Problema de revezamento com distâncias iguais
Gabarito: letra D. A condição de que cada corredor percorre o mesmo número de quilômetros leva a (n=5) (número primo) e (d=25) (quadrado perfeito). A resolução é obtida montando as equações do percurso e igualando as distâncias.
Resolução passo a passo
Seja (d) a distância total e (n) o número de atletas. Para o corredor (i) (começando em 1):
Ele corre (i) km e depois mais (\frac{1}{6}) do que resta.
Se antes dele a distância restante é (R_{i-1}), sua distância percorrida é:
[
a_i = i + \frac{1}{6}(R_{i-1} - i) = \frac{5}{6}i + \frac{1}{6}R_{i-1}
]
Após ele, resta (R_i = \frac{5}{6}(R_{i-1} - i)).
Sabendo que todos percorrem a mesma distância (a), temos (a_i = a) para todo (i). Em particular, para o último corredor ((i=n)): [ a = \frac{5}{6}n + \frac{1}{6}R_{n-1} ] Como após o último corredor resta zero, (R_n = 0 \Rightarrow R_{n-1} = n). Substituindo: [ a = \frac{5}{6}n + \frac{1}{6}n = n ] Portanto, cada corredor percorre exatamente (n) km, e a distância total é (d = n \cdot a = n^2).
Agora, para o primeiro corredor ((i=1)): [ a = \frac{5}{6} \cdot 1 + \frac{1}{6}R_0 = \frac{5}{6} + \frac{1}{6}d ] Como (a = n) e (d = n^2), obtemos: [ n = \frac{5}{6} + \frac{1}{6}n^2 \Rightarrow 6n = 5 + n^2 \Rightarrow n^2 - 6n + 5 = 0 \Rightarrow (n-1)(n-5)=0 ] Como (n>1), (n=5). Logo (d = 5^2 = 25).
Conferindo:
Corredor 1: 1 km + 1/6 de 24 = 1+4 = 5 km
Corredor 2: 2 km + 1/6 de 18 = 2+3 = 5 km
Corredor 3: 3 km + 1/6 de 12 = 3+2 = 5 km
Corredor 4: 4 km + 1/6 de 6 = 4+1 = 5 km
Corredor 5: 5 km + 1/6 de 0 = 5+0 = 5 km
Assim, (n=5) (número primo) e (d=25) (quadrado perfeito).
Caso | n (atletas) | d (distância total) | n é primo? | d é quadrado perfeito? | Resultado |
|---|
1 | 5 | 25 | V | V | Consistente |
2 | n ≠ 5 | d ≠ n² | F | F | Contradição |
Análise das alternativas
Alternativa A — ❌ Incorreta: (n) não é múltiplo de 3 (5 não é múltiplo de 3) e (d) é ímpar, mas a condição dupla falha.
Alternativa B — ❌ Incorreta: (n) não é quadrado perfeito (5) e (d) não é múltiplo de 6 (25).
Alternativa C — ❌ Incorreta: (n) não é múltiplo de 4, embora (d) seja quadrado perfeito, a conjunção é falsa.
Alternativa D — ✅ Correta: (n=5) é primo e (d=25) é quadrado perfeito.
Alternativa E — ❌ Incorreta: (n) é primo, mas (d=25) é ímpar, não par.
Portanto, a única afirmação verdadeira é a letra D.
Gabarito: letra D