100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

104
MARAVILLOSOS PROBLEMAS DE MATEMÁTICAS Libro 1 http://matemelga.wordpress.com/

Transcript of 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Page 1: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

MARAVILLOSOS PROBLEMAS DE MATEMÁTICAS

Libro 1

http://matemelga.wordpress.com/

Page 2: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Si A , B , C y D son cuatro vértices consecutivos de un polígono regular tal que ADACAB

111 += ,

¿cuántos lados tiene este polígono?

SOLUCIÓN

Tengamos en cuenta las siguientes convenciones:

• n es número de lados del polígono

• 0≠=n

πα es la mitad del ángulo central, y

NOPMONAOM ===α

• El radio del polígono es 1

• O es el centro del polígono regular

• M , N y P son los puntos medios del los

segmentos respectivos AB , AC y AD

• Los triángulos OMA , ONA y OPA son

rectángulos, respectivamente, en M , N y P (véanse las mediatrices de los segmentos del

enunciado, señaladas por líneas de puntos)

En estas condiciones,

• en el triángulo rectángulo OMA se verifica que αα senABsenAM .2=⇒=

• en el triángulo rectángulo ONA se verifica que αα 2.22 senACsenAN =⇒=

• en el triángulo rectángulo OPA se verifica que αα 3.23 senADsenAP =⇒=

Por lo tanto,

⇒+=⇒+=⇒+=αααααα 3

12

113.2

12.2

1.2

1111sensensensensensenADACAB

⇒=−⇒=−⇒

ααααα

ααα 21

3.3

21

311

sensensen

sensen

sensensen

−+=−=⇒2

.2

cos.22

13.

.2cos.2 basen

babsenasenpues

sensensen

sen

ααααα

⇒=⇒≠= αααααα

α32cos.2.2)0(

2

1

3

2cos.2sensensenpues

sensen

( )aasenasenpuessensen cos..2234 ==⇒ αα , lo que quiere decir, en el contexto del problema, que

77

734 =⇒==⇒==+ nn

ππαπααα

El polígono tiene 7 lados

Page 3: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Dos matemáticos se encuentran en la calle después de mucho tiempo sin verse.

− ¡Cuánto tiempo sin verte!

− ¡Vaya!, parece que fue ayer.

− Y qué, ¿te casaste?

− Si, tengo tres hijas preciosas.

− ¿Qué edad tienen?

− Pues no te voy a decir la edad que tiene cada una, pero sí te diré que el producto de sus edades es 36 y que la suma es el número de la casa de enfrente.

El amigo mira el número del portal y saca papel y lápiz. Hace unos cálculos y al cabo de unos segundos exclama:

− Me faltan datos.

− Sí, claro. La mayor toca el piano.

El amigo da inmediatamente la respuesta. ¿Serás tú capaz de darla tú también?

SOLUCIÓN

Escribimos todos los productos de tres números cuyo resultado sea 36:

• 1 x 1 x 36 = 36 � El portal debería ser el 38 (=1+1+36)

• 1 x 2 x 18 = 36 � El portal debería ser el 21 (=1+2+18)

• 1 x 3 x 12 = 36 � El portal debería ser el 15 (=1+3+12)

• 1 x 4 x 9 = 36 � El portal debería ser el 14 (=1+4+9)

• 1 x 6 x 6 = 36 � El portal debería ser el 13 (=1+6+6)

• 2 x 2 x 9 = 36 � El portal debería ser el 13 (=2+2+9)

• 2 x 3 x 6 = 36 � El portal debería ser el 11 (=2+3+6)

• 3 x 3 x 4 = 36 � El portal debería ser el 10 (=3+3+4)

La duda del amigo (falta de un dato) sólo puede deberse a que el número de la casa que ve no muestra de

manera unívoca el resultado, por lo que el portal debe ser el 13, al haber dos conjuntos de edades que

determinan dicho número; 1, 6 y 6, y 2, 2 y 9 y existir, por tanto, una ambigüedad.

La última afirmación del padre señala que existe una niña mayor que las otras, por lo que

Las edades de las hijas son 2, 2 y 9 años

Page 4: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Hace tres siglos, lejanas praderas del Oeste americano eran habitadas por diferentes tribus de indios como los SHYS, los BADMILKS y los HOTEGGS.

Los SHYS eran grandes guerreros y dotados de una increíble inteligencia, equiparable a su prudencia. Sus defectos eran muy notorios: muy tímidos y, monógamos acérrimos (se casaban nada más superar la pubertad), muy celosos, hasta tal punto que si se enteraban de que su mujer les había engañado, al día siguiente de saberlo, ¡LA MATABAN! Los BADMILKS se caracterizaban por las reivindicaciones permanentes sobre una parte del territorio ocupado por los SHYS: habían organizado

todos los domingos manifestaciones reivindicativas cerca del campamento de éstos que degeneraban, indefectiblemente, en batallas campales en las que, casi nunca, llegaba la sangre al río. Hasta tal punto llegó el mosqueo de los SHYS que, un sábado al amanecer, se encaminaron todos sus guerreros hacia el territorio de los BADMILKS a fin de dar a esta tribu un escarmiento tal que les dejase sin ganas de seguir con la monserga dominical. Sólo quedaron en su campamento los ancianos y los niños, además de las mujeres de los guerreros. No contaron los SHYS con que una avanzadilla de HOTEGGS, famosos en todos aquellos confines por las notables dosis de seducción que ejercían sobre las mujeres, llegase a mediodía de ese funesto sábado a su campamento. Para ser breve, diré que hubo allí unos cuántos líos de faldas entre las SHYS casadas y los atractivos HOTEGGS y que, al atardecer, dejaron unas cuantas caras risueñas y cuerpos relajados en el campamento. Aunque no todo fueron alegrías: un venerable anciano observó TODO lo que pasó allí, quedando escandalizado. Al llegar los guerreros, esa misma noche, de su victoriosa escaramuza contra los BADMILKS, el anciano decidió inmediatamente darles a conocer la gran desgracia con suma discreción: a todos y cada uno de ellos les entregó, sin articular palabra, una lista en la que se encontraban los nombres de todas y cada una de las "alegres" mujeres excepto, en cada caso y si fuera una de ellas, la del receptor de la lista. Los guerreros SHYS entendieron el mensaje y uno de ellos, GRAND-BULL, recogió su lista, que contenía cuatro nombres, y se sentó inmediatamente en la entrada de su tienda cavilando sobre si había sido engañado o no. Antes de la medianoche del día de autos, ¡GRAND-BULL DEDUJO CÓMO Y CUÁNDO SABRÍA SI SU MUJER LE HABÍA ENGAÑADO O NO Y, ADEMÁS, DETERMINÓ EL DÍA EN QUE, EN CASO DE SER UNA MUJER INFIEL, TENDRÍA QUE MATARLA! Postdata: Así me contaron la historia y así os la transmito. Le he dado vueltas durante mucho tiempo y me

he rendido: no sé cómo, aún siendo tan inteligente, pudo deducir GRAND-BULL todo eso.

Page 5: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

SOLUCIÓN

Grand-Bull recibe una lista de cuatro nombres. Si su mujer le ha engañado habrá listas de 5 nombres

recibidas por los no engañados.

Si no le ha engañado, habrá listas de 3 y 4 nombres: 3 para los engañados y 4 para los no engañados.

Grand-Bull se pone en ‘lo mejor’ (su mujer no le ha engañado) y, por tanto, en la situación (hipotética) de

un indio que haya recibido una lista de 3 nombres. Al sólo conocer esa lista este indio razonará de manera

idéntica a Grand-Bull, por lo que supondrá que puede haber listas de 2 y 3 nombres si su mujer no le ha

engañado y de 3 y 4 si le ha engañado.

Y siguiendo el mismo razonamiento se llegará a pensar en la posibilidad de que haya listas de 1 y 2

nombres, pues todos los indios han recibido lista.

Si alguien recibiese una lista con un solo nombre deduciría el mismo domingo que su mujer lo había

engañado, por lo que el lunes la mataría.

Si no hubiera ninguna muerte el lunes no habría listas de 1, por lo que ese día sabría, quien tuviera una

lista con 2, que su mujer le engañaba y el martes la mataría.

Sucesivamente y al no haber muertes ese día, quien tuviera una lista con 3 personas mataría el miércoles a

su mujer si ésta le hubiera sido infiel.

Grand-Bull, pues, esperó al miércoles. Ese día supo si su mujer le engañaba o no. Si no hubo muertes se

convenció de que había listas de 4 y de 5 personas y que su mujer le fue infiel, por lo que mató el jueves a

su mujer.

Grand-Bull supo el miércoles si su mujer le había engañado o no y, en caso de infidelidad (si no hubieran

habido muertes dicho miércoles), la mató el jueves

Page 6: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

La distancia por ferrocarril entre Madrid y A Coruña es de 600 kilómetros. Un tren sale de Madrid hacia A Coruña con una velocidad de 160 km/h, y, simultáneamente, otro de A Coruña a Madrid a 140 km/h.

En ese mismo momento un halcón peregrino (velocísimo), situado en la locomotora del primer tren, comienza a volar siguiendo la vía férrea hacia A Coruña a una velocidad constante de 175 km/h. Al cabo de cierto tiempo llega al tren que viene en sentido contrario, toca la locomotora y, sin perder tiempo, se vuelve hacia el primer tren repitiendo este vaivén hasta que los trenes se encuentran y, en el inevitable choque, aplastan al halcón, que muere. ¿Cuáles son los kilómetros recorridos por el halcón desde que comienza el trayecto hasta que muere?

SOLUCIÓN

Según la velocidad acumulada de los dos trenes (160 km/h + 140 km/h = 300 km/h), al cabo de dos horas

chocan, pues uno ha recorrido 320 km y el otro 280 km.

Esto quiere decir que el halcón ha estado volando durante 2 horas a una velocidad de 175 km/h, por lo que

habrá recorrido exactamente 350 km.

El halcón ha recorrido 350 km

Page 7: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Con operaciones matemáticas, hay que conseguir realizar todos los cálculos con exactamente tres cifras iguales (de 1 a 9) que tengan, como resultado, 6 (Por ejemplo, con el 2: 2+2+2=6)

SOLUCIÓN

• 6)!111( =++

• 6222 =++

• 6333 =−×

• 6444 =−+

• 6555 =÷+

• 6666 =−+

• 6777 =÷−

• 6888 =+−

• 6999 =−×

Page 8: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En la pared interior de un vaso cilíndrico, de 10 cm de diámetro y 20 cm de altura, hay una gota de miel situada a 3 cm del borde del recipiente. En la pared exterior, y en el punto exactamente opuesto a la gota, se encuentra una mosca. (Ese punto es tal que el segmento que forma con la gota

tiene de punto medio el del segmento-eje del vaso cilíndrico) ¿Cuál es el camino más corto que puede seguir la mosca para llegar a la gota de miel?, ¿qué longitud debe recorrer la mosca?

SOLUCIÓN

Evidentemente, al estar el exterior del vaso, la mosca deberá llegar al borde para poder entrar al interior y

llegar a la gota. Desplegando la superficie lateral del cilindro se observa la ruta más corta:

El camino más corto (en azul) es de la misma longitud que el segmento MG' , siendo 'G el punto

simétrico de la gota de miel G respecto del lado superior de la superficie.

Se construye el triángulo rectángulo formado por los puntos 'G , M (mosca) y P (punto de intersección del

lado derecho de la superficie y de la recta paralela al lado superior).

La mitad de la anchura de la superficie es cmrPM ππ 5== y cmPG 20'=

Por tanto, por el teorema de Pitágoras, se obtiene que el camino mide ( ) cmx 43,25205 22 =+= π

El camino más corto que debe recorrer la mosca hasta la gota de miel mide 25,43 cm

Page 9: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Dos nómadas se detuvieron en un oasis a descansar y reponer fuerzas después de una larga travesía por el desierto.

Cuando iban a ponerse a comer se les presentó un peregrino hambriento y sin provisiones. Los nómadas, solidarios, distribuyeron equitativamente entre los tres sus exiguos alimentos.

El primero llevaba 5 panes y el otro, 3. El peregrino, agradecido por su hospitalidad, les recompensó con 8 monedas de plata. ¿Cómo se las debieron repartir los dos nómadas de manera justa?

SOLUCIÓN

Al repartirse los 8 panes, cada uno comió 38

de los panes.

El primer nómada aportó 5 panes, de los cuales se comió 38

y dio al peregrino 37

38

5 =−

El segundo nómada aportó 3 panes, de los cuales se comió 38

y dio al peregrino 31

38

3 =−

La conclusión que se obtiene es que el peregrino comió 7 veces más pan del primer nómada que

del segundo por lo que, para repartirse justamente las monedas del peregrino,

El primer nómada toma 7 monedas y el segundo nómada 1 moneda

Page 10: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Dado el sistema

=++=++=++

15.

35.

8.

zyzy

zxzx

yxyx

, hallar zyxzyx ..+++ si 0,, >zyx

SOLUCIÓN

Los tres términos independientes son cuadrados menos una unidad, lo que da una idea de por

donde se puede continuar:

( )( )( )( )( )( )

( ) ( )( )( )( ) ( )( )( )( )

=+++

=+++

=+++

=++=++=++

=+++=+++=+++

=++=++=++

5761.1.1

1441.1.1

3241.1.1

161.1

361.1

91.1

161.

361.

91.

15.

35.

8.

2

2

2

zyx

zyx

zyx

zy

zx

yx

zyzy

zxzx

yxyx

zyzy

zxzx

yxyx

( )

( )

( )

36..

