo de 3.

Además, según el enunciado del problema, también debe cumplirse lo siguiente:

x > [784 + (2·x / 3)] / 100
 
100·x > 784 + (2·x / 3)

300·x > 2352 + 2x

298·x > 2352

x > 7,892

Por tanto, x es ligeramente mayor que 7,892 y además es múltiplo de 3, luego x = 9.

Como conclusión, se trasladaron 9 profesores

domingo, 14 de junio de 2015

Representación de números en el ábaco.

La calculadora, tan usual hoy día, tiene sus antepasados. Un ejemplo es el ábaco chino, un instrumento de acción-reflexión, de gran ayuda para la comprensión del sistema posicional de numeración. 


El ábaco es un instrumento utilizado para realizar cálculos aritméticos y suele consistir en un tablero o cuadro con alambres o surcos paralelos entre sí, en los que se mueven bolas o cuentas. 

Fue utilizado tanto por las civilizaciones precolombinas y mediterráneas como en el Lejano Oriente. Se utilizaba en la antigua Roma y, a finales de la edad media, proveniente de los chinos y los tártaros, los mongoles lo introdujeron en Rusia, donde todavía hoy se utiliza en el pequeño comercio. En China y Japón, lo utilizan, también actualmente, algunos hombres de negocios y contables. Los usuarios expertos son capaces de hacer operaciones tan rápidamente como con una calculadora electrónica.

El ábaco moderno está compuesto por un marco de madera o bastidor, con cuentas en alambres paralelos, y por un travesaño perpendicular a los alambres que divide las cuentas en dos grupos. Cada columna o barra —es decir, cada alambre— representa un lugar en el sistema decimal. La columna más a la derecha son las unidades, la que está a su izquierda son las decenas y así sucesivamente. En cada columna hay cinco cuentas por debajo del travesaño, cada una de las cuales representa una unidad; y dos por encima del travesaño, que representan cinco unidades cada una. Por ejemplo, en la columna de las decenas cada una de las cinco representa diez y cada una de las dos representa 50. Las cuentas que se han de incluir como parte de un número se colocan junto al travesaño.


Los trazos más gruesos corresponden a regletas de madera, y los más finos a tiras de alambre. Cuantas más varillas de alambre se coloquen, los números con los que se opere podrán ser mayores.

Para representar un número en el ábaco, debemos tener en cuenta los aspectos siguientes:

-En primer lugar las bolas deben colocarse pegadas al borde superior e inferior, como en la figura 1 y, para representar cualquier número o hacer cualquier operación, las bolas se llevarán hacia la regleta central.

-La varilla situada más a la derecha indica las unidades, siendo cada bola de abajo una unidad y cada bola superior cinco unidades, y existiendo por tanto dos formas diferentes de representar el 5 (llevando a la regleta central una cuenta de la parte superior o cinco de la inferior)

-La segunda varilla indica las decenas y aquí tenemos también las dos opciones que mencionábamos antes en la varilla de las unidades, ya que podemos representar cincuenta unidades con una bola de la parte superior o con cinco de la inferior.

-Cada varilla que avanzamos hacia la izquierda nos da una unidad de orden superior a la anterior, de esta forma la tercera varilla es para las centenas, la cuarta para las unidades de millar, la quinta para las decenas de millar, etc.

Utilizando estas consideraciones, ya estamos en condiciones de poder escribir cualquier número en el ábaco. 

En las siguientes figuras aparecen dos ejemplos, correspondientes a los números 1011 y 25472.



martes, 9 de junio de 2015

Encuentra tres números

Encuentra tres números tales que su suma sea 210, la semisuma del primero y del último más la cuarta parte del otro sea 95, y de forma que la media aritmética de los dos últimos sea 80.

Solución:

Llamamos x, y, z, al primero, segundo y tercer número, en este orden.

Expresando las condiciones dadas en el enunciado como ecuaciones lineales, obtenemos el sistema:


Multiplicando la segunda ecuación por cuatro y la tercera por dos, se obtiene que el sistema es equivalente al siguiente:


Aplicamos el método de Gauss a este último sistema: 



De aquí, se deduce que los números buscados son:

x = 50, y = 40  y  z = 120

miércoles, 20 de mayo de 2015

Problema 109

Tenemos cuatro bolas, una azul, una blanca, una verde y una roja, numeradas. Sabemos que el número de la bola blanca es el promedio de los números de las bolas azul y verde. También, que el número de la verde es el promedio de los de la blanca y la roja. 

