PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 17 (Nível 2) da OBMEP 2017
Qual é o valor da expressão abaixo?
\frac{-1 \times 2 + 2 \times 3 - 3 \times 4 + 4 \times 5 - 5 \times 6 + \cdots - 49 \times 50 + 50 \times 51}{1 + 2 + 3 + \cdots + 25}
- A4
- B5
- C6
- D7
- E8
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Observe que o numerador alterna os sinais: -1\times2+2\times3-3\times4+\cdots-49\times50+50\times51. Há 50 produtos, então podemos agrupá-los em 25 pares, cada um com um produto negativo seguido de um positivo.
Cada par tem a forma -(2j-1)(2j)+(2j)(2j+1), com j=1,2,\ldots,25. Colocando 2j em evidência:
2j\,[(2j+1)-(2j-1)] = 2j\cdot 2 = 4j
Teste com j=1: -1\times2+2\times3=4, o que confere.
- O numerador é 4(1+2+\cdots+25).
- O denominador é exatamente 1+2+\cdots+25.
- Essa soma vale \dfrac{25\times26}{2}=325, mas nem precisa ser calculada: ela aparece nos dois lugares e se cancela.
\frac{4\cdot 325}{325}=4
O numerador vale 1300 e o denominador 325, e 1300\div325=4.
Alternativa A.
Por que as outras alternativas estão erradas
- BResultado sem base no agrupamento; cada par vale 4j, o que dá razão 4, não 5.
- CResultado sem base no agrupamento; o numerador é 4 vezes o denominador, não 6.
- DValor sem relação com a soma dos pares 4j; a razão correta é 4.
- EProvável erro ao calcular a diferença de cada par (como 8j), dobrando o resultado.
Assunto: Progressão aritmética.
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Fonte: OBMEP 2017 · Nível 2. Prova oficial ↗