7

127

81

2129

1

649

5761

436

1441

481

16324

1

2

2

2

=+++⇒

==

=

=+=+

=+

==+

==+

==+

⇒ zyxzyx

z

y

x

z

y

x

z

y

x

x+y+z+x.y.z=36

Page 11: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Reconstruir la división exacta siguiente, averiguando todas las cifras que intervienen en ella:

SOLUCIÓN

Si nos fijamos en el desarrollo de la división, observamos que, en dos casos, se

‘bajan’ dos cifras del dividendo, por lo que las segunda y cuarta cifras del

cociente serán iguales a cero

Por otro lado, la primera cifra del dividendo debe ser 1. Tenemos entonces

Al multiplicar el divisor (de tres cifras) por 8 obtenemos un número de tres

cifras, por lo que la primera cifra del divisor debe ser un 1. Además, en la

primera resta que se produce en la división se obtiene un número de dos

cifras, por lo que el minuendo deberá ser 10xx y el sustraendo 9xx, y lo mismo

pasa en la siguiente resta

Evidentemente, la segunda cifra del divisor debe ser un 2, la tercera del

dividendo un 0 y la segunda del primer sustraendo un 9… y en la segunda resta

igual, por lo que la quinta cifra del dividendo es un 0

Está claro ya que la primera cifra del cociente es un 8 y la última del divisor es

un 4, la cuarta del dividendo es un 2 (así como la tercera del primer y segundo

sustraendos) y la primera de la segunda resta es un 1 (igual que la primera del

último sustraendo)

Por fin, al tener el último sustraendo cuatro cifras, es inmediato deducir que la última cifra del

cociente es un 9 completándose entonces, al saber divisor y cociente, el resto de dígitos de la

división

Page 12: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tengo tres dados con letras diferentes. Al tirar los dados puedo formar palabras tales como OSA, FIN, VID, REY, ATE, SOL, MIA, ESA, CAE, GOL, PIO, SUR, pero no puedo formar palabras tales como DIA, VOY y RIN. ¿Cuáles son las letras de cada uno de los dados?

SOLUCIÓN

Numeramos los dados 1, 2 y 3

Al poderse escribir ATE, ESA, CAE, OSA, SOL y GOL, los dados tienes las letras:

1: A,L 2: T,S,C,G 3: E,O

Como se puede escribir PIO y DIA,

1: A,L 2: T,S,C,G,I 3: E,O

Al no poderse escribir DIA, pero sí VID y MIA,

1: A,L,D 2: T,S,C,G,I 3: E,O,V,M

Retomamos PIO:

1: A,L,D ,P 2: T,S,C,G,I 3: E,O,V,M

De SUR y FIN deducimos que U, R, F y N completan los dados 1 y 3, por lo que Y completa el 2:

1: A,L,D ,P 2: T,S,C,G,I,Y 3: E,O,V,M

De REY y SUR obtenemos:

1: A,L,D ,P,R 2: T,S,C,G,I,Y 3: E,O,V,M,U

Y al no poderse escribir RIN y sí FIN,

1: A,L,D ,P,R,N 2: T,S,C,G,I,Y 3: E,O,V,M,U,F

Los dados tienen las caras ADLNPR, CGISTY, EFMOUV

Page 13: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En una biblioteca, dispuestos de forma usual, hay cuatro tomos de una enciclopedia teniendo cada tomo un espesor de 4 centímetros, tapas incluidas. El espesor de cada tapa es de 0,25 centímetros.

Una polilla comienza a devorar lo que encuentra a partir de la primera página del primer tomo y se abre camino en dirección a la última página del cuarto

tomo, que también se come.

Suponiendo que tarda un día en recorrer medio centímetro, ¿cuántos días tardará en realizar su destructora labor?

SOLUCIÓN

Teniendo en cuenta la disposición habitual de los tomos, después de la primera página del primer tomo se

encuentra la tapa y, a continuación, el segundo y tercer tomos, la tapa del cuarto tomo y la última página

de dicho tomo.

En total devora 0,25+4+4+0,25 = 8,50 centímetros, además de la última página.

En resumen, 8,50:0,50 = 17

La polilla tarda 17 días

Page 14: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tres marineros y un mono llegan, tras un naufragio, a una isla desierta. Durante todo el día se dedican a recoger cocos, con los que forman un montón común. Al llegar la noche, cansados por el trabajo hecho, se van a dormir dejando para el día siguiente el reparto de los cocos.

Durante la noche uno de los marineros, desconfiando de los otros dos, decide hacerse con su parte, procediendo a formar tres montones iguales y guardando uno de ellos. Como al hacerlo le sobra un coco, se lo da al mono.

El segundo marinero despierta más tarde y, teniendo la misma idea, hace lo mismo con los cocos que dejó el primero. Al hacerlo también le sobra un coco y se lo da al mono.

Casi al amanecer se despierta el tercer marinero y hace lo mismo que sus compañeros con los cocos que aún quedan en el montón. A éste también le sobra un coco que se lo da al mono.

Por la mañana, aunque el montón de cocos está reducido, los tres marineros se sienten igualmente culpables y no dicen nada sobre lo que han hecho durante la noche. Proceden al reparto de los cocos, les sobra uno y se lo dan al mono.

¿Cuál es la mínima cantidad de cocos que había en el montón inicial?, ¿cuántos cocos se lleva cada uno de los marineros?

SOLUCIÓN

Llamemos N a la cantidad inicial de cocos y A , B , C a los que cogen, inicial y sucesivamente, los

tres marineros.

El primer marinero hace los montones de A cocos, se lleva A cocos y da uno al mono: 13 += AN

El segundo marinero, con el resto, hace lo propio con los restantes: 131 +=−− BAN

El tercer marinero, con el resto, hace lo propio con los restantes: 1311 +=−−−− CBAN

Al final, se hacen tres montones de D cocos y sobra uno, que se lo dan al mono:

13111 +=−−−−−− DCBAN

Con estas cuatro ecuaciones, obtenemos

De la primera y la segunda, 132 += BA

De ellas y la tercera, 132 += CB

Y de todas las anteriores y la última, 132 += DC

Despejando sucesivamente llegamos a ⇒+=⇒

+=⇒+=

81927

459

213 D

AD

BD

C

86581 +=⇒

DN , usando también la ecuación inicial.

De ahí, 8

1810

86581 +++=+= D

DD

N y, para que este valor sea entero y mínimo, se deduce que

792617117 =⇒=⇒=⇒=⇒= NABCD

Es muy sencillo recrear los repartos y hallar la cantidad de cocos que se llevó cada uno.

Inicialmente había 79 cocos y los marineros se llevaron, respectivamente, 33, 24 y 18 cocos. El mono se llevó 4

Page 15: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Si una cuerda se corta en trozos de 20 centímetros, sobra un trozo de 15 centímetros.

Si la longitud de la cuerda hubiese sido el triple de la original, ¿habría sobrado algún trozo?

SOLUCIÓN

Llamamos x a los trozos de 20 centimetros en los que se corta la cuerda. La cuerda medirá entonces

20x+15… Si triplicamos su longitud medirá ahora 3.(20x+15) = 60x+45 = 20.3x+20.2+5 = 20.(3x+2)+5,

por lo que

Sobrará un trozo de 5 centímetros

Page 16: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un cazador camina 3 kilómetros hacia el sur, después 1 kilómetro hacia el este y ve un oso. Asustado, corre 3 kilómetros hacia el norte volviendo al punto de partida. ¿De qué color es el oso?

SOLUCIÓN

La trayectoria que lleva el cazador solo puede realizarse en el Polo Norte o en el Polo Sur, y en éste no hay

osos. Está, por tanto, en el Polo Norte y

El oso es de color blanco

Una cuerda, de 20 metros de longitud, tiene sus extremos atados a la parte superior de dos postes de 12 metros de altura cada uno. Si la cuerda cuelga a 2 metros del suelo, ¿cuál es la separación entre ambos postes?

SOLUCIÓN

Con los datos que se dan, solo puede producirse esta situación:

Los postes están juntos

Un tren sale de Madrid hacia Barcelona a 120 kilómetros por hora. Simultáneamente, otro tren sale de Barcelona a Madrid a 160 kilómetros por hora. En el preciso instante en que se encuentren, ¿cuál estará más cerca de Barcelona?

SOLUCIÓN

Si se entiende bien lo que dice el enunciado,

Los trenes estarán a la misma distancia de Barcelona

Page 17: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un barco, fondeado en un puerto, tiene desplegada una escala para poder desembarcar en los botes. La escala, desde la cubierta hasta el agua, tiene 22 escalones de 20 cm. de altura cada uno. Si la marea sube a razón de 10 cm. por hora, ¿cuántos escalones cubrirá al cabo de 10 horas?

SOLUCIÓN

La marea sube y con ella se lleva al barco hacia arriba también, por lo que

El agua no cubrirá ningún escalón

Una araña teje su tela en el marco de una ventana, duplicando cada día la superficie hecha hasta entonces, y tarda 30 días en cubrir el hueco de la ventana. Si en vez de una araña fueran dos, al mismo ritmo de trabajo, ¿cuánto tiempo tardarían en cubrir dicho hueco?

SOLUCIÓN

El día 29 la araña llena la mitad de la superficie, por lo que dos arañas cubrirían la totalidad. Por tanto

Dos arañas tardarán 29 días

Un caracol sube verticalmente por una tapia de 10 metros de altura. Durante el día sube 2 metros, y durante la noche resbala, retrocediendo un metro. ¿Cuántos días tardará en subir la tapia?

SOLUCIÓN

Todos los días subirá 2 metros y bajará por la noche 1 metro hasta el noveno día. Empezará con 8 metros

subidos y, al subir otros 2, llegará a la cima de la tapia y habrá acabado su “escalada”.

La tapia la subirá en 9 días

Page 18: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Con el número 2 y la raiz cuadrada podemos construir recursivamente estos bonitos números:

...2.2.2.2.2=a y ...22222 +++++=b

¿Cuál es el mayor de los dos?, ¿cuánto valen cada uno de ellos?

SOLUCIÓN

aaa .2...2.2.2.2.2...2.2.2.2.2 2 ==⇒= , y como 20 =⇒≠ aa

Por otro lado, ⇒+=+++++=⇒+++++= bbb 2...22222...22222 2

022 =−−⇒ bb , cuyas soluciones son 1− y 2 , y como 20 =⇒> bb … y la conclusión es que

Los dos números son iguales y su valor es 2

Page 19: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tenemos 9 sacos que contienen bolas de 10 gramos cada una y un saco que contiene bolas de 9 gramos. No se sabe cuál es este último saco y se trata de determinarlo mediante una sola pesada en una balanza.

¿Cómo se hará?

SOLUCIÓN

Se colocan en la balanza 1 bola del primer saco, dos del segundo, 3 del tercero y, así,

sucesivamente hasta poner 10 del décimo. Se pesan y se observa el resultado.

Ese valor resultante nos dirá los gramos que faltan hasta llegar a 900, que serían los hipotéticos

que resultarían si todos los sacos tuvieran bolas de 10 gramos.

Ese número nos da la cantidad de bolas de 9 gramos pesadas y, por tanto, el número del saco que

las contiene.

El saco es el indicado por el número de gramos que faltan, en la pesada, para llegar a 900

Page 20: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En un huerto había 49 árboles dispuestos como se ve en la figura adjunta.

Al hortelano le pareció que había demasiados árboles y quiso despejar el huerto, cortando los que sobraban, para plantar mejor unos cuadros de flores.

Llamó a un peón y le dijo: deja nada más que 5 filas de 4 árboles cada una. Los demás árboles, córtalos y quédate con la leña.

Cuando terminó, salió el hortelano y miró el trabajo. ¡El huerto estaba casi arrasado!. En vez de 20 árboles, el peón sólo había dejado 10 y había cortado 39.

¿Cómo había cortado los árboles el peón?

SOLUCIÓN

Page 21: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1
Page 22: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

SOLUCIÓN

Estudiemos el problema realizando un esquema.

t es el tiempo que tardarían en juntarse los barcos en

el punto A, al poner los piratas el rumbo adecuado

para alcanzarlos lo más rápidamente posible.

El triángulo rectángulo AGP nos dará, por el teorema

de Pitágoras, ese tiempo:

horasttt 29894,071,100

9)20(3)3,17( 222 ==⇒=+

y, por tanto, millasAP 9788,529894,020 =×= ,

distancia que recorrería el barco pirata.

Cuando estén a una milla de distancia podrán disparar los cañones los piratas. Y eso sucederá

cuando estén ambos en las posiciones B y C.

Como los triángulos ABC y AGP son semejantes, por lo que

millasAPACGP

BC

AP

AC9929,1

39788,5

31 ==×=⇒=

En resumen, el barco pirata habrá recorrido, hasta C,

millasACAPCP 9859,39929,19788,5 =−=−=

Al marchar a 20 millas por hora, tardará en llegar a C

nutosmihorashorastmillast 122,0199,0209859,3

'9859,3'20 =≅==⇒=

Los piratas podrán disparar al cabo de 12 minutos de haber avistado el galeón y puesto el rumbo adecuado

Page 23: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Cuatro exploradores, en una noche cerrada, necesitan cruzar un puente desde un mismo lado. Sólo tienen una linterna, necesaria para marchar a través del puente (en dirección a un lado o a otro) que, estrecho y débil de estructura, no permite que más de dos personas lo atraviesen a la vez. El puente es lo suficientemente largo para que sea imposible lanzar la linterna de un extremo a otro.

Los exploradores, de distintas edades, tienen una velocidad individual para cruzarlo de manera que uno sólo lo podría cruzar en 1 minuto, otro en 2 minutos, el tercero en 5 minutos y el último en 10 minutos.

Como los exploradores pueden caminar a velocidades diferentes, cada vez que una pareja de exploradores cruza el puente lo hace a la velocidad del que va más lento.

Con estos datos, ¿qué estrategia tienen que usar los exploradores para poder pasar todos de un lado del puente al otro en el mínimo tiempo?... y… ¿cuál es ese mínimo tiempo que pueden tardar en cruzarlo?

