Solucions del Cangur 2018 a Catalunya: 3r d'ESO
Descobreix la Contrarellotge matemàtica, el portal de concursos matemàtics online.
Aquest és el recull de solucions del Nivell de 3r d'ESO del Cangur de Catalunya de 2018. Els enunciats estan extrets del primer model d'examen del pdf d'enunciats. Les solucions estan amagades (cal fer clic per mostrar-les) perquè és recomanable pensar detingudament cada problema abans de mirar la solució que jo proposo!
Podeu accedir a les qüestions directament:
- Qüestions de 3 punts: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.
- Qüestions de 4 punts: 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
- Qüestions de 5 punts: 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30.
Els enunciats del Cangur són propietat de la Societat Catalana de Matemàtiques i Le Kangourou sans Frontières.
Qüestions de 3 punts
Totes les lletres de la paraula $\boxed{\text{VOTO}}$ tenen un eix de simetria vertical i per tant aquesta és la solució.
El perímetre del triangle és $6+10+11=27$. Un triangle equilàter té els tres costats de la mateixa longitud, i per tant el costat és:
$$c=\frac{27}3=\boxed{9}$$
Simplifiquem la fracció:
$$\frac{2018+2018}{2018+2018+2018}=\frac{2\cdot2018}{3\cdot2018}=\boxed{\frac23}$$
Podem aïllar el triangle i simplificar fàcilment:
$$\triangle=\frac{2\times18\times14}{6\times7}=2\times\frac{18}6\times\frac{14}7=2\times3\times2=\boxed{12}$$
Podem descartar els dibuixos $A$ i $B$ perquè tenen els cercles massa a prop de la base de la tanca.
Pel que fa a la resta, l'opció $\boxed{\text{C}}$ és l'única que té els triangles ben orientats.
Com que $2018\times14$ és múltiple de $7$, el residu d'aquest sumand és zero.
Per tant, el residu de la suma serà el residu de dividir $15$ per $7$, que és $\boxed1$.
En el pitjor dels casos, hi haurà un terç de persones a qui no agrada el futbol, però sí el tennis.
Per tant, dels $\frac34$ aficionats del tennis, també els agrada el futbol a: $$\frac34-\frac13=\frac9{12}-\frac4{12}=\boxed{\frac5{12}}$$
Hi ha $\boxed{4}$ camins possibles:
Per la figura sabem que $5$ costats curts es corresponen amb $2$ costats llargs. Per tant, el costat curt mesura:
$$\text{costat curt}=\frac25\cdot10=4$$
El perímetre del rectangle gran està format per $6$ costats llargs i $4$ de curts, és a dir:
$$\text{P}=6\cdot10+4\cdot4=\boxed{76}$$
Els cercles tenen diàmetre $7$, i per tant, radi $3.5$.
Cadascun dels centres està a $3.5$ dels extrems dret i esquerre del rectangle, i per tant estan a una distància entre ells de:
$$d=11-3.5-3.5=\boxed{4}$$
Qüestions de 4 punts
El quadrat té àrea $3\times3=9$, i el triangle $\triangle DMC$ té una àrea que és un terç d'aquesta àrea, és a dir, $3$.
Com l'altura del triangle $\triangle DMC$ és $3$, amb la base $DM$, la fórmula de la seua àrea és:
$$A_{\triangle DMC}=\frac12\times \overline{DM}\times3=3$$
I si aïllem $\overline{DM}$ tenim:
$$\overline{DM}=\boxed2$$
Provant una mica és fàcil adonar-se que la multiplicació ha de ser:
$$13\times24=312$$
Per tant la suma dels tres dígits és:
$$S=1+4+1=\boxed6$$
En primer lloc, intentem esbrinar la mida del rectangle. Anomenem $a,b$ els dos costats del rectangle (el nombre de files i columnes de quadradets).
Sabem que $a\times b=40$, i que $a,b>1$. Per poder parlar d'una fila del mig, cal que $a$ sigui senar, i per tant $b$ ha de ser parell.
La descomposició en factors primers de $40$ és $40=2^3\cdot5$. Per tant, necessàriament el nombre de files i columnes serà: $a=5, b=8$.
La fila del mig té $8$ quadrats, i sense pintar en queden $40-8=\boxed{32}$.
Si el regal fos a la caixa $1$, llavors les dues primeres pistes serien certes, cosa que no pot ser.
Si el regal fos a la caixa $2$, cap de les tres pistes seria certa, però sabem que una ho ha de ser.
Per tant, el regal és a la caixa $\boxed3$.
Començant per dalt, i partint d'una recta horitzontal, realitzem un gir negatiu de $-10^\circ$ i després un positiu de $14^\circ$, obtenint una recta amb $4^\circ$ positius.
Per baix, l'operació que hem de fer és $26-33=-7^\circ$.
