Me Ajudem com essa Dúvida

1. Me Ajudem com essa Dúvida

Nelson
Nelson_Nunes

(usa Slackware)

Enviado em 14/10/2015 - 14:20h

Olá pessoal, Gostaria de saber se voces sabem alguma maneira de obter este resultado:

a+b+c+d+e = 35

Sendo a, b, c, d, e numeros inteiros impares.

Como posso descobrir estes valores? Qual Algoritimo eu uso?


  


2. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Luís Fernando C. Cavalheiro
lcavalheiro

(usa Slackware)

Enviado em 14/10/2015 - 15:41h

Nelson_Nunes escreveu:

Olá pessoal, Gostaria de saber se voces sabem alguma maneira de obter este resultado:

a+b+c+d+e = 35

Sendo a, b, c, d, e numeros inteiros impares.

Como posso descobrir estes valores? Qual Algoritimo eu uso?


Vou te dar a explicação da matemática por trás da coisa e você cria o algoritmo que melhor convier a você e a seu professor, ok? Sim, pois isso está com uma carinha de pergunta de curso...

Todo número ímpar pode ser descrito pela fórmula (2x+1). Assim vamos descrever os números da sua questão:
a = ( 2a' + 1 )
b = ( 2b' + 1 )
c = ( 2c' + 1 )
d = ( 2d' + 1 )
e = ( 2e' + 1 )

Desta forma, fazendo as substituições adequadas temos:
( 2a' + 1 ) + ( 2b' + 1 ) + ( 2c' + 1 ) + ( 2d' + 1 ) + ( 2e' + 1 ) = 35 

Eliminando os parênteses:
2a' + 1 + 2b' + 1 + 2c' + 1 + 2d' + 1 + 2e' + 1 = 35 

Somando os termos livres:
2a' + 2b' + 2c' + 2d' + 2e' + 5 = 35 

Passando o 5 para o outro lado da igualdade e fazendo a fatoração:
2 * ( a' + b' + c' + d' + e' ) = 35 - 5 

Prosseguindo com os cálculos:
2 * ( a' + b' + c' + d' + e' ) = 30
( a' + b' + c' + d' + e' ) = 30 / 2
a' + b' + c' + d' + e' = 15

Como a questão envolve variáveis diferentes (a, b, c, d e e), então os números envolvidos na soma são distintos entre si. Trivialmente se demonstra que a', b', c', d', e e' são, também, distintos entre si (a demonstração fica como exercício para o coleguinha aí). Sabemos também que 15 é um número triangular, ou seja, que pode ser obtido pela soma de números naturais sequenciais. No caso do 15:
1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15 

Pela propriedade transitiva da igualdade, se a=b e b=c então a=c, logo:
a' + b' + c' + d' + e' = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 

Por mais uma propriedade, desta vez da adição, se temos a=b, então a+c=b+c, logo temos as deduções:
a' + ( b' + c' + d' + e' ) = 1 + ( 2 + 3 + 4 + 5 ) 

Como já sabemos que essas coisas são todas iguais entre si, e pela mesma propriedade da adição, temos (trivialmente, mas a demonstração disso fica a cargo do coleguinha que postou a questão), que a'=1 e (b'+c'+d'+e')=14. Também é trivial a prova de que b'=2, c'=3, d'=4 e e'=5, ficando essa demonstração como exercício aos interessados.
Ora, se a'=1, b'=2, c'=3, d'=4 e e'=5, calcular as variáveis originais torna-se trivial:
a = ( 2a' + 1 ) = 2 * 1 + 1 = 3
b = ( 2b' + 1 ) = 2 * 2 + 1 = 5
c = ( 2c' + 1 ) = 2 * 3 + 1 = 7
d = ( 2d' + 1 ) = 2 * 4 + 1 = 9
e = ( 2e' + 1 ) = 2 * 5 + 1 = 11

Que somadas dão 35. Cabe a você algoritmizar isso após a explicação.

PS.: que falta faz o ensino de Filosofia para os jovens de hoje...