SOLUCIÓN

1er

viaje: van los exploradores 1 y 2 con la linterna. En total, 2 minutos.

2o viaje: vuelve el explorador 2 con la linterna. Pasaron ya 2 + 2 = 4 minutos.

3er

viaje: van los exploradores 3 y 4 con la linterna. Tardan 10 minutos, y más los 4 de antes suman

14 minutos.

4o viaje: vuelve el explorador 1 (que había quedado en la otra orilla después del primer viaje) con

la linterna. Ya suman 15 minutos.

5o viaje: Van de nuevo los exploradores 1 y 2. Total: 17 minutos.

Tardan 17 minutos (mínimo tiempo) en atravesar el puente con la estrategia citada anteriormente

Page 24: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tengo 6 trozos de cadena, cada uno de 4 eslabones, y quiero hacer, con todos ellos, una única cadena. El herrero me cobra 20 euros por soldar un eslabón y 5 euros por cortarlo. ¿Por cuánto dinero puedo tener la cadena unida completa?

SOLUCIÓN

Se deben cortar los cuatro eslabones de un trozo y unir los otros 5 trozos con ellos, por lo que el

precio será: 5 euros x 4 cortes = 20 euros más 20 euros x 4 soldaduras = 80 euros

El precio de unir la cadena es de 100 euros

Page 25: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Calcula el resultado de elevar al cuadrado el número 1234567890987654321234567890987654321 y restarle el producto de 1234567890987654321234567890987654322 por 1234567890987654321234567890987654320

SOLUCIÓN

Si llamamos p = 1234567890987654321234567890987654321, la operación es

p2

– (p + 1) x (p – 1) = p2

– (p2 – 1) = p

2 – p

2 + 1 = 1

El resultado es 1

Page 26: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Dividir la figura amarilla con dos rectas en cuatro partes de manera que, uniéndolas, se construya un cuadrado.

SOLUCIÓN

Se corta por las líneas rojas que se muestran

y la figura queda dividida en cuatro partes, que reubicamos

quedando así un cuadrado:

Page 27: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En un campeonato de tenis se juega a eliminatoria única con sus respectivos jugadores exentos en determinadas rondas, que pasan sin jugar.

Si se inscriben 67 jugadores, ¿cuántos partidos deberán jugarse hasta que se proclame un vencedor del torneo?

SOLUCIÓN

Si es a eliminatoria única en cada partido se elimina un jugador y, como hay un ganador de 67

jugadores (66 perdedores),

Se juegan 66 partidos hasta determinar el ganador

Page 28: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En la cocina había una tarta de cumpleaños que ha desaparecido. La familia tiene cinco hijos: Antonio, Benito, Conrado, Diego y Emilio, y la madre sabe que alguno, o varios, son los autores del desaguisado y les interroga.

He aquí sus respuestas:

• Antonio: Ha sido uno solo de nosotros.

• Benito: No, de dos de nosotros.

• Conrado: No, de tres de nosotros.

• Diego: No, de cuatro de nosotros.

• Emilio: Entre todos nos la comimos.

La madre sabe que los inocentes dicen la verdad y que los culpables, que se la han comido, mienten. ¿Quién o quiénes se comieron la tarta?

SOLUCIÓN

Como los cinco dicen frases incompatibles entre sí solo caben dos posibilidades:

a) Que sólo uno diga la verdad. Los otros cuatro mienten y son los que se han comido la tarta.

La afirmación verdadera es "Cuatro de nosotros se la comieron". Diego dice la verdad y los

demás mienten.

b) Que no la diga ninguno. Pero, si todos mienten, la tarta no se la comió nadie y esto es

incompatible con lo que sabe la madre.

La tarta se la comieron Antonio, Benito, Conrado y Emilio

Page 29: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Cuenta la leyenda que un velero pirata llegó a una remota isla perseguido por galeones españoles y, en ella, el capitán escondió el botín que llevaba a bordo, fruto de sus abordajes.

Desembarcó, con sus secuaces, en una playa desierta donde había una palmera y una roca. Clavó en la playa su espada y, desde ella, caminó en linea recta hasta la palmera. Estando en ella giró 90º en sentido contrario de las agujas del reloj y anduvo (siempre en línea recta) la misma distancia anterior, en donde hincó una estaca.

Volvió a la posición de la espada y caminó, también en línea recta, hasta la roca y, girando 90º en el mismo sentido de las agujas del reloj, repitió la misma distancia, y del mismo modo, hasta un punto en donde clavó otra estaca.

Buscó el punto medio entre las dos estacas y allí ordenó enterrar el tesoro. De inmediato mandó recoger la espada y las estacas para, así, proteger la situación exacta del tesoro.

Volvió al barco con su tripulación y siguió con sus fechorías… hasta que pasaron diez años. Entonces volvió a la isla y desenterró el tesoro.

¿Cómo consiguió localizar el tesoro con la ayuda, únicamente, de la situación de la palmera y de la roca, que aún permanecían allí?

SOLUCIÓN

Vemos en la imagen adjunta el esquema del problema.

Vamos a demostrar que la posición del tesoro sólo

depende de la posición de la palmera y de la roca, que

permanecen en la isla en la segunda visita del pirata.

Con esos dos elementos determinaremos

inmediatamente la situación del tesoro.

Para ello, consideramos el esquema sin elementos ‘de

adorno’ y establecemos un sistema cartesiano en el que

el eje de abcisas es la recta que pasa por P y R y el eje de

ordenadas la perpendicular a la anterior pasando por M, punto medio de P y R:

Page 30: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Usando vectores, ),( qpaMSMPSP −−−=−= y el perpendicular con el mismo módulo (en

sentido contrario a las agujas del reloj) es ),(1 paqPE −−=

Por otro lado, ),( qpaMEMRER −−=−= y el perpendicular con el mismo módulo (en el sentido

de las agujas del reloj) es ),(2 paqRE +−−=

Por tanto, los vectores de posición de los puntos correspondientes a las estacas son,

respectivamente, ),(11 paqaPEMPME −−+−=+= , coordenadas cartesianas del punto 1E , y

),(22 paqaREMRME +−−=+= , coordenadas cartesianas del punto 2E

Evidentemente, el punto medio de 1E y 2E será ),0( aM − , punto de localización del tesoro.

Claramente se ve que su situación solo depende de la de la palmera y la de la roca.

El tesoro se encuentra en la mediatriz del segmento formado por la palmera y la roca y a la misma distancia del punto medio que la mitad de la distancia entre ellas

Page 31: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

¿Qué área es mayor, la parte roja o la parte blanca de la figura?

SOLUCIÓN

Basta dividir la figura en polígonos iguales (uno blanco y otro rojo) como se ve para determinar

que

Las áreas son iguales

Page 32: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

María está disfrutando de un viaje de placer de un mes en Roma con Luís. En este momento, el hijo de ambos tiene 21 años menos que ella.

En 6 años, el chico será, exactamente, 5 veces menor que ella.

¿Qué están haciendo, con seguridad, estos días?

SOLUCIÓN

El niño tiene hoy a años y su madre b años, 21 años mayor que el hijo: por tanto, b = a+21. Si en 6 años el

muchacho será 5 veces menor que su madre se cumplirá que 5.(a+ 6) = b+6

El sistema formado por las dos ecuaciones nos permite deducir (sustituyendo b en la segunda ecuación)

que a=-3/4. Entonces, el niño tiene hoy -3/4 de año, que representan -9 meses: dentro de 9 meses nacerá

el niño, por lo que

María y Luís están haciendo el amor (con éxito de embarazo)

Page 33: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Juan, José y Jaime son tres amigos aficionados al atletismo que deciden competir entre ellos haciendo una carrera de 5 kilómetros cada día.

Para hacerlo más interesante establecen que, en cada carrera, el primero obtendrá 50 puntos, el segundo 20 y el tercero 10. Cuando acaben la temporada, el que tenga más puntos será invitado por los otros dos a una cena.

Juan queda segundo veinte veces más que tercero y, finalmente, obtiene 2700 puntos.

¿Cuántos días compiten?

SOLUCIÓN

Llamamos x al número de veces que Juan queda tercero, x20 a las veces que queda segundo e y a las

veces que gana la carrera. Entonces, yxyxxN +=++= 2120 será el número de carreras realizadas y,

por tanto, el número de días que compiten.

Si Juan obtiene 2700 puntos, es evidente que ⇒=+⇒=+×+ 270050410270050202010 yxyxx

5854

541270

270541x

xx

yyx −−=−=⇒=+⇒

Como x e y indican las veces que ha quedado tercero y primero (respectivamente), esos números deben

ser enteros positivos por lo que debe cumplirse que 135 =⇒= yx , únicos valores que permiten la

afirmación anterior.

En conclusión, Juan queda 5 veces tercero, 100 veces segundo y 13 veces primero, por lo que

Compiten 118 días

Page 34: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Sustituye, en la suma siguiente, las letras por cifras (de 0 a 9) teniendo en cuenta que a cada letra distinta le corresponde una cifra diferente

SOLUCIÓN

Evidentemente M=1. Por tanto, las últimas cifras de la izquierda implican que S vale 8 o 9, y O vale 0 o 1.

Si fuera S=8 tendríamos que O=0 y E=9, lo cual es imposible pues se deduciría que N=0, hecho

contradictorio al ser la letra N distinta de la letra O.

En resumen, M=1, S=9 y, en consecuencia, O=0 pues E no puede ser 9.

Se deduce entonces que E+1=N, por lo que

• N+R=10+E, que conduce a que R=9, contradictorio con el hecho de que S=9 y R no es S

• N+R+1=10+E, que permite deducir que R=8

De R=8 y E+1=N se obtiene por descarte, con las cifras que quedan, que N=6 y E=5.

Por último, fácilmente puede obtenerse que Y=2 y D=7.

En conclusión la suma pedida es

Page 35: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Me encontré el otro día a un antiguo alumno. Después de una agradable conversación y, hablando de lo mucho que le gustaban las matemáticas, le comenté: “Fíjate. Tengo el doble de la edad que tú tenías cuando yo tenía la edad que tú tienes”

¿Cuáles son nuestras edades actuales si entre los dos tenemos 105 años?

SOLUCIÓN

Llamemos x a mi edad e y a la del alumno. Cuando yo tenía la edad que él tiene han pasado yx − años,

por lo que yo tenía y años y él, ( ) xyyxy −=−− 2 años. En consecuencia, ⇒−=−= xyxyx 24)2.(2

yx 43 =⇒

Por otro lado, 105=+ yx . Tomando las dos ecuaciones se obtiene que ( )⇒−=⇒−= xxxy 105.43105

⇒=⇒−=⇒ 420744203 xxx 60=x e 45=y

Por tanto

Tengo 60 años y el alumno tiene 45 años

Page 36: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

¿Cuántos kilómetros nos quedan si, después de haber recorrido la tercera parte de la carretera, faltan 50 kilómetros para llegar a la mitad?

SOLUCIÓN

Llamemos x al total de kilómetros de la carretera.

Según lo que nos dice el enunciado, 506

5032

=⇒++= xxxx , luego la carretera tiene 300 kilómetros.

Entonces, hemos recorrido 1003

300

3==x

kilómetros y, por tanto,

Faltan 200 kilómetros

Page 37: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un punto está situado en el interior de un cuadrado y su distancia respectiva a tres vértices consecutivos es de 3, 4 y 5 cm. ¿cuánto mide el lado del cuadrado?

SOLUCIÓN

Sea x el lado del cuadrado. Trazamos las alturas OF y OG ,

respectivas de los triángulos AOB y BOC

También, hacemos pBF = , qBG =

Por el teorema de Pitágoras, ( )( )

−=−−=−=−−=

22222

22222

45

43

qqxOG

ppxOF

−=

+=⇒

−=+=

−=−+−−=−+−

x

xq

x

xp

xqx

xpx

qqqxx

pppxx

2

92

7

92

72

16225

16292

2

2

2

222

222

Por otro lado, y por el mismo teorema, 222 4=+ qp . Sustituyendo queda

⇒=+−⇒=+−+++⇒=

−+

+ 2242

24242222

6413042164

8118491416

29

27

xxxx

xxxx

x

x

x

x

065340130682 2424 =+−⇒=+−⇒ xxxx

Resolvemos la ecuación bicuadrada:

≅≅

⇒±=−±=⇒43,1

65,59666,1417651717 22

x

xx , rechazando

los valores negativos que se obtienen dado el contexto del problema.

Evidentemente, la única solución válida es la primera, pues el lado del cuadrado debe ser, al menos, mayor

que 3 , por lo que

El lado del cuadrado mide 5,65 cm

Page 38: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Teniendo en cuenta que todas las letras se corresponden con los diez dígitios del sistema decimal (de 0 a 9) y que a letras diferentes les coresponden dígitos diferentes, hallar el valor de la suma.

SOLUCIÓN

Haciendo la descomposición numérica obtenemos que

⇒++=++++++++ JJJIHGFEDCBA 10100101001010010100

( ) ( ) ⇒=+++++×+++×⇒ JIFCHEBGDA 11110100

( ) ( ) JIHGFEDCBAHEBGDA 111999 =+++++++++++×+++×⇒

Por otro lado, sabemos que

⇒−=++++++++⇒=+++++++++ JIHGFEDCBA 45459876543210

( ) ( ) ( ) ( ) ⇒=+++×+++×⇒=−+++×+++×⇒ JHEBGDAJJHEBGDA 1124599911145999

(dividiendo por 9 ) ( )9

11259

JHEBGDA =++++++×⇒

Como el primer miembro de la igualdad es un valor entero, el segundo también debe serlo. Y, entonces, si

112 y 9 son primos entre sí, J debe ser un múltiplo de 9 por lo que, al ser un dígito, 9=J y

JJJ = 999

Page 39: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un grupo de soldados, en una parada militar, va desfilando en formación rectangular de 20 metros de largo y avanzando con paso uniforme. La mascota, una cabra, parte del centro de la última fila en línea recta hasta el centro de la primera fila y regresa del mismo modo hasta el centro de la última fila. En el momento de alcanzar el centro de la última fila, los soldados han recorrido exactamente 20 metros. Suponiendo que se desplace con velocidad constante y que no pierda tiempo en los giros, ¿cuántos metros ha recorrido la cabra?

