GYMKHANA MATEMÁTICA - NSP’14 1 3º & 4º ESO PRUEBA - DÍA CERO – reunión de padres Un grupo, inicialmente de 17 chicas y chicos de la misma edad, quieren organizar un viaje de fin de curso a París. A la reunión preparatoria acuden los padres y madres de todos ellos, cuya edad media es de 45 años. Pero si consideramos al grupo formado por padres, madres e hijos, la edad media es de 35 años. ¿Qué edad media tiene los chicos y las chicas que se van de viaje? 2 PRUEBA - DÍA 1 – estadísticas de avión Son finalmente 42 alumnos, 20 chicas y 22 chicos de 4º de la ESO, los que se van de viaje de fin de curso a París, en avión. Ocuparán 42 plazas en un avión de 180 asientos, que va completamente lleno. Están distribuidas en 30 filas con 6 asientos en cada una, del A hasta el F. Cada asiento se designa por el número de fila y la letra correspondiente.1 La compañía, una low cost, tiene una agresiva política de precios, de tal manera que: Billete de ida → 150 € i/v → 20% de descuento Grupos: Los primeros 25 miembros del grupo tienen un descuento del 10% Los 15 siguientes, del 30% A partir del 41º, pagan sólo la mitad del billete Los descuentos son acumulables Todos los alumnos, lógicamente, pagarán el mismo precio; es decir, se sumará el precio de todos los billetes y se dividirá por 42. Los alumnos no hacen el viaje solos: les acompañan algunos profesores, y uno de ellos, por suerte o desgracia, es el de matemáticas. Y para que no se olviden de todo lo que han aprendido durante el curso, les irá planteando algunos problemas. Ahora, les hace realizar la tabla de frecuencias de los precios, que incluya: Frecuencias absolutas Frecuencias relativas Frecuencias acumuladas (absolutas y relativas) Moda Mediana y cuartiles Media aritmética Medidas de dispersión: varianza, desviación típica y coeficiente de variación. 1 No es una compañía italiana. Las compañías transalpinas pueden no tener fila 17, ya que el 17 es el número de la mala suerte en Italia. ¿Por qué? Porque en latín, vixi significa que viví, y si viví, es que ya no vivo, que estoy muerto. Y las letras de VIXI forman el número romano 17. 1 Dpto. de Matemáticas – colegio NUESTRA SEÑORA DEL PILAR - Madrid GYMKHANA MATEMÁTICA - NSP’14 3 3º & 4º ESO PRUEBA – DÍA 1 – progresiones en el hotel Ya hace rato que llegamos a París; hemos visitado un poco la ciudad, comido… Pero estamos muy cansados y vamos al hotel. El hotel es enorme, un rascacielos vanguardista, de forma piramidal cerca del barrio de La Défense, con 28 plantas (28 alturas). La planta baja y la 1ª están dedicadas a salones para el esparcimiento de los clientes. A partir de la 2ª planta, que tiene 50 habitaciones, el número de habitaciones va disminuyendo, 1 habitación menos cada planta. En cuanto a la distribución, las habitaciones del 2º piso hasta el 15º son todas de 3 camas; del 16º hasta el 25º, dobles; las de los pisos 26 y 27, individuales. Y en la última planta sólo hay suites de lujo. Los alumnos duermen en habitaciones lo más grande posibles sin mezclar chicos con chicas. Calcula: Cuántas habitaciones tiene el hotel, y cuántos clientes caben. Cuántas habitaciones, y de qué tipo, se necesitarán para todos los alumnos. (Si puedes hacerlo con progresiones, debes hacerlo así). 4 PRUEBA - DÍA 2 – visita al Louvre No podría ser de otro modo, el colegio va a visitar al día siguiente el Museo del Louvre. Los alumnos se sorprenden al ver que se entra por una pirámide, que parece totalmente fuera de lugar en un palacio real que nació allá en siglo XII, donde vivieron tantos reyes, como Luis XIV, “El Rey Sol”. Pero se les explica que cada presidente de la República, en Francia, tiene la costumbre de dejar en París como recuerdo de su mandato, un monumento singular. Y el de François Miterrand fue la Pirámide del Louvre, muy controvertida en su momento. Tiene las siguientes medidas, de base, y de altura. Y hay quien dice que tiene las mismas proporciones que la Pirámide de Giza, en Egipto, siendo las medidas de ambas: Louvre Giza lado de la base 35,42 metros 230 metros altura 21,62 metros 146,5 metros De nuevo, el profesor que les acompaña, matemático impenitente, les hace calcular el volumen de la pirámide, y su superficie; y no contento con ello, les pregunta si de verdad la pirámide del Louvre y la de Giza son proporcionales. ¿Les puedes ayudar con las respuestas? 