Si el número de la bola azul es 1 y el de la roja es 25, ¿qué número lleva la bola verde?

Solución:

Si llamamos A, B, V y R a los números marcados en las bolas azul, blanca, verde y roja, respectivamente, los promedios indicados podemos expresarlos en la forma siguiente:

B = (A + V) /2

V = (B + R) /2

Quitando los denominadores y simplificando en las dos expresiones anteriores, tenemos que:  
  
B = (1 + V) /2; 2B = V + 1; V = 2B -1

V = (B + 25) /2; 2V = B + 25

Sustituimos la expresión de V en la segunda igualdad:

2(2B -1) = B + 25;  4B – 2 = B + 25;  3B = 27; B = 9

Luego, se tiene que V = 2B -1 = 2·9 – 1 = 17. Es decir, el número de la bola verde es el 17.

viernes, 15 de mayo de 2015

Problema 97

Ramón va paseando por un mercadillo y le llama la atención un hombre que tiene aguacates y mangos en cestas. En cada cesta solo hay una clase de fruta y cada una de  ellas está compuesta por 20, 15, 13, 10, 9 y 6 piezas de fruta, respectivamente.


El hombre, al ver como lo observaba, le comentó: si le cambio esta cesta por el libro que usted lleva en su mano, tendré el doble de aguacates que de mangos.

¿A qué cesta se refería al decir esto?

¿Cuántas piezas de aguacates y de mangos le quedarán al cambiar esa cesta?

Solución:

La cesta que cambiaría por el libro es la de 10 piezas de fruta.

De esta forma le quedarían las cestas con 6 y 15 mangos, y las de 20, 13 y 9 aguacates. Es decir, 21 mangos y 42 aguacates.

jueves, 7 de mayo de 2015

Problema 91

Considera los números A = 84 y B = 36. Si invertimos el orden de sus cifras obtenemos otros dos números A´= 48 y B´= 63.


¿Qué relación existe entre los productos A · B y A´· B´?

¿Ocurre lo mismo si repetimos el proceso con  A = 26 y B = 93?


¿Serías capaz de encontrar otras parejas de números de dos cifras que verifiquen la misma propiedad? ¿Qué deben cumplir todas esas parejas?

Solución:

Es fácil comprobar que:

84·36 = 3024 = 48·63
26·93 = 2418 = 62·39

Así, en estos dos casos, la relación existente entre los productos es que A · B = A´· B´.

Pero lo interesante del problema es intentar una generalización: encontrar la condición que deben cumplir dos números de dos cifras para que se verifique la propiedad.

Si A y B son dos números de dos cifras (A = ab y B = cd), podemos expresarlos de la forma A = b + 10 a, y B = d + 10 c.

A · B = A´· B´ equivale a (b+10a)·(d+10c) = (a+10b)·(c+10d)

b·d+10b·c+10a·d+100a·c = a·c+10a·d+10b·c+100b·d
b·d+100a·c = a·c+100b·d
99a·c = 99b·d
a·c = b·d

Así, queda demostrado que esta propiedad la cumple cualquier pareja de números de dos cifras tales que el producto de las primeras cifras de ambos sea igual al producto de sus segundas cifras.

sábado, 11 de abril de 2015

Problema 66

Encuentra cuatro números A, B, C y D, que suman 153 y tales que se cumple la condición siguiente:


10% de A = 30% de B = 50% de C = 60% de D

Solución:


Utilizando fracciones, podemos expresar la condición dada en la forma siguiente:


Esto indica que existe algún x tal que:


Pero esto es equivalente a:

A = 10 x; B = 10 x/3; C = 2 x; D = 5 x/3

Como la suma de los números es 153, obtenemos la ecuación siguiente, que resolvemos:



Por tanto, los números buscados son:

A = 90; B = 30; C = 18 y D = 15

martes, 24 de marzo de 2015

Problema 35

Si consideramos los números 5, 9, 10, 12, 13, 14, 16 y 17, ¿qué pareja de ellos podemos quitar de la lista, sin que cambie la media aritmética? 