SOLUCIÓN

Construimos el esquema:

La cabra, según el esquema anterior, ha recorrido x220 + metros.

Llamamos v a la velocidad de los soldados w a la de la cabra, ambas constantes. Teniendo en cuenta la

fórmula espacio = velocidad x tiempo, planteamos las igualdades siguientes para el tiempo 1t transcurrido

en el que la cabra va en la misma dirección que los soldados: w

v

x

x

twx

tvx=

+⇒

×=+×=

2020 1

1

Para el tiempo 2t en el que van en direcciones opuestas: w

v

x

x

twx

tvx=−

×=×=− 2020

2

2

Y, por igualación obtenemos que 210400240020

20222 =⇒=⇒−=⇒

−=+

xxxxx

x

x

x

Por tanto, la distancia recorrida por la cabra es 28,4822020220 =+=+ x metros

La cabra ha recorrido 48,28 m

Page 40: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Los números primos se distribuyen de forma ‘aleatoria’ (hasta la fecha, pues no se ha conseguido demostrar aún que sigan alguna pauta regular) en el conjunto de los números naturales y suelen aparecer habitualmente cuando recorremos dicho conjunto pero, ¿existe algún conjunto de un millón de números naturales consecutivos que no contenga ningún primo?... si existe, ¿podrías indicar uno?

SOLUCIÓN

Existe. Basta tomar el número 2!10000011 +=x y tomar la sucesión de números consecutivos

1000000,...,2,1!1000001 =∀++= iixi .

Todos los números son compuestos pues cada ix es divisible por 1000000,...,1,1 =∀+ ii

Un conjunto de un millón de números naturales consecutivos y compuestos puede ser el que se cita

Page 41: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Estamos ante un grifo y tenemos dos cubos vacíos en los que caben 3 y 5 litros respectivamente. ¿Cómo podemos llenar, en el cubo de 5 litros, 4 litros exactos de agua si no tenemos más medidas que esas?

SOLUCIÓN

Seguimos los siguientes pasos:

1. Llenamos el recipiente de 3 litros (R3) y volcamos su contenido en el de 5 litros (R5)

2. Repetimos la operación otra vez: llenamos R3 y volcamos su contenido en R5 hasta

completarlo. En ese momento, R5 estará lleno y R3 contendrá un litro.

3. Vaciamos R5 y volcamos el litro de R3 en R5

4. Por tercera vez llenamos R3 y volcamos su contenido en R5, que contendrá exactamente los

4 litros.

Siguiendo los 4 pasos anteriores se soluciona el problema

Page 42: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Si un ciclista marcha con una velocidad de 20 kilómetros a la hora, llega a Fraga una hora después del mediodía.

Si la velocidad es de 30 kilómetros por hora, alcanza Fraga una hora antes del mediodía. ¿A qué velocidad debe ir para llegar a Fraga exactamente a mediodía?

SOLUCIÓN

Llamamos t al tiempo que tardaría el ciclista en llegar a Fraga a mediodía.

Según el enunciado, usando la fórmula tiempovelocidadespacio ×= ,

( ) ( ) 55010130120 =⇒=⇒−×=+× tttt horas.

Por tanto, el recorrido es de ( ) 1201520 =+× kilómetros y, la velocidad que debe llevar para estar en Fraga

a mediodía es hkmhoras

kilómetrosvelocidad /24

5120 ==

La velocidad debe ser de 24 kilómetros por hora para llegar a Fraga a las 12 del mediodía

Page 43: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Cuatro matrimonios están tomando tapas en un bar. Silvia toma una tapa, Raquel dos, Tere tres y Merche cuatro.

Rubén toma las mismas tapas que su mujer, Marcos el doble que la suya, Tomás el triple que la suya y Sebastián cuatro veces más que la suya.

Si en la mesa quedan 32 palillos, desechos de cada una de las respectivas tapas consumidas, ¿cómo se llama la mujer de Tomás?

SOLUCIÓN

Las mujeres consumen, en total, 10 tapas, por lo que los hombres comen 22.

Como 22 es par en la consumición de los hombres, o bien 22 es la suma de cuatro impares, imposible por

las condiciones del problema, o de cuatro impares, también imposible, o de dos pares y dos impares, lo cual

nos determina cuatro posibilidades (1x1+2x2+3x3+4x4=30, 3x1+2x2+1x3+4x4=26, 1x1+4x2+3x3+2x4=26,

3x1+4x2+1x3+2x4=22), siendo la correcta la correspondiente a

Parejas Consumición

Silvia-Tomás 1+3x1=4

Raquel-Sebastián 2+4x2=10

Tere-Rubén 3+1x3=6

Merche-Marcos 4+2x4=12

que hacen un total de 32 palillos.

La mujer de Tomás es Silvia

Page 44: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

A Nazario le han encargado que decore, con plantas y flores a su gusto, un parterre ya delimitado en forma de corona circular, con una fuente en el centro.

Necesita saber los metros cuadrados que tiene, por lo que le pide a su hijo Pablo que haga las mediciones correspondientes.

Pablo, con notable eficacia, trae una única medida de 8 metros dentro del parterre y asegura que, con ella, se puede determinar perfectamente el área de la corona circular.

¿Cómo ha medido?, ¿cuál es el valor de la superficie del parterre?

SOLUCIÓN

Pablo mide la longitud de una cuerda, de la circunferencia exterior, tangente a la circunferencia interior.

Si r es el radio de la circunferencia interior y Rel radio de la

exterior puede observarse claramente que, por el teorema de

Pitágoras, 1642

8 2222

22 ==−⇒

+= rRrR .

Como el área de una corona circular es la diferencia entre medidas

de la superficie del círculo mayor y la superficie del círculo menor,

( ) 22222 27,5016 mrRrRÁrea ==−=−= ππππ

La superficie del parterre es de 50,27 metros cuadrados

Page 45: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

El radio del círculo inscrito en un triangulo rectángulo mide 2 cm y el del circunscrito 5 cm.

¿ Cuánto mide la suma de los catetos ?

SOLUCIÓN

Se trata de hallar la suma NQNPS +=

Si el radio del círculo circunscrito al triángulo rectángulo es 5 cm, la

hipotenusa, que equivale al diámetro, mide 10 cm: 10=PQ cm.

Consideramos los triángulos formados por el centro del círculo

inscrito y los vértices del triángulo: NOP, POQ y QON . La suma

de sus áreas equivale al área del triángulo rectángulo. Por tanto,

⇒×=++=++22

2

2

2

2

2 NQNPNQPQNPÁreaÁreaÁrea QONPOQNOP

210

2

NQNPS

NQNPNQPQNP

×=+⇒×=++⇒

Por otro lado, ( ) 404102 22222++=⇒×++=+⇒ SSNQNPNQNPNQNP , aplicando el teorema de

Pitágoras en el triángulo rectángulo y la igualdad deducida anteriormente.

En resumen, 14014042 =⇒=−− SSS , única solución válida en el contexto del problema (la otra es de

valor negativo).

Por lo tanto,

La suma de los catetos es 14 centímetros

Page 46: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Mariano González no ha cumplido aún los 40 y ya tiene familia numerosa.

Si escribimos tres veces seguidas su edad, el número obtenido es el producto de su edad por la de su mujer y la de cada uno de sus cinco hijos.

¿Cuál es la edad de todos los miembros de la familia?

SOLUCIÓN

Si ab es la edad de Mariano, el número resultante de escribir tres veces su edad es

abbababababaababab 10101)10(101011010110101011010010001000010000 =+×=+×=+++++=

Si descomponemos factorialmente el número que se obtiene, 37137310101 ×××= y, por tanto,

abababababab ××××××=××××== 3713731137137310101

Por lo tanto no podemos saber la edad de Mariano, pero

La mujer de Mariano tiene 37 años y sus hijos tienen 1, 1, 3, 7 y 13 años

Page 47: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Se celebró un sorteo con premios en el que participaron 1958 personas. El 89% consiguió un premio y del 11% restante la mitad obtuvo dos y la otra mitad ninguno. ¿Cuántos premios se repartieron?

SOLUCIÓN

Es evidente: el promedio de premios del 11% restante de los participantes es 1, por lo que, teniendo en

cuenta que el 89% recibió un premio… hubo tantos premios como participantes, por lo que

Se repartieron 1958 premios

Page 48: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un viajante está reservando una habitación en un hotel para una semana. Al ir a dar su tarjeta de crédito se da cuenta de que la ha perdido. Llama al banco y le dicen que tardarán una semana en darle una nueva.

Entonces propone al dueño del hotel pagarle con una cadena de oro de 7 eslabones, en la que cada eslabón vale exactamente el precio de una noche. En el momento en que reciba la tarjeta de crédito pagará con ella y el hostelero le devolverá la cadena.

Éste está de acuerdo, pero prefiere cobrar cada día con un eslabón.

Como luego va a tener que recomponer la cadena, el viajante piensa cortar el mínimo numero posible de eslabones. ¿Cuántos cortará?

SOLUCIÓN

Basta que corte el tercer eslabón y deje tres trozos: uno de un eslabón (el cortado), otro de dos y otro de

cuatro.

Así, el primer día pagará con un eslabón. El segundo entregará el trozo de dos eslabones y recibirá el que

entregó el día anterior, que volverá a entregarlo en tercer día.

El cuarto día entregará el trozo de cuatro eslabones y recibirá los otros dos trozos. El quinto, sexto y

séptimo día repetirá el proceso de los tres primeros días.

Sólo tendrá que cortar un eslabón

Page 49: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Intercalando las operaciones matemáticas pertinentes (¡valen todas y los paréntesis!) hay que conseguir

a) Con seis unos hacer 100, con seis doses hacer 100… y, así, hasta con seis nueves.

b) Con cinco unos hacer 10, con cinco doses hacer 10… y, así, hasta con cinco nueves.

c) Con cuatro nueves hacer 2, con cuatro ochos hacer 3, con cuatro sietes hacer 4, con cuatro seises hacer 5, con cuatro cincos hacer 6, con cuatro cuatros hacer 7, con cuatro treses hacer 8, con cuatro doses hacer 9 y con cuatro unos hacer 10

SOLUCIÓN

a) La expresión general, para cualquier dígito x de 1 a 9, es ( ) xxxxxx ÷−

b) La expresión general, para cualquier dígito x de 1 a 9, es ( ) xxxxx ×÷−

c) La expresión general, para cualquier dígito x de 1 a 9, es xxxx −÷

Las expresiones anteriores son las óptimas para determinar los valores con las condiciones indicadas

Page 50: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

A Krans le entusiasma el submarinismo y, junto con unos amigos, ha descubierto un pequeño cofre del cargamento del galeón español 'Mercedes' oculto entre los restos del naufragio. Uno de ellos, argumentando que no todos llevan el mismo tiempo buceando, propone repartirlo en base a sus edades dando dos monedas de oro al más joven, cuatro monedas al siguiente, ocho, dieciseis... y así sucesivamente. Krans, que casualmente es el más joven, consigue convencerles de hacer partes iguales (sus dos metros de altura ayudaron bastante). ¿Cuántos submarinistas encontraron el tesoro teniendo en cuenta que eran menos de veinte?

SOLUCIÓN

Si son n submarinistas, con el reparto original 222...168642 1 −=++++++ +nn será el número de

monedas que hay, con 2≥n .

Por otro lado, si hacen partes iguales, y recibe cada uno m monedas, se cumplirá que nmn ×=−+ 22 1

Entonces, ( ) nmnn ×=−×=−+ 12222 1 es un número par, lo que indica que, al menos uno de los dos

números, m o n , es par y, además, ( )n

mn 122 −×=

a) Si n es impar: n es divisor de 12 −n, lo cual no se cumple para ningún valor impar menor a 20 .

b) Si n es par: 2/

12

nm

n −= y 2/n debe ser impar, luego 18,14,10,6,2=n . Se cumple para 2=n

( )3=m , 6=n ( 21=m ) y 18=n ( 29127=m )

Hay tres soluciones posibles:

2 amigos que se reparten 3 monedas cada uno

6 amigos que se reparten 21 monedas cada uno

18 amigos que se reparten 29127 monedas cada uno

Page 51: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

La serpiente del Paraíso Terrenal mentía los martes, jueves y sábados. Los demás días decía la verdad.

- Eva, cómete una manzana. - No puedo, lo tengo prohibido. -Aprovecha. Hoy es sábado y Él está descansando. - No, no… tal vez mañana. - Mañana es miércoles y será tarde.

Y ella comió y así nos va a todos. ¿Qué día de la semana fué?

SOLUCIÓN

Como la serpiente miente el sábado es imposible que sea sábado, por lo que está mintiendo y el día es el

martes o el jueves.

Si dice ‘mañana es miércoles’ y está mintiendo no puede ser martes, por lo que el día en el que se produce

la conversación debe ser

Jueves

Page 52: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En el triángulo ABC dibujamos siete segmentos, paralelos al lado BC, que dividen en 8 partes iguales al lado AC. Si BC = 10 centímetros, ¿cuál es la suma de las longitudes de los 7 segmentos?

SOLUCIÓN

Basta girar 180º el triángulo original y adjuntarlo, construyendo así un

paralelogramo en el que se complementan todos los segmentos a la

misma longitud que el lado BC.