Entre ambdues rectes formen un angle de:
$$\alpha=4-(-7)=\boxed{11^\circ}$$
Anomenem $x,y$ els dos primers nombres de la seqüència:
$$x\quad y\quad 1\quad\text{\textunderscore}\quad\text{\textunderscore}\quad\text{\textunderscore}\quad\text{\textunderscore}\quad32$$
Si emplenem els buits amb el producte dels dos nombres anteriors tenim:
$$x\quad y\quad (x\cdot y=1)\quad y\quad y\quad y^2\quad y^3\quad (y^5=32)$$
Però resulta que $32=2^5$, i per tant $y=2$. Llavors:
$$x\cdot y=1 \quad\Rightarrow\quad 2x=1 \quad\Rightarrow\quad x=\boxed{\frac12}$$
L'any $2018$ té $365$ dies, per tant aquesta illa tindrà 15 dies núvol.
En el pitjor dels casos, el primer dia de la Carla a l'hotel farà sol, però el dia següent estarà núvol, cosa que es repetirà durant $30$ dies en total.
Llavors, necessàriament tindrà dos dies de sol seguits. En total, haurà hagut d'esperar $\boxed{32}$ dies.
Si la Carme ha gastat $c$, llavors la Berta ha gastat $0.15c$ i l'Àlia $1.6c$. En total, les tres han gastat:
$$1.6c+0.15c+c=2.75c=55$$
Podem aïllar la $c$ i esbrinem que la Carme va gastar:
$$c=\frac{55}{2.75}=20$$
Per tant, Àlia va gastar:
$$a=1.6c=\boxed{32}$$
L'àrea d'un triangle és la meitat de la base per l'altura. En el nostre cas, els dos triangles tenen la mateixa base (el costat llarg del rectangle). A més, les sumes de les seves altures és també l'altura del rectangle.
En conclusió, la suma de les àrees dels dos triangles és la meitat de l'àrea del rectangle, és a dir, $\boxed{20\text{ cm}^2}$.
Si sumem les tres files i les tres columnes, sumem cada nombre dos cops. En total, sumarem:
$$S=2\cdot(1+2+\cdots+8+9)=2\cdot45=90$$
La suma dels cinc resultats que sabem són:
$$12+13+15+16+17=73$$
I per tant el sisè resultat serà: $90-73=\boxed{17}$.
Qüestions de 5 punts
Anomenem $x_1,x_2,\ldots,x_{11}$ els punts, ordenats d'esquerra a dreta. Llavors, les sumes són:
$$2018=(x_2-x_1)+(x_3-x_1)+\cdots+(x_{11}-x_1)=-10x_1+(x_2+x_3+\cdots+x_{11})$$ $$2000=(x_2-x_1)+(x_3-x_2)+\cdots+(x_{11}-x_2)=-x_1-9x_2+(x_2+x_3+\cdots+x_{11})$$
Si restem les dues equacions, obtenim:
$$18=-9x_1+9x_2=9(x_2-x_1)$$
I per tant, la distància entre els dos primers punts és:
$$x_2-x_1=\frac{18}{9}=\boxed2$$
Anomenem $a,b,c$ els tres costats, tal com es mostra a la figura:
Llavors les tres mesures del dibuix es corresponen a les següents equacions:
$$ \begin{cases} a+c=10 \\ b+c=7 \\ 2a+2b=26 \\ \end{cases} $$
Restant les dues primeres equacions deduim que:
$$a-b=3\quad\Rightarrow\quad a = 3+b$$
Substituint a la tercera equació trobem $b$:
$$2a+2b=6+2b+2b=6+4b=26\quad\Rightarrow\quad 4b=20\quad\Rightarrow\quad b=5$$
Per tant:
$$a=3+b=3+5=8$$
I finalment:
$$a+c=10\quad\Rightarrow\quad8+c=10\quad\Rightarrow\quad c=2$$
Hem trobat que els tres costats mesuren $2,5,8$. Llavors, el volum és:
$$V=2\times5\times8=\boxed{80\text{ cm}^3}$$
Considerem $4$ nombres consecutius qualsevols en aquest requadre: $a,b,c,d$. Com cada nombre és la suma dels dos que són a la vora, resulta que:
$$b = a + c$$ $$c = b + d$$
Si aïllem $c$ a la primera equació, tenim que $c=b-a$, i substituint a la segona:
$$b-a=b+d \quad\Rightarrow\quad -a=d$$
El que hem deduit, és que cada $3$ elements en aquesta seqüència, obtenim el nombre original amb el signe canviat. Si anem omplint a partir del $10$ i el $3$, obtenim:
I per tant, $x=-3+10=\boxed7$
La Isabel ha fet $6$ llargs de piscina, és a dir, $300\text{ m}$. Com en Simó corre $3$ cops més ràpid, en el mateix temps ha corregut $900\text{ m}$. Com sabem que ha fet $5$ voltes, una volta a la piscina mesura: $\frac{900}5=180\text{ m}$. Finalment, una volta a la piscina és la suma dels $4$ costats. Si anomenem $c$ el costat que no coneixem:
$$180=2\times50 + 2\times c\quad\Rightarrow\quad c=\frac{180-100}2=\boxed{40}$$
Dels $130$ vots, queden per comptar:
$$\text{queden}=130-(24+29+37)=40$$
En el pitjor dels casos, en Biel rebria $8$ vots més, i llavors estarien empatats a $37$ i quedarien $32$ vots per comptar.