--
Luís Fernando Carvalho Cavalheiro
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Só Slackware é GNU/Linux e Patrick Volkerding é o seu Profeta


3. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Paulo
paulo1205

(usa Ubuntu)

Enviado em 14/10/2015 - 16:01h

Há mais do que uma solução possível para a equação. Você quer que o seu programa mostre todas elas? Pode ter parcelas com valores repetidos?


4. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Nelson
Nelson_Nunes

(usa Slackware)

Enviado em 14/10/2015 - 16:06h

Os valores Não podem se repetir.



5. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Paulo
paulo1205

(usa Ubuntu)

Enviado em 14/10/2015 - 16:09h

lcavalheiro,

Você fez várias assunções que não necessariamente se aplicam ao problema proposto. Quem disse, por exemplo, que a, b, c, d e e têm de ser diferentes entre si? E quem impôs limites mínimos e máximos para elas?

Enquanto o autor do tópico não disser quais restrições existem, acho razoável supor que a soulção 3+5+7+9+11 é tão válida quanto 1+3+5+7+19, ou até mesmo 7+7+7+7+7.


6. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Paulo
paulo1205

(usa Ubuntu)

Enviado em 14/10/2015 - 16:14h

Nelson_Nunes escreveu:

Os valores Não podem se repetir.


Essa é a única restrição, serem inteiros distintos? Então você ainda continua com infinitas soluções (um entres os infinitos exemplos é a forma "(-x)+x+(-y)+y+35", sendo |x| e |y| números naturais ímpares).


7. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Luís Fernando C. Cavalheiro
lcavalheiro

(usa Slackware)

Enviado em 14/10/2015 - 16:17h

paulo1205 escreveu:

Há mais do que uma solução possível para a equação. Você quer que o seu programa mostre todas elas? Pode ter parcelas com valores repetidos?


Não tem mais do que uma solução, pois os número a, b, c, d e e precisam ser inteiros e ímpares. E pela matemática x e -x são números distintos entre si. Logo, eu apenas soube ler a questão.

Quanto aos múltiplos resultados possíveis... nenhum deles exceto um pode ser resolvido por algoritmo. Não existe algoritmo que retorne o 1+3+5+7+19. Ele deu o dado que queria um algoritmo, logo, a única sequência de números que pode ser algoritmizada e atende aos demais critérios é o 3+5+7+9+11.

A não ser, é claro, que ele use cinco arrays infinitos, cada array contendo apenas números inteiros ímpares, e então faça um programa capaz de realizar todas as somas possíveis entre elementos desses cinco arrays e restringir os resultados às sequências ordenadas cuja soma retornem 35.

--
Luís Fernando Carvalho Cavalheiro
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8. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Paulo
paulo1205

(usa Ubuntu)

Enviado em 14/10/2015 - 16:29h

Em todo caso, eu suponho que se perguntou sobre esse problema neste fórum porque se quer fazer um programa para mostrar uma ou mais possíveis soluções para o problema.

Sem querer desmerecer a Álgebra -- muito pelo contrário!! --, as contas feitas pelo lcavalheiro foram pouco mais do que uma simples mudança de variável: cinco parcelas que deveriam somar 35 viraram cinco parcelas que deveriam somar 15, mas isso obviamente -- e a Álgebra dá essa certeza -- não eliminou nem mesmo a possibilidade de haver mais de uma solução. A solução computacional não ficou mais perto de ninguém com essa discussão.

Eis-me aqui fazendo minhas próprias suposições, mas a questão, parece-me, é saber construir um programa que escolha valores das parcelas de acordo com as regras dadas, e mostre todas as combinações que produzam a soma desejada.


9. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Luís Fernando C. Cavalheiro
lcavalheiro

(usa Slackware)

Enviado em 14/10/2015 - 16:40h

paulo1205 escreveu:

Em todo caso, eu suponho que se perguntou sobre esse problema neste fórum porque se quer fazer um programa para mostrar uma ou mais possíveis soluções para o problema.