Por lo tanto, la suma pedida será la mitad de la que suman los siete de

la nueva construcción, a razón de 10 centímetros cada uno.

Suman 35 centímetros

Page 53: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Teniendo en cuenta que a letras diferentes les corresponden dígitos diferentes y que O no es nulo, hallar el valor de la suma.

SOLUCIÓN

Debe estar claro que 30 ≤< O y, por tanto, OS += 104 o OS += 204 o OS += 304

De ahí, 2=O y , entonces, 3=S o 8=S , porque del caso OS += 204 no obtenemos valor válido.

De lo anterior, y mediante deducciones elementales, llegamos a tres posibilidades cuando 3=S :

y a dos en el caso de 8=S :

Page 54: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

A Josepha Braum le preguntaron en una ocasión: ¿qué hacia usted el 30 de diciembre de 1829? Uffff, no tengo ni idea, contestó. Eso sí, sé que tenía tantos años como los que suman las cuatro cifras del año de mi nacimiento. ¿Cuál es la fecha de su nacimiento?

SOLUCIÓN

Vamos a calcular el año de su nacimiento.

No pudo nacer en el siglo XVIII porque el mayor valor de la suma de las cifras sería 269971 =+++ y, sin

embargo, su edad debería ser 30 . Años anteriores aumentan la diferencia entre la suma de las cifras y la

edad.

Por tanto, suponemos que nació en el año ab18 y tenía cumplidos los años en 1829 . Entonces,

( ) ⇒++=−−⇒++=++−⇒+++=− bababababaab 910299101800182981181829

20211 =+⇒ ba , ecuación diofántica que intentamos resolver:

2510

2

112020211

aa

abba −−=−=⇒=+ . Si hacemos tbta 11102 −=⇒= y, no existe ningún valor de

t para el que a y b sean cifras del sistema decimal: no hay, en este caso, solución.

La única posibilidad que queda es que naciese en ab18 pero aún no hubiera cumplido años en 1829 a 30

de diciembre.

En ese supuesto ( ) ⇒++=++−⇒+++=−− bababaab 91018001828811811829

21

5921119

2111991028a

aa

bbababa−+−=−=⇒+=⇒++=−−⇒ .

Entonces, tbtata

114212

1 +=⇒−=⇒=− y las únicas cifras válidas son para 0=t . En ese caso

1=a y 4=b , por lo que

Josepha Braum nació el 31 de diciembre de 1814

Page 55: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En una maratón han participado 6522 personas. El 56,56565656…% de los que llegaron a la meta eran hombres y el 56,756756756…% de quienes acabaron eran menores de 40 años. ¿Cuánta gente abandonó?

SOLUCIÓN

Escribamos, en forma de fracción, los porcentajes dados respecto al número total s de personas que

acabaron la prueba: ssde99

5600%56,56 = son hombres y ssde

372100

%756,56 = son menores de 40

años.

Son fracciones irreducibles y como s es entero debe ser múltiplo de 99 y de 37 (primos entre sí) y menor

que 4000

El único valor válido es 366399371 =××=s personas alcanzaron la meta, por lo que

337 personas abandonaron la maratón

Page 56: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Al encontrarse en la celebración de un cumpleaños, dos hombres se saludaban con un apretón de manos y tanto dos mujeres como mujer y hombre se daban un beso.

Alguien contó que se dieron, en total, 21 apretones de manos y 34 besos. ¿Cuántas personas estaban en la fiesta?

SOLUCIÓN

Vamos a llamar h al número de hombres y m al número de mujeres.

Echando mano de la combinatoria, si hubo 21 apretones de manos entre cada dos hombres se cumple que

( )704221

21

22

2 =⇒=−−⇒=−×=

= hhh

hhhC h

, única solución positiva. Hay 7 hombres.

Para el caso de los besos, éstos se realizan con una mujer y una mujer o una mujer y un hombre, por lo que

el número de besos será ( )

4068133472

1347 2

2 =⇒=−+⇒=+−×⇒=+ mmmm

mmmCm

, única

solución positiva. Hay 4 mujeres.

Por tanto,

11 personas estuvieron en la celebración

Page 57: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Los números reales no nulos a y b verifican la igualdad 12 44

22

=− ba

ba. Encuentra,

razonadamente, todos los valores tomados por la expresión 22

22

ba

ba

+−

SOLUCIÓN

Sabemos que 0≠a y 0≠b .

Entonces, ⇒=−−−⇒=−−⇒−=⇒=−

002212

224442244442244

22

babbabababababa

ba

( )( ) ( ) 02222222 =+−+−⇒ babbaba , y como 2222222 200 babbaba =⇒=−−⇒≠+

En conclusión, 31

322

2

2

22

22

22

22

==+−=

+−

b

b

bb

bb

ba

ba, pues 02 ≠b

Por tanto,

La expresión vale siempre 1/3

Page 58: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En la construcción de una casa dos albañiles, Ramiro y Roque, se repartieron a ojo unos 100 ladrillos en dos montones de modo que quedaran los dos más o menos parejos. Se pusieron a trabajar y mientras que Ramiro los colocaba en columnas de cinco ladrillos, Roque lo hacía en columnas de siete. Cuando acabaron, a Ramiro le quedaban 2 ladrillos sin colocar y a Roque cuatro ladrillos. ¿ De cuantos ladrillos era cada montón ?

SOLUCIÓN

Sean a el número de columnas que puso Ramiro y b el número de las columnas que puso Roque.

Entonces, 4855025 ≈⇒≈+ aa y 4675047 ≈⇒≈+ ab . De ahí, podemos deducir, por defecto y por

exceso que 109 oa = y 76 ob = . Los únicos valores que hacen que haya exactamente 100 ladrillos son

9=a ( )4725 =+a y 7=b ( )5347 =+b , por lo que

El montón de Ramiro era de 47 ladrillos y el montón de Roque era de 53 ladrillos

Page 59: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tenemos las sucesiones

a) 1, 2, 3, 5, 16, …

b) 1, 2, 3, 7, 16, …

c) 1, 2, 3, 7, 22, …

¿Cuáles son los dos siguientes términos de cada una de estas sucesiones?, ¿cuál es la regla de construcción respectiva?

SOLUCIÓN

a) La sucesión se puede definir con los dos primeros números de manera arbitraria y cada término, a

partir del tercero, es la diferencia entre los cuadrados de los dos términos anteriores:

3,,2,1 22

2121 ≥∀−=== −− naaaaa nnn

b) La sucesión se puede definir con los dos primeros números de manera arbitraria y cada término, a

partir del tercero, es la suma del precedente y el cuadrado del situado dos lugares antes:

3,,2,1 22121 ≥∀+=== −− naaaaa nnn

c) La sucesión se puede definir con los dos primeros números de manera arbitraria y cada término, a

partir del tercero, es el producto de los dos anteriores aumentado en una unidad:

3,1,2,1 2121 ≥∀+×=== −− naaaaa nnn

Por lo tanto, los dos términos siguientes de cada sucesión serán

a) …, 231, 53105, …

b) …, 65, 321, …

c) …, 155, 3411, …

Page 60: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un perro está persiguiendo a un conejo tratando de darle caza. Cada 5 saltos que da el conejo el perro da 4, pero 8 saltos de éste equivalen a 11 saltos de aquél.

Si el conejo lleva 66 saltos suyos de ventaja, ¿cuántos saltos dará el perro para alcanzar al conejo?

SOLUCIÓN

Como los saltos perro-conejo están en la proporción de longitudes de 8

11, mientras el conejo da 5 saltos

el perro da 5,52

114

8

11 ==× saltos como el conejo. Es decir, el perro le gana medio salto al conejo cada 5

saltos de éste o, lo que es lo mismo, el perro gana un salto conejil cada 10 del conejo.

Por tanto el perro, para llegar a alcanzarlo, necesitará que el conejo de 660 saltos si éste lleva 66 saltos de

ventaja. El perro habrá dado 72666066 =+ saltos de conejo que, según la proporción dada, equivalen a

52811

8726 =× saltos perrunos.

El perro da 528 saltos hasta alcanzar al conejo

Page 61: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tengo 2 hijos y uno de ellos es varón, ¿cuál es la probabilidad de que los dos lo sean?

SOLUCIÓN

Las posibilidades de hijos e hijas son VH, HV, VV, HH (V: varón y H: Hembra). Si hay un hijo

varón sólo las tres primeras posibilidades son válidas, de las cuales una (VV) es la que sería favorable, luego

La probabilidad de que sean dos varones es ⅓

Page 62: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Una atleta debe transportar una pértiga de 5 metros en un avión. La compañía no permite bultos con dimensiones superiores a los 3 metros. ¿Cómo puede enviarla si la pértiga no puede plegarse ni doblarse?

SOLUCIÓN

Usando

una caja cúbica cuyas dimensiones sean 3x3x3 metros

y colocando la pértiga en una diagonal de la caja. La diagonal vale

20,5333 222 =++=d metros, por lo que puede contener a la pértiga, que

mide 5 metros.

Page 63: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En un almacén de frutas hay mucha actividad. Tanta que, un día, se equivocaron en el etiquetado de un encargo.

Tenían preparadas tres cajas: una sólo de melocotones, otra sólo de peras y otra con una mezcla de peras y melocotones. Pusieron las etiquetas en cada una de las cajas: ‘melocotones’, ‘peras’, ‘peras y melocotones’… pero ninguna se correspondía con su contenido.

¿De qué caja hay que sacar una sola pieza de fruta para observarla y, después, colocar cada etiqueta en la caja adecuada?

SOLUCIÓN

Se saca una pieza de la caja rotulada con ’peras y melocotones’ pues ahí sólo hay melocotones o sólo

peras al no estar la etiqueta acorde con su contenido.

Hay dos posibilidades:

• Si sacamos una pera, esa caja debe rotularse con ‘peras’, la que dice ‘peras’ debe rotularse con

‘melocotones’ y la que dice ‘melocotones’ debe rotularse con ‘melocotones y peras’.

• Si sacamos un melocotón, esa caja debe rotularse con ‘melocotones’, la que dice ‘melocotones’ debe rotularse con ‘peras’ y la que dice ‘peras’ debe rotularse con ‘melocotones y peras’.

Page 64: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Rosendo y Marisol tienen un cierto número de cromos cada uno (R y M). En la escuela están aprendiendo las cuatro operaciones básicas: Rosendo suma ambos números (R+M) y Marisol los multiplica (RxM).

No contentos con eso, Rosendo resta el menor del mayor (R-M o M-R) y Marisol divide el mayor por el menor (R/M o M/R).

Por último, suman los cuatro resultados y obtienen 243.

Cuantos cromos tiene cada uno?

SOLUCIÓN

Hagamos, suponiendo que MR > , la factorización de la última operación efectuada:

( ) ( ) ⇒++×=

++×=+×+=+×+−++M

MMR

MMR

M

RMRR

M

RMRMRMR

12122

2

( ) ( ) 522

324311 ==+×=+×⇒ M

M

R

M

MR

De ahí se deducen dos posibilidades:

a) ( ) 54,2273,931 322 ==⇒====+ RMM

RM , y

b) ( ) 24,83,8131 42 ==⇒===+ RMM

RM

Por tanto,

Rosendo puede tener 54 cromos y Marisol 2

… o …

Rosendo puede tener 24 cromos y Marisol 8

… o viceversa

Page 65: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un numero natural a está formado por más de una cifra. Al multiplicar a por 29 se obtiene a, pero precedido y seguido por otra cifra B, es decir: ax29 = BaB.

¿Cuál es el mínimo número a que cumple esas condiciones?

SOLUCIÓN

Si ( ) ( )19

11011019101029

+×=⇒+×=×⇒+×+×==×n

nn BaBaBaBBaBa

De ahí, mn ×=+ 19110 , pues B es una cifra. Es decir, 19

110 +=n

m debe ser un número natural.

El mínimo que cumple las condiciones es 52631579=m , pues 110110000000005263157919 9 +=+=×

Por tanto ( )

5263157919

110 ×=+×= BB

an

y el mínimo número natural buscado es (para 1=B ),

52631579

Page 66: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Quiero construir un calendario con dos cubos, los cuales indicarán el día a día de los meses.

¿Qué cifras deberé colocar en cada cara de los dos cubos para que se puedan indicar los 31 días de un mes cualquiera?

SOLUCIÓN

En un dado pueden ponerse las cifras 0, 1, 2, 3, 4 y 5, y en el otro, las cifras 0, 1, 2, 6, 7 y 8.

En caso de necesidad del 9, se pone el 6 dándole la vuelta.

Page 67: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

La hierba crece en todo el prado con igual rapidez y espesura. Se sabe que 70 vacas se la comerían en 24 días y 30 vacas en 60 días.

¿Cuántas vacas se comerían toda la hierba en 96 días?

SOLUCIÓN

Llamamos x al número de vacas que se pide y llamamos y al crecimiento diario de la hierba expresado en

partes de la que hay inicialmente en el prado.

Si en un día hay un crecimiento de y , en 24 días habrá un crecimiento de y24 . Tomando todo el pasto

como una unidad, en 24 días las 70 vacas comerán y241+ . En un día, por tanto, comerán 24241 y+

y una

de las vacas comerá, en un día, 70.24

241 y+

Por el mismo razonamiento, una de las 30 vacas (que consumen toda la hierba en 60 días) comerá en un

día, 60.30

601 y+

Evidentemente las cantidades deben ser idénticas, por lo que 4801

60.30601

70.24241 =⇒

+=+y

yy

Es decir, cada día, una vaca consume 1600

160.30480

1601

60.30601 =

+=+ y

Para x vacas, que consumen todo en 96 días, se cumplirá que 201600

196

480

1961

=⇒=+

xx

, por lo que

20 vacas se comerían toda la hierba del prado en 96 días

Page 68: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

¿Cuál es la sucesión que sigue en la siguiente lista de sucesiones?

