Problema del mes de desembre de 2021: 2n d'ESO

En una taula rodona hi caben $7$ persones. A cada persona li assignem un nombre real de manera que, si recorrem la taula en sentit horari, cada nombre és la suma dels dos anteriors.

És a dir, si diem $x_1, x_2, x_3, \ldots, x_7$ als números en qüestió, se satisfà

$$\begin{cases} x_3 = x_2 + x_1 \\ x_4 = x_3 + x_2 \\ \quad \vdots \\ x_1 = x_6 + x_7 \\ x_2 = x_7 + x_1 \end{cases} $$

Quants d'aquests nombres són diferents de $0$?

Digues $x_1 = a$ i $x_2 = b$, i ves deduint el valor dels altres.

$$\begin{cases} x_3 = x_1 + x_2 = a+b \\ x_4 = x_2 + x_3 = b + (a+b) = a+2b \\ x_5 = x_3 + x_4 = (a+b) + (a+2b) = 2a+3b \\ x_6 = x_4 + x_5 = (a+2b) + (2a+3b) = 3a+5b \\ x_7 = x_5 + x_6 = (2a+3b) + (3a+5b) = 5a+8b \end{cases}$$

Què passa amb $x_1$, $x_2$, quan acabem de donar la volta a la taula?

Però ara, quan acabem de donar la volta, vegem què passa amb les últimes condicions.

$$\begin{cases} a = x_1 = x_6 + x_7 = (3a + 5b) + (5a+8b) = 8a+13b \\ b = x_2 = x_7 + x_1 = (5a+8b) + a = 6a+8b \end{cases} \implies \begin{cases} 7a+13b = 0 \\ 6a +7b = 0 \end{cases} $$

Quina és la solució d'aquest sistema?

Diem $a = x_1$ i $b = x_2$ al valor dels dos primers, i seguirem les relacions imposades per trobar el valor dels altres.

$$\begin{cases} x_3 = x_1 + x_2 = a+b \\ x_4 = x_2 + x_3 = b + (a+b) = a+2b \\ x_5 = x_3 + x_4 = (a+b) + (a+2b) = 2a+3b \\ x_6 = x_4 + x_5 = (a+2b) + (2a+3b) = 3a+5b \\ x_7 = x_5 + x_6 = (2a+3b) + (3a+5b) = 5a+8b \end{cases}$$

Però ara, quan acabem de donar la volta, vegem què passa amb les últimes condicions.

$$\begin{cases} a = x_1 = x_6 + x_7 = (3a + 5b) + (5a+8b) = 8a+13b \\ b = x_2 = x_7 + x_1 = (5a+8b) + a = 6a+8b \end{cases} \implies \begin{cases} 7a+13b = 0 \\ 6a +7b = 0 \end{cases} $$

Però aquest és un sistema compatible determinat, ja que $\begin{vmatrix} 7 & 13 \\ 6 & 7 \end{vmatrix} \neq 0$, i té com a única solució $(a,b) = (0,0)$.

És a dir, l'única manera que se satisfacin les igualtats és que tots els números siguin $0$. Per tant, la quantitat de nombres no nuls és $\boxed{0}$.

Classificació 2n d'ESO
Estudiants que cursen 2n d'ESO o un curs inferior.

# Usuari Data
1e  oripq 01/12/2021
2e  Gyjones 01/12/2021
1e  Nachulus 01/12/2021
1e  SansUDR 01/12/2021
1e  evg 01/12/2021
1e  amalia 01/12/2021
1e  Hypergg2000 01/12/2021
1e  EloiOrigami 02/12/2021
6p  martinos 03/12/2021
1e  Érika12 01/12/2021
1e  sabn 01/12/2021
1e  Jon_8 07/12/2021
2e  scastello2... 09/12/2021
2e  emil 15/12/2021

Classificació oberta
Usuaris que ja han superat 2n d'ESO.

# Usuari Data
Professor/a  arakelov 01/12/2021
Professor/a  montserrat... 01/12/2021
Curs indeterminat  jaiopti99 01/12/2021
Curs indeterminat  Hiperboloide 01/12/2021
3e  jaquerol 01/12/2021
Curs indeterminat  peremercadal 02/12/2021
Professor/a  tmillan 03/12/2021
1b  Alexia2005 03/12/2021
Professor/a  PACOVES 09/12/2021
Curs indeterminat  Francesca2 16/12/2021
Universitat  Guillem_dlc 19/12/2021
Professor/a  JABorrás 05/12/2021
Curs indeterminat  fakeone 01/12/2021
Curs indeterminat  pepe342 01/12/2021
3e  joan.montavez 02/12/2021