Solución:

La suma de los ocho números es 96, por lo que se deduce que la media aritmética es 96:8 = 12.
La media aritmética de la pareja que se elimine ha de ser la misma para que la del grupo no varíe y, para ello, la suma de los dos ha de ser 24.

Las parejas posibles de la lista inicial de números son:

(5, 9) (5, 10) (5, 12) (5, 13) (5, 14) (5, 16) (5, 17) (9, 10)
(9, 12) (9, 13) (9, 14) (9, 16) (9, 17) (10, 12) (10, 13)
(10, 14) (10, 16) (10, 17) (12, 13) (12, 14) (12, 16) (12, 17)
(13, 14) (13, 16) (13, 17) (14, 16) (14, 17) (16, 17)


La única pareja en la que se cumple que la suma de ambos números es 24 es la formada por 10 y 14, que son los dos números que podemos quitar de la lista.

domingo, 15 de marzo de 2015

Optimización

Descompón el número 14 en suma de tres números reales positivos tales que uno de ellos sea el doble del otro, y la suma de los cuadrados de los tres sea la menor posible.  
                        

Solución:


Si x, y, z son los números buscados, las condiciones impuestas por el enunciado dan lugar a las ecuaciones:

La función que hay que minimizar es la siguiente:
S = x2 + y2 + z2

Despejando del sistema las demás incógnitas en función de x tenemos:

Sustituimos en la función S, los valores de z y de y obtenidos en función de la variable x:

S = x2 + (2x)2 + (14 – 3x)2 = x2 + 4x2 + 196 – 84x + 9x2 = 14x2 – 84x + 196

De esta forma, hemos conseguido que la función que hay que minimizar esté expresada en función de una sola variable y, por tanto, podemos derivar y  seguir  los pasos para obtener el valor mínimo.

Derivando la función S e igualando a cero, tenemos:

S´(x) = 28x – 84 = 0 Û 28x = 84 Û x = 3

Con la derivada segunda comprobamos ahora si en este valor se alcanza un máximo o un mínimo de la función.

S´´ = 28

Como S´´ = 28 >0 Þ en x = 3 la función alcanza el mínimo, y sustituyendo el valor de x en las ecuaciones anteriores obtenemos que los números buscados son:

x = 3, y = 6, z = 5

jueves, 12 de marzo de 2015

Dos números positivos

Dos números positivos se diferencian en 4 unidades y la suma de sus cuadrados es 400. Encuentra ambos números.

Solución:

Sean x y x + 4 dichos números.
Se cumple que x2 + (x + 4)2 = 400. Resolvemos esta ecuación:


x2 + x2 + 8 x + 16 = 400 ⇔ 2 x2 + 8 x  - 384 = 0 ⇔ x2 + 4 x – 192 = 0


Así, x puede tomar los valores x = 12 y x = - 16.
Pero, como se dice que los números son positivos, solo es válido el valor x = 12, en cuyo caso se tiene que los números son 12 y 16.

miércoles, 11 de marzo de 2015

Tres números consecutivos

Halla tres números consecutivos cuya suma sea 159.

Solución:

Sean x. x+1 y x+2 los tres números.
Entonces, debe cumplirse que x + x + 1 + x + 2 = 159.
Es decir, que 3x = 156, por lo que x = 156/3 = 52

Así, los números buscados son 52, 53 y 54.

jueves, 12 de febrero de 2015

Problema 3

Todos los números capicúas comprendidos entre 1000 y 2000 tienen un factor común. ¿Cuál es?

Solución:


Todos los capicúas entre 1000 y 2000 son de la forma 1aa1. 

Es decir, que se pueden descomponer como:

1 + a·10 + a·100 + 1· 1000 =

= 1 + a·(10 + 100) + 1000 =

= 1001 + 110 a = 91 · 11 + 10 · 11 · a = 11 · (91 + 10 a)


Así, se observa que todos son múltiplos de 11, que es el factor común buscado.