• 4 14 24 30 31 32......

• 3 6 7 9 10 11......

• 5 6 7 10 15 16........

• 1 2 4 5 8 11........

SOLUCIÓN

Son sucesiones formadas por los números naturales que contienen a cada una de las cinco vocales.

La primera sucesión es cuAtro, cAtorce, veinticuAtro, treintA, …

La segunda, trEs, sEis, siEtE, nuEvE, …

La tercera, cInco, seIs, sIete, dIez, …

La cuarta, unO, dOs, cuatrO, cincO, …

Por lo tanto, la última será

1, 4, 9, 15, 19, 21, …

Page 69: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un número entero positivo se escribe con tres cifras distintas.

Obtenemos tres números de dos cifras cada uno suprimiendo la cifra de las centenas, la de las decenas y la de las unidades.

La suma de esos tres números es la mitad del número de tres cifras inicial. ¿Cuál es ese número?

SOLUCIÓN

Sea el número cbaabc ++= 10100 . El enunciado nos dice que

⇒++=++=+++++⇒=++

2

1010021120101010

2

cbacbacbcaba

abcbcacab

baccba 420031260 −=⇒=−−⇒

De ahí se deduce que

1. 1=a y 53 ≤≤ b . Como las cifras son distintas sólo cabe que 3=b y 8=c o bien 5=b y 0=c .

2. 2=a y 98 ≤≤ b . Como las cifras son distintas sólo cabe que 9=b y 4=c

Por tanto, el número puede ser

138, 150 o 294

Page 70: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

¿Cuántas cifras tiene el número N = 4994.51989 ?

SOLUCIÓN

( ) 5105525254 198819881988198999421989994 ×=××=×=×=N .

Esto es, N es el número formado por la cifra 5 seguida de 1988 ceros.

Por tanto,

N tiene 1989 cifras

Page 71: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un rayo ha partido una antena de comunicaciones que medía 25 metros y la parte superior ha quedado con el extremo en el suelo formando un triángulo rectángulo de 15 metros de base ¿A qué altura se ha roto la antena?

SOLUCIÓN

Si llamamos x a la altura de la parte que ha quedado en pie, aplicando el teorema

de Pitágoras obtenemos:

( ) ⇒+−=+⇒−=+ 22222 506252252515 xxxxx

840022562550 =⇒=−=⇒ xx

Por tanto,

La antena se ha partido a 8 metros de altura

Page 72: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un agricultor tenía 5 sacos de patatas y pidió a su hijo que los pesara para llevarlos al mercado.

El hijo, para enredar un poco, los pesó de dos en dos de todas las maneras posibles y obtuvo 46, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 56 y 57 kg

¿Cuánto pesa cada saco sabiendo que todos los valores son enteros y distintos?

SOLUCIÓN

Vamos nombrar los pesos de los cinco sacos como V , W , X , Y y Z , ordenados de menor a mayor valor.

Si consideramos los dos primeros los de menos peso, lógicamente se verificará que 46=+WV y, de

manera similar con los de mayor peso, 57=+ ZY

En resumen, también deducimos de ahí que 1035746 =+=+++ ZYWV

Por otro lado en las diez pesadas los sacos intervienen cuatro veces cada uno, , por lo que

( ) 516575654535251504948464 =+++++++++=++++× ZYXWV , por lo que el peso total de

los sacos será la cuarta parte de ese valor: 129=++++ ZYXWV

Así, el peso 26103129 =−=X kg, con lo que ya tenemos el peso del saco intermedio.

Los pesos de los demás oscilarán, lógicamente, entre 2248 =− X y 3056 =− X al no intervenir X ni en

la primera ni en la última pesada.

Como todos los sacos tienen distinto peso, los dos primeros deben cumplir 242246 +==+WV (no hay

más posibilidades lógicas con las condiciones establecidas y obtenidas), con lo que ya tenemos los pesos

22=V kg y 24=W kg

Con el mismo razonamiento debe verificarse que 292857 +==+ ZY o que 302757 +==+ ZY

En el primer caso ( 29,28 == ZY ) debería aparecer, en la lista, el peso 552926 =+=+ YX y no

aparece, por lo que no puede cumplirse esta posibilidad.

Por tanto, debe ser ⇒+==+ 302757ZY 27=Y kg y 30=Z kg

Ya tenemos los pesos de los cinco sacos y es sencillo comprobar, sumando dos a dos, que coinciden las

sumas con los valores de la lista de pesadas indicada.

En conclusión,

Los pesos de los sacos son

22 kg, 24 kg, 26 kg, 27 kg y 30 kg

Page 73: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un tipógrafo, para enumerar todas las páginas de un libro, ha empleado 2989 dígitos.

¿Cuántas páginas tiene el libro?

SOLUCIÓN

Hay 9 páginas de una cifra (de 1 a 9), 90 de dos cifras (de 10 a 99), 900 de tres cifras (de 100 a 999), 9000 de

cuatro cifras (1000 a 9999) que rebasan nuestros datos.

Para páginas de una cifra necesitaremos 9 dígitos, para páginas de dos cifras necesitaremos 90 x 2 = 180

dígitos, para páginas de tres cifras necesitaremos 900 x 3 = 2700 dígitos… luego, hasta páginas de de tres

cifras se usan 9 + 180 + 2700 = 2889 dígitos.

Hasta los dígitos dados faltan 2989 – 2889 =100 dígitos para indicar páginas de cuatro dígitos, por lo que

habrá 100/4 = 25 páginas que si empiezan por 1000 acabarán en 1024.

Por tanto,

El libro tiene 1024 páginas

Page 74: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Una agencia turística ofrece tres tipos de viajes a China:

• China Panorámica, por 1600 euros/persona

• China Esencial, por 1700 euros/persona

• China Pais de Dragón, por 1800 euros/persona

Una semana la empresa recaudo 20000 euros por la venta de esos tipos de viaje.

¿Cuántos viajes de estos tipos se vendieron, en total, la citada semana?

SOLUCIÓN

Llamamos X , Y y Z a la cantidad de viajes vendidos de cada uno de los citados, y en el mismo orden, en

esa semana.

Tendremos entonces que 20018171620000180017001600 =++⇒=++ ZYXZYX

Debe cumplirse también, por los datos indicados, que 120 ≤≤ X , 110 ≤≤ Y y 110 ≤≤ Z

16

2812

16

1817200200181716

ZYZY

ZYXZYX

−−+−−=−−=⇒=++ , y la última fracción debe ser un

número entero.

Nombramos ahora al valor entero 2

842

1681682

16

28 Yt

YtZtZY

ZYt −−=−−=⇒−=+⇒

−−= , por lo

que Y debe ser un número par.

Estudiamos ahora las posibilidades, siendo la cantidad de viajes siempre enteros y positivos o nulos:

Y t 2

84Y

tZ −−= tZYX +−−= 12 ZYX ++

0 0 4 8 12

0 -1 12 -1 Imposible

2 0 3 7 12

2 -1 11 -2 Imposible

4 0 2 6 12

4 -1 10 -3 Imposible

6 0 1 5 12

6 -1 9 -4 Imposible

8 0 0 4 12

8 -1 8 -5 Imposible

10 0 -1 3 Imposible

10 -1 7 -6 Imposible

Todas las posibilidades admisibles conducen al mismo resultado, por lo que se deduce que

12 viajes se contrataron en esa semana

Page 75: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tres amigos intentan acertar el número de judías contenidas en un tarro de cristal.

José dice que hay 260, María cree que hay 274 y Carmen propone que hay 234 judías.

Ninguno ha acertado. Uno se ha equivocado en 9, otro en 17 y un tercero en 31 judías.

¿Cuántas judías contiene el tarro?

SOLUCIÓN

La cantidad de judías del tarro se obtendrá según los valores de las cantidades

propuestas más/menos los desfases respecto a la cantidad correcta.

Calculamos las diferencias entre la cantidad menor y las restantes y comparamos el resultado con los

valores de los desfases:

• 260 – 234 = 26 = 9 + 17

• 274 – 234 = 40 = 9 + 31

Que nos invita a pensar que José y María se han excedido y Carmen ha dado el resultado por defecto.

Al comprobar la tercera diferencia, 274 – 260 = 14 = 31 – 17, confirmamos el hecho, por lo que se cumple

que 234 + 9 = 260 – 17 = 274 – 31 = 243 y se deduce que

El tarro contiene 243 judías

Page 76: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Hay dos trozos de mecha que se consumen, cada uno de ellos al prenderlos, en un minuto.

¿Cómo medir 45 segundos con ellos si no se pueden cortar y su velocidad de quemado no es uniforme?

SOLUCIÓN

Tomamos la primera mecha y la encendemos por los dos extremos. A la vez, encendemos la segunda mecha por un extremo.

La primera se consume en 30 segundos. En ese instante encendemos el otro extremo de la segunda mecha. Ésta (que ya llevaba 30 segundos consumiéndose) se consumirá, entonces, en 15 segundos más, logrando nuestro propósito.

Page 77: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Manolo, Paco y Tobías pusieron el dinero que tenían encima de la mesa y empezaron a jugar a un juego en el que el que pierde divide el dinero que tiene en dos partes iguales y se lo entrega a los otros dos jugadores.

Hicieron seis jugadas y, al final, Manolo se quedó con 11 euros, Paco con 3 euros y Tobías sin nada.

¿Con cuánto dinero empezó cada uno?

SOLUCIÓN

Es uno de los problemas en los que hay que empezar a pensar desde el final e ir hacia atrás, pero antes hay

que considerar que el dinero ni aparece ni desaparece, por lo que hay siempre 14 euros en juego.

Además, el jugador que tiene menos, en cada jugada, es el que perdió en la jugada anterior… y recibe y

tiene (al llegar a la jugada sin nada) la mitad de lo que se reparte en la jugada actual.

Es evidente que Tobías fue el que perdió en la última jugada (: la sexta), pues se quedó sin nada y siempre

se queda así el que pierde. Además, el que menos tiene (pero tiene algo) ha perdido el juego anterior (en

este caso, Paco), pues recibe lo que ahora tiene sin haber tenido nada y es la mitad de lo que tenía Tobías.

En conclusión, al finalizar la quinta jugada, Tobías tenía 6 euros (que repartió por mitades al perder la

sexta), Paco no tenía nada (había repartido, al perder, 12 euros) y Manolo tenía 8 euros.

Al acabar la cuarta jugada, que perdió Tobías, éste no tenía nada (había repartido 4 euros, 2 a cada uno),

Paco tenía 12 euros y Manolo 2 euros… y así sucesivamente…

Hacemos un esquema, en forma de tabla, para ver como transcurrió todo:

Jugada Manolo Paco Tobías

6ª =+ 38 11 euros =+ 30 3 euros 0 euros (Pierde) Tobías ha repartido 6 euros ( 3 + 3 )

5ª =+ 62 8 euros 0 euros (Pierde) =+ 60 6 euros Paco ha repartido 12 euros ( 6 + 6 )

4ª =+ 20 2 euros =+ 210 12 euros 0 euros (Pierde) Tobías ha repartido 4 euros ( 2 + 2 )

3ª 0 euros (Pierde) =+ 46 10 euros =+ 40 4 euros Manolo ha repartido 8 euros ( 4 + 4 )

2ª =+ 62 8 euros =+ 60 6 euros 0 euros (Pierde) Tobías ha repartido 12 euros ( 6 + 6 )

1ª =+11 2 euros 0 euros (Pierde) =+111 12 euros Paco ha repartido 2 euros (1 + 1)

1 euro 2 euros 11 euros Situación inicial

Manolo empezó con 1 euro,

Paco con 2 euros y

Tobías con 11 euros

Page 78: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Teniendo en cuenta que a letras distintas les corresponden dígitos diferentes, descifrar esta suma tan evidente:

SOLUCIÓN

De la primera columna se deduce que E debe ser una cifra par y, además, al observar la primera y cuarta

columnas de la suma es evidente que, en la última, se arrastra cifra por lo que debe ser 4>E

Veamos las posibilidades:

• 6=E

o Entonces, 273 ==⇒= OyDS . De ahí solo cabe la posibilidad de 84 == CyI

• 8=E

o Entonces, 94 =⇒= DS , y puede ser

� 216 ==⇒= CyIO

� 7=O , y

• 05 == CyI , o

• 26 == CyI

Por lo tanto hay cuatro soluciones posibles:

Page 79: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Diez amigos ganan en la ruleta diferentes cantidades de dinero (siempre valores enteros) y deciden que el que más ha ganado dará dinero a los restantes de modo que todos ellos (los restantes) tripliquen el dinero obtenido por cada uno. Una vez hecho esto observan que las cantidades son las mismas, solo cambia lo que tiene cada uno de ellos de modo tal que el que más ha ganado es el que menos tiene. Si entre todos ellos han ganado 1180960 euros, ¿cuánto dinero tenian inicialmente?

SOLUCIÓN

Si las cantidades, antes y después del reparto, son las mismas y todas (menos la mayor) se han triplicado,

dichas cantidades deben estar en una progresión geométrica de razón 3 .

Si llamamos x a la menor de ellas, tenemos que 11809603...2793 9 =+++++ xxxxx . De la suma resulta

que 4011809602952413

1310

=⇒==−−

xxx .

Por tanto,

Tenían, de menor a mayor,

40 euros,

120 euros,

360 euros,

1080 euros,

3240 euros,

9720 euros,

29160 euros,

87480 euros,

262440 euros y

787320 euros

Page 80: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Si el número de mi casa fuera múltiplo de 3 sería un número entre 50 y 59.

Si no fuera múltiplo de 4, estaría comprendido entre 60 y 69.

Si no fuese múltiplo de 6, sería un número entre 70 y 79.

