Considere os números escritos em diferentes bases de numeração:
A = (12) (N+1), B = (200)N, C = (3B)16 e D = (21)N.
Sabendo-se que a igualdade 2*D + 2*C = 5*A + B é válida, assinale a opção que corretamente apresenta o valor de N.
A2
B5
C6
D7
E9
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GabaritoD — 7
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Resolução
Gabarito: letra D — a conta chega a N = 7 (alternativa D).
A ideia por trás
Os sistemas de numeração são formas de representar quantidades usando uma base. Na base decimal (base 10), cada posição vale uma potência de 10; em uma base qualquer N, cada posição vale uma potência de N. Para converter um número de uma base para a decimal, multiplicamos cada algarismo pela potência da base correspondente à sua posição e somamos. A relação que governa é a expansão posicional: (a_n a_{n-1} ... a_0)_b = a_n b^n + a_{n-1} b^{n-1} + ... + a_0 b^0. Quando a base cresce, o valor do número cresce, e algarismos maiores que a base não são permitidos. Nesta questão, precisamos converter todos os números para a base decimal, substituir na igualdade e resolver a equação resultante, lembrando que a base N deve ser um inteiro maior que 1 e que todos os algarismos usados devem ser menores que N.
O que a questão dá
A = (12)_{N+1}
B = (200)_N
C = (3B)_{16}
D = (21)_N
igualdade: 2D + 2C = 5A + B
O que queremos: o valor de N
Passo 1 — Converter A para decimal
Para comparar os números, precisamos expressá-los na mesma base (decimal). A conversão usa a expansão posicional: cada algarismo multiplica uma potência da base.
Por que esta fórmula: A fórmula da conversão de base é a definição de sistema posicional: o algarismo da direita é a unidade (base^0), o seguinte é base^1, etc.
De onde vem cada valor: = enunciado: algarismo das dezenas de A · = enunciado: base de A · = enunciado: algarismo das unidades de A
NÃO CAIA NESSA!
Trocar a ordem: escrever 2(N+1)+1 em vez de 1(N+1)+2.
Passo 2 — Converter B para decimal
B está na base N, então precisamos expandir seus algarismos em potências de N.
Por que esta fórmula: O número (200)_N tem três algarismos: o 2 na posição das dezenas (N^2), 0 nas unidades (N^1) e 0 nas unidades (N^0).
De onde vem cada valor: = enunciado: algarismo das centenas de B · = enunciado: base N elevada à posição 2 · = enunciado: algarismos das dezenas e unidades
NÃO CAIA NESSA!
Esquecer que o 2 está na posição N^2, não N.
Passo 3 — Converter C para decimal
C está na base 16 (hexadecimal), onde os algarismos A-F representam 10-15. O algarismo B vale 11.
Por que esta fórmula: A conversão de hexadecimal segue a mesma regra: cada algarismo multiplica uma potência de 16.
De onde vem cada valor: = enunciado: algarismo das dezenas de C · = enunciado: base de C · = enunciado: algarismo B em hexadecimal vale 11
NÃO CAIA NESSA!
Confundir o algarismo B com a letra B do enunciado, tratando-o como variável.
Passo 4 — Converter D para decimal
D está na base N, então expandimos seus algarismos.
Por que esta fórmula: O número (21)_N tem dois algarismos: 2 na posição N^1 e 1 na posição N^0.
De onde vem cada valor: = enunciado: algarismo das dezenas de D · = enunciado: base de D · = enunciado: algarismo das unidades de D
NÃO CAIA NESSA!
Inverter a ordem: escrever 1·N + 2.
Passo 5 — Substituir na igualdade
Com todos os números em decimal, podemos montar a equação que relaciona N.
Por que esta fórmula: A igualdade dada é 2D + 2C = 5A + B; substituímos as expressões obtidas.
De onde vem cada valor: = passo 4 · = passo 3 · = passo 1 · = passo 2
NÃO CAIA NESSA!
Errar a distributiva: 2(2N+1) = 4N+2, não 2N+2.
Passo 6 — Reorganizar a equação
Para resolver, precisamos deixar a equação na forma padrão ax² + bx + c = 0.
Por que esta fórmula: Movemos todos os termos para um lado, igualando a zero.
De onde vem cada valor: = passo 5: termo do lado direito · = passo 5: 5N - 4N · = passo 5: 15 - 120
NÃO CAIA NESSA!
Errar o sinal ao mover termos: 120 - 15 = 105, não -105.
Passo 7 — Resolver a equação do 2º grau
A equação é quadrática; usamos a fórmula de Bhaskara para achar N.
Por que esta fórmula: Para ax² + bx + c = 0, as raízes são x = (-b ± √(b²-4ac))/(2a).
De onde vem cada valor: = coeficiente b da equação · = b² · = coeficiente a · = coeficiente c
N = 7 ou N = -7,5
NÃO CAIA NESSA!
Esquecer o sinal de menos no discriminante: √(1+840) = √841 = 29.
Passo 8 — Escolher a raiz válida
A base N deve ser um inteiro positivo maior que 1, e todos os algarismos usados devem ser menores que N.
Por que esta fórmula: N = -7,5 não é inteiro positivo; N = 7 é válido, pois 0, 1, 2 < 7.
NÃO CAIA NESSA!
Aceitar N = -7,5 sem verificar a condição de base.