Correção ITA 2027 · MatemáticaAcompanhe a resolução de cada questão da 2ª fase, ao vivoAcompanhar

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 2 (Matemática) da 2ª fase do ITA 2024

Matemática · Matemática: Lógica e raciocínio lógico

Texto-base das questões 01 a 10 · Matemática

Convenções: Considere o sistema de coordenadas cartesiano, a menos que haja indicação contrária.

\mathbb{N} = \{1, 2, 3, \ldots\} : denota o conjunto dos números naturais.
\mathbb{R} : denota o conjunto dos números reais.
\mathbb{C} : denota o conjunto dos números complexos.
i : denota a unidade imaginária, i^2 = -1.
M_{k,n}(\mathbb{R}) : denota o conjunto das matrizes k \times n de entradas reais.
M_n(\mathbb{R}) : denota o conjunto das matrizes n \times n de entradas reais.
\overline{AB} : denota o segmento de reta de extremidades nos pontos A e B.
AB : denota a reta que passa pelos pontos A e B.
m(\overline{AB}) : denota o comprimento do segmento \overline{AB}.
A^T : denota a transposta da matriz A.

Quatro cidades A, B, C e D estão ligadas por seis pontes distintas da seguinte maneira:

– uma ponte liga A e B;
– uma ponte liga A e C;
– uma ponte liga B e C;
– duas pontes ligam B e D;
– uma ponte liga C e D.

Quantos caminhos são possíveis ligando todas as cidades e passando por todas as pontes uma única vez, sabendo que é permitido passar em uma mesma cidade mais de uma vez?

Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

a) Pense nas cidades como vértices e nas pontes como arestas. O grafo tem 6 arestas: AB, AC, BC, CD e duas pontes BD, que chamo de d_1 e d_2.

Um caminho que passa por todas as pontes uma única vez é um caminho euleriano. Ele só existe se houver no máximo dois vértices de grau ímpar, e nesse caso começa em um deles e termina no outro.

Graus: A tem 2, B tem 4, C tem 3 e D tem 3. Os vértices ímpares são C e D, então todo caminho começa em C e termina em D, ou o contrário.

Vou contar os caminhos de C até D, separando pela primeira ponte usada.

  1. Começa por CD: vai a D e sai por d_1 ou d_2 (2 escolhas). Resta a outra ponte BD, que deve ser a última. Entre as duas, de B de volta a B, percorremos AB, AC, BC em um triângulo, em um de 2 sentidos. Total: 2\cdot 2=4.

  2. Começa por CA: segue A\to B obrigatoriamente. Em B restam BC, d_1, d_2 e CD.

    • Por BC: depois C\to D e as duas pontes BD em 2 ordens. São 2 caminhos.
    • Por d_1: de D há 2 continuações possíveis (d_2,BC,CD ou CD,BC,d_2). São 2 caminhos.
    • Por d_2: análogo, 2 caminhos.

    Total: 2+2+2=6.

  3. Começa por CB: em B restam AB, d_1, d_2.

    • Por AB: A\to C\to D e depois as duas BD em 2 ordens. São 2 caminhos.
    • Por d_1: de D pode-se seguir por d_2,AB,AC,CD ou por CD,CA,AB,d_2. São 2 caminhos.
    • Por d_2: análogo, 2 caminhos.

    Total: 2+2+2=6.

De C até D temos 4+6+6=16 caminhos. Cada um pode ser percorrido também no sentido contrário, de D até C, e isso dá outro caminho.

Total: 2\cdot16=32.

Resposta: 32 caminhos (16 em cada sentido).

Assuntos: Lógica e raciocínio lógico, Princípio fundamental da contagem.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 2 no caderno Matemática da 2ª fase do ITA 2024

Fonte: ITA 2ª fase 2024 · Matemática. Prova oficial ↗