PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 7 do IME 2016

Prova objetiva · Matemática · Matemática: Combinações e binômio de Newton

O valor da soma abaixo é:

\binom{2016}{5} + \binom{2017}{5} + \binom{2018}{5} + \binom{2019}{5} + \binom{2020}{5} + \binom{2016}{6}
  1. A
    \binom{2020}{6}
  2. B
    \binom{2020}{7}
  3. C
    \binom{2021}{5}
  4. D
    \binom{2021}{6}
  5. E
    \binom{2022}{5}
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Resolução comentada

Use a relação de Stifel: \binom{n}{p}+\binom{n}{p+1}=\binom{n+1}{p+1}. Também vale o teorema das colunas (soma na coluna): \sum_{k=p}^{n}\binom{k}{p}=\binom{n+1}{p+1}.

A soma tem cinco termos com p=5, de k=2016 a k=2020, mais \binom{2016}{6}.

  1. Comece pelo último termo e o primeiro da soma: \binom{2016}{5}+\binom{2016}{6}=\binom{2017}{6}.
  2. Some o próximo termo: \binom{2017}{5}+\binom{2017}{6}=\binom{2018}{6}.
  3. Continue: \binom{2018}{5}+\binom{2018}{6}=\binom{2019}{6}.
  4. Depois: \binom{2019}{5}+\binom{2019}{6}=\binom{2020}{6}.
  5. Por fim: \binom{2020}{5}+\binom{2020}{6}=\binom{2021}{6}.

Cada passo absorve um termo da coluna 5, e o resultado final é \binom{2021}{6}.

Conferência pelo teorema das colunas: \sum_{k=2016}^{2020}\binom{k}{5}=\binom{2021}{6}-\binom{2016}{6}, pois a soma de k=5 a 2020 é \binom{2021}{6} e a de k=5 a 2015 é \binom{2016}{6}. Somando \binom{2016}{6}, sobra \binom{2021}{6}.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • APara no quarto passo de Stifel, deixando de somar o termo \binom{2020}{5}.
  • BSobe o índice inferior sem justificativa; Stifel não leva a \binom{2020}{7}.
  • CMantém a coluna 5, mas a soma com \binom{2016}{6} eleva a coluna para 6.
  • ETambém fica na coluna 5 e erra o índice superior; o resultado correto está na coluna 6.

Assunto: Combinações e binômio de Newton.

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Fonte: IME 2016 · Prova objetiva. Prova oficial ↗