PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 11 do IME 2017
Sejam uma progressão aritmética (a_1, a_2, a_3, a_4, \dots) e uma progressão geométrica (b_1, b_2, b_3, b_4, \dots) de termos inteiros, de razão r e razão q, respectivamente, onde r e q são inteiros positivos, com q > 2 e b_1 > 0. Sabe-se, também, que a_1+b_2=3, a_4+b_3=26. O valor de b_1 é:
- A1
- B2
- C3
- D4
- E5
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Resolução comentada
Escreva os termos em função de a_1, r, b_1 e q: a_4=a_1+3r, b_2=b_1q e b_3=b_1q^2.
As duas condições ficam:
- a_1+b_1q=3
- a_1+3r+b_1q^2=26
Subtraindo (1) de (2), o a_1 some:
Como r\geq 1, q\geq 3 e b_1\geq 1 são inteiros, basta testar os valores de q que mantêm b_1q(q-1)\leq 20.
- q=3: b_1\cdot 6. Então 3r=23-6b_1, e isso exige 23-6b_1 múltiplo de 3. Mas 23 deixa resto 2 na divisão por 3 e 6b_1 deixa resto 0, então não há solução.
- q=4: b_1\cdot 12. Também 23-12b_1 deixa resto 2 na divisão por 3, sem solução.
- q=5: b_1\cdot 20. Com b_1=1, 3r=3 e r=1. Funciona.
Para q\geq 6, q(q-1)\geq 30>20, o que é impossível.
Logo q=5, b_1=1 e r=1. Conferindo: a_1=3-b_1q=3-5=-2, então a_4=-2+3=1 e b_3=25, de modo que a_4+b_3=26. ✓
Os termos são inteiros, como pede o enunciado.
Alternativa A.
Por que as outras alternativas estão erradas
- BCom b_1=2 não há q>2 inteiro que dê 3r inteiro positivo na equação 3r+b_1q(q-1)=23.
- CCom b_1=3, q=3 daria 18 e 3r=5, que não é inteiro; os demais q passam de 23.
- DCom b_1=4, q=3 daria 24>23, o que é impossível.
- ECom b_1=5, o menor valor de b_1q(q-1) é 30>23, o que é impossível.
Assuntos: Progressão geométrica, Divisibilidade, MMC e MDC, Progressão aritmética.
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Fonte: IME 2017 · Prova objetiva. Prova oficial ↗