Categorie: Matematica Riflessioni
Tags: età interi numeri case quiz soluzione
Scritto da: Vincenzo Zappalà
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Soluzione delle case e dell'età **
Leandro , Fabrizio e Sprmnt21 hanno dato la risposta giusta (come sempre d'altra parte...). Preferisco, comunque, riportare una soluzione, basata sugli stessi concetti, che illustri per bene tutti i passaggi in modo da renderli comprensibili facilmente a tutti.
Il problema sembra, a prima vista, insolubile. Abbiamo, infatti, tre incognite (numero totale delle case, numero civico della casa del signor e la sua età) ma apparentemente solo una condizione, ossia un'equazione, che le leghi insieme.
In realtà, però, vi sono altre condizioni che devono essere soddisfatte: Chiamiamo n il numero totale delle case, a l'età del signor X e b il numero civico della sua casa.
n deve essere maggiore o uguale a 2:
n ≥ 2
Ma non basta... n deve anche essere un numero intero (non esistono "mezze" case). Per la stessa ragione anche b deve essere un numero intero. Inoltre deve, ovviamente, essere che:
1 ≤ b ≤ n
Ancora più importante è il fatto che il signor X compia gli anni proprio OGGI, giorno in cui esegue il calcolo. Ciò vuol dire che anche a (la sua età), deve essere un numero intero.
Iniziamo, allora, a scrivere la condizione che lega le tre incognite tra di loro e il termine noto.
La media dei numeri civici delle case si determina dividendo la loro somma per il loro numero totale. Possiamo scrivere, ricordando il piccolo Gauss:
Somma totale: n(n + 1)/2
Somma totale meno il numero civico del signor X: n(n + 1)/2 - b
Media dei numeri delle case(meno quella del signor X): (n(n + 1)/2 - b)/(n - 1)
Abbiamo diviso per (n - 1) e non per n, dato che il numero totale necessario alla media è stato ridotto di uno.
Ci resta ancora da aggiungere a questo valor medio l'età del signor X: (n(n + 1)/2 - b)/(n - 1) + a
Quest'ultima espressione deve essere uguale a 20.16:
(n(n + 1)/2 - b)/(n - 1) + a = 20.16
Come anticipato, l'equazione che ne deriva ha tre incognite. elaboriamola un po'...
n(n + 1)/2 – b + a (n – 1)= 20.16 (n – 1)
n(n + 1)/2 – b + a (n – 1)= 40.32(n – 1) = (40 + 8/25)(n – 1) = (1008/25) (n – 1)
n(n + 1) –2 b + 2a (n – 1) = (1008/25)(n – 1) ... (1)
Il primo membro è sicuramente un numero intero, dato che la somma e il prodotto di numeri interi devono dare come risultato numeri interi. Ne segue che deve essere un numero intero anche il secondo membro:
(1008/25)(n - 1) intero
Perché questo possa capitare è necessario che il rapporto (n -1)/25 sia un numero intero, che possiamo chiamare k:
k = (n - 1)/25
n = 1 + 25 k ... (2)
Sostituiamo n con questo valore nella (1):
(1 + 25k)(25k + 2)) –2 b + 2a · 25k = (1008/25)25k
2 + 75k + 625k2 – 2b + 50ak = 1008k
2 + 75k + 625k2 + 50ak - 1008k = 2b
1 + k(625 k + 50a – 933)/2 = b .... (3)
Inoltre, la (2) ci dice che
k ≥ 1
dato che n ≥ 2
Proviamo a considerare k uguale a 2
1 + 2(625 · 2 + 50a – 933)/2 = b
b = 318 + 50a
Dato che il signor X compie gli anni OGGI, la sua età deve per forza essere maggiore o uguale a 1.
a ≥ 1
Ne segue che
b = 318 + 50a ≥ 368
Accidenti, il numero civico del signor X è decisamente molto alto... Può essere plausibile? Lo verifichiamo subito utilizzando la (2), dove al posto di k inseriamo il valore 2
n = 1 + 25 · 2 = 51
Abbiamo trovato un risultato inaccettabile! In poche parole, considerando k = 2 abbiamo ottenuto che il numero civico del signor X è maggiore (e di molto) al numero delle case.
Dovremmo andare a vanti e provare k = 3 e via dicendo? Nemmeno per sogno, dato che aumentando il valore di k il numero civico b aumenterebbe ancora di più rispetto al numero n di case (provare per credere...). Ci resta una e una sola possibilità, ossia k DEVE essere uguale a 1. E' semplice fare i calcoli...
Dalla (2) abbiamo:
n = 1 + 25 = 26
1 + 1 · (625 · 1 + 50a – 933)/2 = b
1 - 154 + 25a = b
b = - 153 + 25a
Ma b deve essere maggiore uguale a 1, per cui:
- 153 + 25a ≥ 1
25a ≥ 154
a ≥ 6.16
a deve, però, essere intero, per cui deve almeno valere 7 e , di conseguenza:
b = - 153 + 175
b = 22
Questo è un valore accettabile, dato che 22 < 26.
Sa a fosse più grande, ad esempio 8, avremmo b = 47 il che sarebbe già impossibile perché b deve essere minore o uguale n che è risultato essere 26.
La soluzione possibile è quindi una e una sola, che comporta:
n = 26
b = 22
e, soprattutto:
a = 7
L'ho fatta sicuramente più lunga del dovuto, ma spero che sia servita per comprendere appieno tutti i vincoli del problema, tali da portare a una sola soluzione.
Come dice Leandro nei commenti: "Niente male per un bambino di 7 anni"