Per tant, la Carla necessitaria més de la meitat d'aquests $32$ vots, és a dir, un total de $\boxed{17}$.
En primer lloc, comprovem que l'àrea del colom és exactament la meitat de la bandera. Ho podem fer trobant les següents equivalències (iguals colors són iguals àrees):
Per tant, l'àrea de la bandera és:
$$A_\text{bandera}=192\times2=384$$
Sabem que la proporció de la bandera és $6$ a $4$, i per tant les mides $a,b$ compleixen:
$$\begin{cases} ab=384\\ 6a=4b \end{cases}$$
Resolem el sistema:
$$a=\frac46b\quad\Rightarrow\quad \frac46b^2=384\quad\Rightarrow\quad b^2=576\quad\Rightarrow\quad b=24\quad\Rightarrow\quad a=16$$
I per tant la bandera mesura $\boxed{24\text{ cm}\times16\text{ cm}}$.
Fixem-nos que inicialment, cap de les $5$ parelles de nombres coincideixen.
Observem que els dos $3$ que tenim apareixen a la banda esquerra de les peces, i per tant li haurem de donar la volta a una de les dues peces que tenen un $3$. Aprofitant que els dos $1$ que tenim apareixen a la dreta, sembla que el més adient serà girar la peça $31$.
Però llavors cap de les $5$ parelles de nombres adjacents coincideixen. En substituir una peça per una altra, podem com a molt canviar $4$ adjacències, i per tant necessitarem dos moviments com a mínim.
Amb $3$ moviments en total, hem trobat la següent seqüència:
Podem dividir l'hexàgon en $6$ triangles equilàters formats pel centre i cadascun dels costats. Aquests triangles tenen un costat que és $\frac{DE}2$, i una àrea de $\frac16$.
Per tant, el triangle gran, que té un costat que és $3DE$, té un costat $6$ vegades més llarg que el dels triangles petits. Com ambdós són triangles equilàters, i per tant semblants, l'àrea del gran serà $6^2=36$ vegades major, és a dir:
$$A=36\cdot \frac16=\boxed6$$
Suposem que ha fet $n$ salts quan porta una mitjana de $3.80$. Després de saltar $3.99$, la mitjana ha augmentat en $1$ cm:
$$3.81=\frac{3.80n+3.99}{n+1}\quad\Rightarrow\quad 3.81n+3.81=3.80n+3.99\quad\Rightarrow$$ $$\Rightarrow\quad 0.01n=0.18 \quad\Rightarrow\quad n=18$$
Per tal que la mitjana augmenti un altre centímetre, necessitem que:
$$3.82=\frac{3.81\cdot19+x}{20}\quad\Rightarrow\quad 3.82\cdot20=3.81\cdot19+x\quad\Rightarrow$$ $$\Rightarrow\quad 76.40 = 72.39 \quad\Rightarrow\quad x=4.01$$
Així, el pròxim salt ha de ser de $\boxed{4.01\text{ m}}$.
En primer lloc, observem que com el triangle $\triangle MNP$ és isòsceles, els costats $MN$ i $NP$ són iguals, i per tant $LP=KN=MP$:
Anomenem $\alpha$ l'angle que volem esbrinar i anomenem la resta d'angles amb diverses lletres gregues:
Ara anirem resolent poc a poc el valor de cadascun d'aquests angles.
Com els tres angles d'un triangle sumen $180^\circ$, tenim que:
$$\alpha+\alpha+\beta=180 \quad\Rightarrow\quad \beta=180-2\alpha$$
D'altra banda, $\delta$ és el suplementari de $\alpha$:
$$\delta = 180-\alpha$$
Els tres angles de $\triangle MKL$ també sumen $180^\circ$:
$$\delta+2\gamma=180\quad\Rightarrow\quad \gamma = \frac{180-\delta}2=\frac{180-(180-\alpha)}2=\frac\alpha2$$
I també sabem que els tres angles $\beta,\gamma,\varepsilon$ sumen $180^\circ$:
$$\beta+\gamma+\varepsilon=(180-2\alpha) +\frac\alpha2 + \varepsilon = 180 \quad\Rightarrow\quad \varepsilon=\frac32\alpha $$
Finalment, com $\triangle MNP$ és isòsceles, sabem que:
$$\zeta = \varepsilon + \gamma = \frac32\alpha + \frac\alpha2 = 2\alpha$$
Hem esbrinat, per tant, que el triangle té els següents angles:
I com tots tres han de sumar $180^\circ$, $\alpha$ mesura:
$$5\alpha=180\quad\Rightarrow\quad \alpha=\boxed{36^\circ}$$