2 Dpto. de Matemáticas – colegio NUESTRA SEÑORA DEL PILAR - Madrid GYMKHANA MATEMÁTICA - NSP’14 5 3º & 4º ESO PRUEBA – DÍA 2 – comer en el Barrio Latino Al cabo de un rato, tres de los chicos dicen que ya han visto suficientes cuadros, y piden permiso para irse del museo, y buscar dónde comer algo, porque ya tienen hambre. Se les dice que no hay problema, y echan a andar. Comer en parís no es precisamente barato, y siguiendo el Sena, llegan al Barrio Latino: la Rive Gauche, la Sorbona, el bulevar Saint Michel, las tiendas de libros de segunda mano… Al final, el hambre no saciada puede más que todo ello y se meten en un bistrot a comer algo. La comida está buena, la conversación es interesante… Después de bastante rato, ven que se les echa encima la hora de regresar al hotel. Piden la cuenta, y son 30 euros. Cada uno de ellos pone un billete de 10 euros. Cuando el camarero va a poner el dinero en la caja, lo ve el jefe y le dice: - No, esos son españoles, como yo. Cóbrales sólo 25 euros. El camarero se da cuenta que no tiene tantas monedas, y si devuelve un billete de 5 euros puede haber problema para repartirlos y decide lo siguiente: - Ya está. Me quedaré 2 euros de propina y les devuelvo 3, uno para cada uno. Le devuelve a cada uno 1 euro. Ahora es cuando viene el problema: Si cada uno puso 10 euros y le devuelven 1 euro, realmente puso cada uno de ellos 29 euros… 9 x 3 = 27 euros. Si añadimos los 2 que se queda el camarero, 29 euros... ¿Dónde está el otro euro? 6 PRUEBA – DÍA 2 – lógica de Einstein ¿Has conseguido encontrar el euro que falta? Nuestros tres amigos, no. Mientras vuelven al hotel en una tarde primaveral preciosa, no dejan de cavilar para resolver el “Enigma del euro perdido”. Pero les parece imposible, “¡Estos franceses…!” Ya en el vestíbulo del hotel se encuentran al resto de sus compañeros, comentando su día. Ellos se dirigen al profesor de matemáticas, y le piden ayuda. Éste, sin embargo, en lugar de darles la solución, les propone otro problema. Es el problema de lógica de Einstein, formulado a principios del siglo XX y que, según el genio, el 98% de la gente no consigue resolver: Hay 5 casas de 5 colores diferentes, en cada casa vive una sola persona, todas de diferente nacionalidad; los 5 propietarios fuman diferentes marcas de cigarros, beben diferentes bebidas y tienen, cada uno, diferente de los demás, cierto animal de preferido. Ninguno de ellos tiene el mismo animal, fuma el mismo cigarro ni bebe la misma bebida. A partir de los siguientes datos, ¿quién tiene un pez? El inglés vive en una casa roja El sueco tiene un perrito El danés bebe te La casa verde queda a la izquierda de la blanca El dueño de la casa verde bebe café El que fuma Pall Mall cría pájaros 3 Dpto. de Matemáticas – colegio NUESTRA SEÑORA DEL PILAR - Madrid GYMKHANA MATEMÁTICA - NSP’14 3º & 4º ESO El dueño de la casa amarilla fuma Dunhill El que vive en la casa del centro bebe leche El noruego vive en la primera casa El que fuma Blends vive al lado del que tiene gatos El que cría caballos vive al lado del que fuma Dunhill El que fuma Bluemaster bebe cerveza El alemán fuma Prince El noruego vive al lado de la casa azul El que fuma Blends es vecino del que bebe agua Ni que decir tiene, los amigos, que comparten habitación, se pasaron media noche tratando de resolverlo, ¡y es que el profesor les ha prometido 2 puntos más a cada uno si resuelven los dos problemas! ¿Y sabes una cosa? ¡Lo hicieron! ¿Y tú? 7 PRUEBA – DÍA 3 – de paradojas y doses A la mañana siguiente, los chicos van a visitar Versalles. Hace un día espléndido, de primavera. Da gusto pasear, visitar la ciudad… Pero el profesor de matemáticas parece que sólo se divierte si está en lo suyo; así que, subidos en el tren, les plantea a los chicos la siguiente paradoja, prometiendo que al primer que la resuelva, le invita a comer: 1. Sabemos que si tenemos dos números iguales, a y b, al multiplicar por a en ambos lados del igual, la igualdad no se modifica: 2. Si restamos b2 en ambos lados: 3. Haciendo diferencia de cuadrados en el primer término (¡recuerda las identidades notables!), y sacando factor común en el segundo: 4. Simplificando, nos queda: 5. Y como la premisa inicial era que a y b eran iguales: ¿Es esto posible? Pues uno de los alumnos comió gratis ese día en Versalles. Como el profesor se sentía generoso, ofreció un “permio de consolación”: postre gratis en la cena al primero que alcanzase el número más alto usando tres doses sin emplear signo alguno. ¡Y también algún alumno se tomó un helado gratis esa noche! 8 PRUEBA – DÍA 3 – volviendo en el tren El día en Versalles ha sido maravilloso: el palacio, el campo en primavera… Los chicos están agotados, física y mentalmente; ya no queda ni una neurona libre; ¿o sí? Nuestro profe afirma que sí queda. El tren de vuelta a París avanza a 90 km/hora por un tramo recto de vía. Por una carretera paralela, y en la misma dirección, avanza un coche a 120 km/hora. ¿Es posible calcular la longitud del tren, sabiendo que el coche tarda 18 segundos en sobrepasarlo? ¿Puedes tú solucionarlo? ¡Inténtalo! 