¿Cuál es el número de mi casa?

SOLUCIÓN

Está claro que el número debe estar comprendido entre 50 y 79, pues de lo contrario debería ser múltiplo

de 6 y no de 3, lo cual es imposible.

Por la primera condición, si fuera múltiplo de 3 podría ser el 51, el 54 o el 57.

En ese caso, por la segunda condición, debería ser múltiplo de 4 (al estar fuera del ámbito entre 60 y 69) y

en ningún caso se cumple para los tres números anteriores.

Por tanto, no es múltiplo de 3, ni (en consecuencia) tampoco de 6 y debe estar entre 70 y 79. Y debe ser

también múltiplo de 4 por la segunda afirmación.

El único número, entre 70 y 79, que cumple esas condiciones es el 76

En conclusión,

El número de mi casa es el 76

Page 81: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un sultán dejó a sus hijas un cierto número de perlas y determinó que la división se hiciera del siguiente modo:

La hija mayor se quedaría con una perla y un séptimo de lo que quedara. La segunda hija recibiría dos perlas y un séptimo de lo restante, la tercera joven recibiría tres perlas y un séptimo de lo que quedara. Y así sucesivamente.

Las hijas más jóvenes presentaron demanda ante el juez alegando que, por este complicado sistema de división, resultaban fatalmente perjudicadas. El juez, que era hábil en la resolución de problemas, respondió prestamente que las reclamantes estaban engañadas y que la división propuesta por el viejo sultán era justa y perfecta.

Y tenía razón. Hecha la división, cada una de las hermanas recibió el mismo número de perlas.

¿Cuántas perlas había?, ¿cuántas eran las hijas del sultán?

SOLUCIÓN

Llamemos x al número de perlas a repartir.

Según el enunciado, la hija mayor se queda con 7

6

7

11

+=−+ xx perlas. Quedan, entonces,

7

66

7

6 −=+− xxx perlas para repartir con las demás.

La segunda hija se queda con 49

786

49

2062

7

27

66

2+=−+=

−−

+ xxx

perlas.

Como ambas hijas se quedan, según el juez, con la misma cantidad de perlas, se verifica que

367864277

7866

49

786

7

6 =⇒+=+⇒+=+⇒

+=+xxx

xx

xx perlas son las que el sultán repartió

entre sus hijas.

A partir de aquí, el reparto se hace elemental: la mayor y la segunda se quedan, cada una, con 67

636 =+

perlas y se deduce que habrá seis hijas

Vamos a comprobar que las demás también se quedarán con la misma cantidad:

Después de las dos primeras quedan 24 perlas. La tercera hija se queda con 67

3243 =−+ perlas y quedan

18 perlas. La cuarta se queda con 67

4184 =−+ perlas y quedan 12 perlas. La quinta se queda con

67

5125 =−+ perlas y quedan 6 perlas. Por último, la sexta hija recibe 6

7

666 =−+ perlas también,

acabándose el reparto.

En conclusión,

El sultán repartió 36 perlas

de manera equitativa entre sus 6 hijas

Page 82: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Sobre una mesa hay 7 dados, uno encima del otro, formando una torre de siete dados de altura.

¿Cuántos puntos hay a la vista sabiendo que la cara que está más arriba de la torre es un 5?

SOLUCIÓN

Las caras opuestas de un dado siempre suman 7, por lo que las caras ocultas de los seis dados inferiores

sumarán 7 x 6 = 42 puntos.

El dado superior tiene el 5 como cara descubierta, por lo que la cara tapada será la de 2 puntos. En total

habrá 42 + 2 = 44 puntos ocultos.

La suma de las seis caras de de cada dado es de 21 puntos, por lo que hay, en total, 21 x 7 = 147 puntos. Y

como hay 44 ocultos,

Hay 103 puntos visibles en la torre de dados

Page 83: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un agricultor tiene un terreno, en forma cuadrada, de 10000 metros cuadrados.

Lo divide mediante tres rectas: una diagonal y otras dos, paralelas entre sí, uniendo cada vértice libre con el punto medio del lado opuesto. Queda así dividido el terreno en seis trozos.

¿Cuál es valor del área de uno de los dos trozos de mayor superficie?

SOLUCIÓN

Se observa claramente que, al realizar la construcción, se

obtienen seis trozos que son simétricos y de igual

superficie dos a dos (: se han nombrado con las mismas

letras).

Es evidente que, dada la superficie cuadrada y su valor, el

lado del terreno es de 10010000= metros, y la

mitad del lado mide 50 metros.

Así, las superficies mayores abarcan

( )CBCCBBAA +×−=+++−=+ 210000)''(10000'metros cuadrados.

Como CB + es un triángulo rectángulo cuyos

catetos miden 100 y 50 metros, su área es

25002

50100 =×=+ CB metros cuadrados.

Entonces, 50002500210000' =×−=+ AA metros cuadrados

Por lo tanto, al ser los dos trozos iguales,

Los trozos de mayor superficie tienen, cada uno,

2500 metros cuadrados de área

Page 84: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En un torneo de fútbol han participado 4 equipos: Aviación, Barcino, Celtas y Deportivo, y todos los equipos se enfrentaron una vez entre sí. El campeonato finalizó con la siguiente clasificación:

Puntos Goles favor Goles Contra

1. Aviación 5 3 1

2. Barcino 5 4 3

3. Celtas 3 2 2

4. Deportivo 1 0 3

Determinar los resultados de todos los partidos jugados, sabiendo que cada partido ganado otorga tres puntos y cada empate otorga un punto.

SOLUCIÓN

Al ser un campeonato en el que los cuatro juegan entre sí una sola vez, se han jugado todas las

combinaciones de cuatro elementos tomados dos a dos: 6!2!2

!42

42,4 =

×=

=C partidos. Los indicamos:

a) Aviación – Barcino b) Celtas – Deportivo

c) Aviación – Celtas d) Barcino – Deportivo

e) Deportivo – Aviación f) Celtas – Barcino

El Deportivo solo obtuvo un punto, por lo que empató un partido y perdió dos. El partido empatado tuvo de

resultado 0 – 0.

Aviación y Barcino, al llegar a cinco puntos, debieron ganar un partido y empatar dos cada uno. Por tanto,

Celtas debió empatar uno o tres (para mantener la paridad de los empates) pero, al tener tres puntos,

fueron tres (todos) los que empató.

Se sigue entonces, vista la tabla de goles, que el partido b) Celtas – Deportivo quedó 0 – 0.

Aviación y Barcino ganaron al Deportivo (único que perdió partidos) y Barcino por un gol, por lo que

Aviación le ganó por dos según la tabla de goles.

Evidentemente, como el Deportivo no metió ningún gol, el partido e) Deportivo – Aviación finalizó 0 – 2 y

el partido d) Barcino – Deportivo, 1 – 0.

Quedan tres empates por determinar. Viendo la sección de goles a favor y en contra, queda claro que solo

pudo suceder que el partido a) Aviación – Barcino quedase 1 –1, el partido c) Aviación – Celtas, 0 – 0, y el

partido f) Celtas – Barcino, 2 – 2.

En resumen, los resultados fueron:

Aviación, 1 – Barcino, 1 Celtas, 0 – Deportivo, 0

Aviación, 0 – Celtas, 0 Barcino, 1 – Deportivo, 0

Deportivo, 0 – Aviación, 2 Celtas, 2 – Barcino, 2

Page 85: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En una excursión al campo me encuentro con un granjero. Al preguntarle qué número de animales tiene, me dice: "Todos son caballos menos seis, todos son cerdos menos seis y todos son patos menos seis" ¿Cuántos animales tiene el granjero?

SOLUCIÓN

Llamamos x , y , z a las cantidades respectivas de caballos, cerdos y patos que posee el granjero.

Si t es el número total de animales, se cumple que

−=−=−=

=++

6

6

6

tz

ty

tx

tzyx

. Sumando las tres últimas

igualdades tenemos: 9182183 =⇒=⇒−=++= tttzyxt

Por lo tanto,

El granjero tiene 9 animales

Page 86: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Sea A la suma de las cifras del numero 44444444 y B la suma de las cifras de A. ¿Cuánto vale la suma de las cifras del número B?

SOLUCIÓN

El número de cifras que posee viene dado por 708,162104444log44444444log 4444 =×= : tiene

16211 cifras.

Por tanto, A es la suma de las 16211 cifras del número 44444444

En ese caso, A estará entre 1 (si sus cifras son todo ceros salvo la primera, cosa imposible) y

145899916211 =× (si sus cifras son todo nueves, cosa imposible también), valores extremos.

Siguiendo el razonamiento B , suma de las cifras de A , estará entre 1 y 45 (caso de 99999=A ),

considerando también situaciones extremas. En resumen, la suma de las cifras de B se situará

entre 1 y 12 (caso de 39=B )

Estudiamos ahora qué valor debe ser. Lo hacemos por congruencias con módulo 9 . En dicho

módulo cualquier número es congruente con la suma de sus cifras:

)9(mod71644444444 ≡=+++≡ , )9(mod4497744442 ≡=×≡ ,

)9(mod1284744443 ≡=×≡ , )9(mod71744444 ≡×≡ . )9(mod47744445 ≡×≡ …

Resumiendo,

=≡

+=≡

+=≡

3)9(mod14444

23)9(mod44444

13)9(mod74444

nsi

nsi

nsi

n

n

n

.

Como el exponente es )9(mod744441314814444 4444 ≡⇒+×= y la suma de sus cifras y la suma

de la suma de sus cifras: )9(mod7)9(mod7 ≡⇒≡ BA . Y la suma de las cifras de B también lo

será con 7 módulo 9 . El único número que cumple esas condiciones entre 1 y 12 (valores que

puede tomar B ) es, precisamente, 7 .

Por lo tanto,

La suma de las cifras de B es 7

Page 87: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Una habitación sin ventanas, con su puerta de entrada cerrada, tiene una bombilla en su interior que la puede iluminar. En la pared exterior, y a diez metros de la puerta de acceso a la habitación, hay tres interruptores, uno de los cuales la enciende.

¿Cómo averiguar, entrando una sola vez en la habitación, cuál es el interruptor que enciende la bombilla?

SOLUCIÓN

Se pulsa el primer interruptor, dejándolo activado durante 5 minutos. Se le retorna a su posición inicial y se pulsa el segundo interruptor. Se entra en la habitación y

a) Si la bombilla está encendida, el segundo interruptor la activa

b) Si la bombilla está apagada y caliente, el primer interruptor la activa

c) Si la bombilla está apagada y fría, el tercer interruptor la activa

Page 88: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Joan compra lápices para sus alumnos (como recuerdo de su boda) a 18 céntimos cada uno. Al cabo de un rato vuelve a la papelería a comprar más. En vista de que es un buen cliente, el dueño le rebaja el precio y compra los lápices a 17 céntimos cada uno.

En total Joan gasta 3,51 euros en los lápices. ¿Cuántos lápices ha comprado?

SOLUCIÓN

Llamamos x al número de lápices comprados por 18 céntimos e y al número de lápices

comprados a 17 céntimos.

Entonces, y según el enunciado, 17

1120

1718351

3511718x

xx

yyx−+−=−=⇒=+

Si llamamos 17

11 xt

−= se deduce que tx 1711−= e ttxy 18920 +=+−=

El único valor de t que hace a x e y positivos (por ser cantidades de objetos) es 0=t . Por tanto,

11=x e 9=y y, en ese caso,

Joan compró 20 lápices

Page 89: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

El coronel del regimiento ha hecho una apuesta con el capitán de una de las compañías. Ganará si averigua, sin verlo, las taquillas que quedarán abiertas en el cuartel en las condiciones que propone su subalterno.

Hay mil soldados, cada uno con su respectiva taquilla y todas éstas cerradas.

El capitán coloca a todos los soldados en formación y pide al primero que abra todas las taquillas. Después, al segundo le pide que cierre las que tengan numeración par. Más tarde, al tercero le pide que cambie el estado (si está cerrada la abre, si esta abierta la cierra) de las taquillas numeradas con múltiplos de tres, al cuarto que haga lo mismo con las taquillas numeradas con múltiplos de cuatro y así, sucesivamente y con la misma petición, hasta que el último soldado de los mil hace la labor encomendada.

¿Qué número deberá dar el coronel para acertar y ganar la apuesta?

SOLUCIÓN

Todas las taquillas están, inicialmente, cerradas.

Al terminar todo el proceso, volverán a estar cerradas aquellas cuyo número de referencia tenga

un número par de divisores y abiertas las que tengan un número con una cantidad impar de

divisores.

Los únicos números que tienen una cantidad impar de divisores son los cuadrados perfectos (los

demás tienen divisores que se van emparejando para, al multiplicarse entre sí, dar dicho número)

menores que mil, por lo que las taquillas que quedarán abiertas serán la numeradas con 1=12,

4=22, 9=3

2, ... , 900=30

2 y 961=31

2

Definitivamente

Quedan 31 taquillas abiertas

Page 90: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

¿Cuál es el número más grande que puede crearse a partir de tres ceros, usando las operaciones matemáticas que se deseen y que no impliquen la aparición de ningún otro dígito?

SOLUCIÓN

No hay límite para crear números tan grandes como se deseen. Basta escribir y calcular, por

ejemplo,

(…(((0!+0!+0!)!)!)!........)!

con la cantidad de factoriales que se quiera.

Page 91: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Una cuadrilla de jardineros debía segar dos prados, uno de los cuales tenía doble superficie que el otro.

Durante media jornada del primer día todos los jardineros trabajaron en el prado grande. En la otra media, la mitad siguió en el prado grande y la otra mitad trabajó en el pequeño.

Al acabar ese día, el trabajo quedó listo, faltando solo una parte del prado pequeño, que ocupó toda la jornada siguiente a un solo jardinero.

