PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 7 do IME 2016
O valor da soma abaixo é:
\binom{2016}{5} + \binom{2017}{5} + \binom{2018}{5} + \binom{2019}{5} + \binom{2020}{5} + \binom{2016}{6}
- A\binom{2020}{6}
- B\binom{2020}{7}
- C\binom{2021}{5}
- D\binom{2021}{6}
- E\binom{2022}{5}
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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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}.
- Comece pelo último termo e o primeiro da soma: \binom{2016}{5}+\binom{2016}{6}=\binom{2017}{6}.
- Some o próximo termo: \binom{2017}{5}+\binom{2017}{6}=\binom{2018}{6}.
- Continue: \binom{2018}{5}+\binom{2018}{6}=\binom{2019}{6}.
- Depois: \binom{2019}{5}+\binom{2019}{6}=\binom{2020}{6}.
- 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 ↗