4 Dpto. de Matemáticas – colegio NUESTRA SEÑORA DEL PILAR - Madrid GYMKHANA MATEMÁTICA - NSP’14 9 3º & 4º ESO PRUEBA – DÍA 4 (ÚLTIMO) – Francia es un hexágono Ya estamos en el último día, el de regreso a Madrid. Ya saben todos los alumnos que a Francia se le conoce como “el Hexágono”, dada la forma de las fronteras del país. Así que, mientras esperan al autobús que ha de llevarles al aeropuerto, y para amenizar la espera, al simpático profesor se le ocurre un (¿último?) problema matemático, de geometría concretamente: calcular el área de un hexágono, tal como figura a continuación: Es un hexágono regular, y tiene el mismo perímetro que un triángulo equilátero de 2cm de lado. ¿Podrías haberles ayudado tú? 10 PRUEBA – DÍA 4 – probabilidades en el avión de vuelta ¡Se termina el viaje! Hemos “sobrevivido al hexágono”, salido de París, cogido el autobús hasta el aeropuerto Charles de Gaulle, y embarcado en nuestro avión. Una compañía con precios tan agresivos como la nuestra necesita otras formas de ingresos; y una de ellas es una especie de bonoloto, en la que el 80% de la recaudación se reparte en dos premios: se saca por sorteo una de las 6 primeras letras del alfabeto, y luego un número del 1 al 30, repitiéndose de nuevo el proceso para el segundo premio; el primer premio recibe el 70% del dinero a repartir, y el segundo, el 30% restante. Si el premio cae en un asiento cuyo viajero no ha comprado su boleto, pasa a bote para el segundo. Y si el segundo premio (solo o con el bote del primero), vuelve a recaer en un viajero que no juega, va para bote para otro vuelo. Cada viajero puede comprar la letra de su asiento por 5 euros, y 1 euro por su número de fila, es decir, 6 euros cuesta la participación. A algunos alumnos aún les queda algo de dinero, (poco) que no se han gastado en suvenires. Participan en la bonoloto aérea la mitad de los alumnos, 13 chicos y 8 chicas, y en total, 113 viajeros del avión. Hay, además, un bote de un vuelo anterior de 132 euros. El profe les pone como tarea: a) Calcular cuánto dinero gana la compañía con la rifa, y cuánto dinero se va a repartir en premios, antes y después del bote. Calcular la probabilidad de que: b) El primer premio vaya a un alumno (chico). c) A una alumna. d) A un alumno, chico o chica. e) A otro viajero. f) g) Las tres preguntas anteriores, ahora con el segundo premio. A cualquier alumno, chico o chica, le toque uno de los dos premios. h) El segundo no le toque a nadie i) El primer premio no le toque a nadie tampoco y vaya de bote para el segundo. j) No toque a nadie ninguno de los dos. 5 Dpto. de Matemáticas – colegio NUESTRA SEÑORA DEL PILAR - Madrid GYMKHANA MATEMÁTICA - NSP’14 3º & 4º ESO GYMKANA MATEMÁTICA – 2º CICLO DE E.S.O. martes 8 de Abril de 2014 PREGUNTAS COMODÍN 1. Usando sólo la cifra 5 y las operaciones oportunas, se puede obtener cualquier número. Por ejemplo, con 55:5-5 obtenemos el 6. Busca, con la mínima cantidad de cincos, los tres siguientes casos: a) Los 20 primeros números naturales. b) Los números 11 y 125. 2. Cuatro amigas van juntas al cine y charlan animadamente mientras esperan a que empiece la película. a) Victoria comenta que le gustan las películas de intriga. b) La que lleva la camiseta verde es aficionada a las películas de terror. c) Quien se sienta a la derecha de Paloma adora las películas de acción. d) Victoria se sienta a la izquierda de Paloma. e) Marta lleva una camiseta amarilla. f) A quien se sienta a la derecha de Elena le gustan las películas de amor. g) La de la camiseta amarilla se sienta a la derecha de la de la camiseta crema. h) La de la camiseta blanca tiene catarro. Indica el orden en que están sentadas, el color de sus camisetas y sus gustos cinematográficos. 3. Fractal de Koch. La curva de Koch se construye dividiendo un segmento en tres partes iguales. El segundo segmento - el segmento del medio - forma la base de un triángulo equilátero, pero sin representar este segmento, la base. Esto significa que tenemos un segmento horizontal seguido de dos segmentos, estos dos últimos en forma de triángulo, y luego seguido de un tercer segmento horizontal. Esta estructura es la primitiva para construir esta curva. En siguientes repeticiones, cada segmento de esta curva primitiva es a su vez sometido al mismo proceso: segmento horizontal seguido de dos segmentos terminando en la "punta" de un triángulo equilátero y seguido por un tercer segmento horizontal. Sigue tú el proceso: ¿hasta dónde puedes llegar? 6 Dpto. de Matemáticas – colegio NUESTRA SEÑORA DEL PILAR - Madrid