Sabiendo que una jornada o día son ocho horas de trabajo, ¿de cuántos jardineros constaba el grupo?

SOLUCIÓN

Llamamos S a la superficie del prado pequeño, S2 será la del grande. Sea, también, x el número de

jardineros.

En la primera media jornada se realiza doble trabajo sobre el prado grande que en la segunda media

jornada al estar trabajando en él el doble de jardineros.

Está claro, pues, que en la primera media jornada se ha segado SS3

42

3

2 = y en el día el doble, S3

8,

quedando para el día siguiente SSS3

1

3

83 =− de todo el terreno.

Por tanto, si el trabajo siempre es uniforme, cada jardinero siega, en toda una jornada, Sx3

8

Respecto al día siguiente, por consiguiente, se cumplirá que 83

1

3

8 =⇒= xSSx

En conclusión,

había 8 jardineros

Page 92: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Halla todos los números enteros n tales que n+98 dividido por n+19 es un número entero.

SOLUCIÓN

Sea Ζ∈=++

an

n

19

98. Entonces ( ) ( ) anaaannnan 1998119981998 −=×−⇒+=+⇒+×=+

De ahí 1

1998

−−=

a

an y, haciendo 1−= at ,

( )19

79197911998 −=−=+×−=tt

t

t

tn

Como 79 es un número primo, los únicos valores válidos (por ser n un número entero) son:

• 601 =⇒= nt

• 981 −=⇒−= nt

• 1879 −=⇒= nt

• 2079 −=⇒−= nt

En conclusión,

El número n puede tomar los valores -98, -20, -18 y 60

Page 93: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

El jefe del destacamento quiere ordenar sus soldados formando un cuadrado (el mismo número de personas en cada fila y en cada columna) pero le sobran nueve soldados.

Decide poner un soldado más en cada fila y columna, pero entonces le faltan cuatro soldados.

¿De cuántos soldados consta el grupo?

SOLUCIÓN

Sea x el número de soldados del destacamento que se sitúan en cada fila de la primera distribución que

hace el jefe.

Según las condiciones del problema, ( ) 419 22 −+=+ xx , por lo que ⇒=⇒−++=+ 1224129 22 xxxx

6=⇒ x , por lo que 45962 =+

Por tanto,

El destacamento está formado por 45 soldados

Page 94: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tenemos siete figuras de porcelana exactamente idénticas en la forma y una octava (también igual) que pesa un poco menos que las otras. La diferencia es tan leve que, pesándolas con nuestras manos, no nos damos cuenta de cuál es.

Por eso tenemos una balanza con dos platos: para conseguir descubrir cuál es la figura que tiene un peso distinto a las demás.

¿Cómo podemos identificarla con solo dos pesadas?

SOLUCIÓN

De las ocho piezas, ponemos tres en cada uno de los platillos de la balanza. Puede suceder que

1. pesen igual: entonces, la de menos peso estará entre las dos restantes. Basta colocar cada una de

esas dos en los respectivos platillos y se identificará la pieza buscada al encontrarse en el platillo

más elevado.

2. pesen distinto: tomamos las tres figuras que están colocadas en el platillo que indica menos peso.

Cogemos dos de ellas y las colocamos una en cada platillo,

I. Si pesan igual, la restante es la buscada.

II. Si pesan distinto, la que queremos descubrir es la situada en el platillo que está más

elevado.

Siguiendo el proceso descrito se

identifica la figura de menor peso

Page 95: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un vendedor de huevos hace su primera venta dando al cliente la mitad de los huevos que lleva en su cesta más medio huevo.

Al segundo cliente, le vende la mitad de los huevos que le quedan más medio huevo. Con el tercero hace lo mismo y con el cuarto también, momento en el que se queda sin huevos.

¿Con cuántos huevos empezó la venta?

SOLUCIÓN

Si llamamos x al número de huevos inicial, seguimos el proceso del enunciado y

• 1er

cliente: le vende 2

1

2

1

2

+=+ xx, por lo que quedan

2

1

2

1 −=+− xxx huevos

• 2o cliente: le vende

4

1

2

1

4

1 +=+− xx, por lo que quedan

4

3

4

1

2

1 −=+−− xxx huevos

• 3er

cliente: le vende 8

1

2

1

8

3 +=+− xx, por lo que quedan

8

7

8

1

4

3 −=+−− xxx huevos

• 4o cliente: le vende

16

1

2

1

16

7 +=+− xx, por lo que quedan 0

16

15

16

1

8

7 =−=+−− xxx huevos

por lo que

la venta empezó con 15 huevos

Page 96: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un loco del volante atropella a una anciana y se da a la fuga. Tres testigos ven la matrícula de su coche. El primero sólo ve las dos primeras cifras de la izquierda, y recuerda que son iguales; el segundo sólo ve las dos últimas cifras, y dice que también son iguales; el último recuerda que el número de la matrícula tiene cuatro cifras distintas de cero y que es un cuadrado perfecto.

¿Cuál es el número de matrícula del automóvil?

SOLUCIÓN

El número de la matrícula, según los testigos, corresponde al formato xxyy y, como es un cuadrado

perfecto, 2

abxxyy = , siendo ab y múltiplo de 11 al serlo también la matrícula.

Entonces, ( ) 22210011101001000 abyxabyyxxabxxyy =+×⇒=+++⇒= y

yxyx 0100 =+ es un número múltiplo de 11 por lo que 11=+ yx , y esto siempre considerando la

condición de divisibilidad por 11 y de que estamos hablando de que las incógnitas son cifras por lo que x e

y son mayores que 1

Por último, como la matrícula es un cuadrado perfecto, y solo puede ser 4 , 5 , 6 o 9

Los únicos números que cumplen estas últimas condiciones son 7744 , 6655 , 5566 y 2299 , de los cuales

solo el primero es un cuadrado perfecto, por lo que

el número de matrícula del coche es 7744

Page 97: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

¿Cuál es el menor número de cuadraditos que hay que sombrear en este tablero para que la figura resultante tenga algún eje de simetría?

SOLUCIÓN

Los ejes de simetría de un tablero con estos cuadrados son uno de estos cuatro:

Por lo que, después de un breve análisis visual, la simetría más adecuada a conseguir con un mínimo

número de cuadraditos rellenados es la tercera:

Se necesitan rellenar dos cuadraditos (marcados en azul)

para conseguir una simetría

Page 98: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Desde un punto M exterior a una circunferencia se trazan una tangente MT y una secante MB, que corta a la circunferencia en A y B y pasa por el centro. Sabiendo que los segmentos exteriores MT= 15 cm y MA = 5 cm, ¿cuál es el área del círculo limitado por la circunferencia?

SOLUCIÓN

Llamando r al radio de la circunferencia obtenemos las medidas

de los lados del triángulo MTO , rectángulo en T al ser MT

tangente a la circunferencia.

Así, por el teorema de Pitágoras, ( ) ⇒+=+ 222 155 rr

20200102252510 22 =⇒=⇒+=++⇒ rrrrr cm

Entonces el área del círculo es ππ 4002 =r cm2, luego

el área del círculo es 400π = 1256,6371 cm2

Page 99: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Halla, en función de n, la suma de los n sumandos

7 + 77 + 777 + ……………. + 77…..7

En la que cada sumando tiene una cifra 7 más que el anterior

SOLUCIÓN

( ) =++++×=×++×+×+×=++++ 9......99...9999999

79.......99

9

7........999

9

799

9

79

9

77.......7........777777

( ) ( )

−−×=−++++×=−++−+−+−×=

+

nnn

nn

110

1010

9

710...101010

9

7110...110110110

9

7 13232

al ser n10...101010 32 ++++ la suma de n términos de una progresión geométrica de razón 10

Por tanto,

la suma es

−−×

+n

n

91010

97 1

Page 100: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

La figura representa el plano de la planta de un piso con seis habitaciones y entre las que se distribuyen un frigorífico, un piano, una cama, una mesa y una estantería. Otra habitación queda libre. Están comunicadas entre sí como se ve y por las las puertas puede pasar cualquier mueble.

Las habitaciones son de reducidas dimensiones por lo que, en cada una, solo cabe un mueble que no se puede desmontar. ¿Cuál es la menor cantidad de movimientos (y cuáles son) para permutar el piano y la estantería, trasladando aquél a la habitación de ésta y viceversa?

SOLUCIÓN

Si llamamos a los muebles C (cama), E (estantería), F (frigorífico), M (mesa) y P (piano), los movimientos se

harán trasladando cada mueble a la habitación libre que quede en cada momento y, para permutar piano y

estantería, pueden ser

P – E – M – P – F – C – P – M – E – F – M – P – C – M – F – E – P

con una mínima cantidad de desplazamientos.

La mínima cantidad de movimientos es 17

Page 101: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Tres ladrones (Agustín, Benito y Carmelo) fueron capturados mientras robaban en el palacio de un gobernador despótico y excéntrico, siendo condenados a muerte por éste.

Antes de cumplirse la sentencia, el gobernador se arrepintió de su severidad y decidió indultar a uno de los tres presos. Para conseguir que esta gracia recayese en el más inteligente de los tres reos dispuso lo siguiente: mostró, a la vista de los tres condenados, tres tiras de paño blancas y dos negras. Después, ordenó que, a la espalda de cada preso y por separado, se colgase una de estas cinco tiras. Hecho esto, permitió que los presos se viesen libremente entre sí pero que no se comunicasen entre ellos. Prometió la libertad al primero que supiera acertar, con un razonamiento infalible, el color de su propia tira.

Agustín vió las tiras de Benito y de Carlos, como éstos también vieron las de los otros. Esperó un rato y , al fin, pidió ser llevado ante el gobernador al que expuso su respuesta acertada.

¿De qué color llevaba la cinta?, ¿cómo lo razonó?

SOLUCIÓN

Si alguien de los tres hubiera visto dos tiras negras, inmediatamente hubiera expuesto que él la llevaba

blanca y se hubiera salvado. Al transcurrir un tiempo y no decir nadie nada, no había dos tiras negras

colgadas de las espaldas de los reos.

Y más: nadie podía llevarla negra. En ese caso, quien viese una negra debería pensar, igual que Agustín, que

él la llevaba blanca… porque, en caso de llevarla negra, alguien de los tres hubiera pedido ser llevado

inmediatamente al gobernador.

En conclusión, esa duda permanente se debía a que todos la llevaban blanca… ¡y Agustín fue el más rápido

de los tres!

Agustín llevaba la tira blanca (como los demás)

y expuso al gobernador el razonamiento descrito

Page 102: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

El precio de una botella y su tapón es de un euro con diez céntimos.

La botella cuesta un euro más que el tapón.

¿Cuánto vale cada cosa?

SOLUCIÓN

Evidentemente

la botella cuesta 1,05 euros y el tapón 0,05 euros

En un cajón hay 30 pares de calcetines sueltos y revueltos, 15 negros y 15 blancos.

Si la habitación donde está se encuentra a oscuras, ¿cuál es la mínima cantidad de calcetines que deben sacarse del cajón para calzarse adecuadamente?

SOLUCIÓN

En el peor de los casos, los dos primeros calcetines extraídos pueden ser de distinto color, por lo que

hay que sacar 3 calcetines para asegurarse que al menos dos son del mismo color y calzarse correctamente.

En un cajón hay 30 pares de guantes sueltos y revueltos, 15 negros y 15 blancos.

Si la habitación donde está se encuentra a oscuras, ¿cuál es la mínima cantidad de guantes que deben sacarse del cajón para poder usarlos adecuadamente?

SOLUCIÓN

En el peor de los casos, al principio se pueden extraer 15 guantes blancos de una misma mano y 15 guantes

negros, también de una misma mano, por lo que

hay que sacar 31 guantes para asegurarse que al menos dos son del mismo color y uno de cada mano para poder

usarlos correctamente.

Page 103: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

Un hortelano pone a la venta un buen cuadro de lechugas, sembradas en hileras iguales.

Por la mañana vende tantas veces diez lechugas como hileras hay y por la tarde diez veces tantas lechugas como plantas había en cada hilera, y aún le queda por vender una sola planta.

¿Cuántas lechugas tenía plantadas si había menos de dos mil?

SOLUCIÓN

Llamamos x al número de hileras que hay e y al número de lechugas de cada hilera.

Según el enunciado, ( )10

1101101011010

−+=⇒+=−⇒++=

y

yxyxyyxxy .

Se deduce rápidamente, de la ecuación anterior, que 11=y y 111=x (únicos valores válidos) por lo que

había 1221 lechugas

Page 104: 100 problemas maravillosos de matemáticas - Libro 1

En una encuesta sobre alimentación cárnica se obtiene que al 70% de las personas les gusta el cerdo, al 75% el pollo, al 80% el conejo y el 85% la ternera.

¿A cuántas personas les gusta los cuatro tipos de carne?

SOLUCIÓN

Calculemos resultados parciales por partes.

Les gusta cerdo y pollo: al 100% - 70% = 30% no les gusta el cerdo y al 100% - 75% = 25% no les gusta el

pollo, luego al 30% + 25% = 55% no les gusta o el cerdo o el pollo… por lo que al 45% les gusta ambos

productos.

Les gusta el conejo y la ternera: al 100% - 80% = 20% no les gusta el conejo y al 100% - 85% = 15% no les

gusta la ternera, luego al 20% + 15% = 35% no les gusta el conejo o la ternera… por lo que al 65% les gusta

los dos tipos de carnes.

Según lo anterior al 100% - 45% = 55% no les gusta, a la vez, cerdo y pollo y al 100% - 65% = 35% no les

gusta, a la vez, conejo y ternera. Por lo tanto, 55% + 35% = 90% no les gusta cerdo y pollo o conejo y

ternera. Se deduce, pues, que

al 10% de las personas encuestadas les gusta los cuatro tipos de carnes