Sem querer desmerecer a Álgebra -- muito pelo contrário!! --, as contas feitas pelo lcavalheiro foram pouco mais do que uma simples mudança de variável: cinco parcelas que deveriam somar 35 viraram cinco parcelas que deveriam somar 15, mas isso obviamente -- e a Álgebra dá essa certeza -- não eliminou nem mesmo a possibilidade de haver mais de uma solução. A solução computacional não ficou mais perto de ninguém com essa discussão.

Eis-me aqui fazendo minhas próprias suposições, mas a questão, parece-me, é saber construir um programa que escolha valores das parcelas de acordo com as regras dadas, e mostre todas as combinações que produzam a soma desejada.


Não foi um caso de álgebra, meu caro. Eu apenas usei um pouco de lógica para simplificar a questão. O que é mais fácil de obter: cinco números inteiros, ímpares e distintos entre si que somem 35, ou cinco números inteiros distintos entre si que somem 15? Trabalhar com a forma simplificada da questão facilitará até mesmo a elaboração do algoritmo com o qual o autor da pergunta queira trabalhar, e essa é a razão pela qual Cálculo aparecer como disciplina em várias graduações relacionadas à TI.

Se são números inteiros, sabemos que podem ser positivos ou negativos. Se pudessem ser apenas positivos, seriam números naturais. Se são distintos entre si, não há repetição. Então, um algoritmo possível para calcular os infinitos valores ficaria mais ou menos assim:
# definir arrays:
A=[-infinito,...+infinito]
B=[-infinito,...+infinito]
C=[-infinito,...+infinito]
D=[-infinito,...+infinito]
E=[-infinito,...+infinito]

# Contador
z=[-infinito,...,+inifinto]

# Algoritmo em questão
Para todo caso em que Az+Bz+Cz+Dz+Ez=35, então:
PRIMEIRO=Az*2 + 1
SEGUNDO=Bz*2 + 1
TERCEIRO=Cz*2 + 1
QUARTO=Dz*2 + 1
QUINTO=Ez*2 + 1

E o garoto toma pau no exercício se apresentar um algoritmo com essa estrutura, pois ele nunca terminaria de computar!

--
Luís Fernando Carvalho Cavalheiro
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Só Slackware é GNU/Linux e Patrick Volkerding é o seu Profeta


10. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Nelson
Nelson_Nunes

(usa Slackware)

Enviado em 14/10/2015 - 16:43h

Boa tarde Pessoal, agradeço as soluções propostas para o problema, paulo1205 é isso mesmo que voce entendeu, pretendo criar uma funcao no meu programa que faça esses cálculos por isso preciso da formula.


11. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Paulo
paulo1205

(usa Ubuntu)

Enviado em 14/10/2015 - 16:48h

lcavalheiro escreveu:

Não tem mais do que uma solução, pois os número a, b, c, d e e precisam ser inteiros e ímpares. E pela matemática x e -x são números distintos entre si. Logo, eu apenas soube ler a questão.


Claro que x e -x são distintos. Só que se x é um inteiro positivo e ímpar, -x também é inteiro e ímpar, só que negativo. Se o enunciado não limitar a se trabalhar com números estritamente positivos, mas deixar em aberto usar qualquer inteiro, então é óbvio que existem infinitas soluções.

Supondo que as parcelas tem de ser naturais (e não meramente inteiras) e ímpares, temos:

1+3+5+7+19=35, com todas as parcelas ímpares e distintas.
1+3+5+9+17=35, com todas as parcelas ímpares e distintas.
1+3+5+11+15=35, com todas as parcelas ímpares e distintas.
1+3+7+9+15=35, com todas as parcelas ímpares e distintas.
1+3+7+11+13=35, com todas as parcelas ímpares e distintas.
1+5+7+9+13=35, com todas as parcelas ímpares e distintas.
3+5+7+9+11=35, com todas as parcelas ímpares e distintas.

Logo, existe, sim, mais de uma solução, mesmo quando se trabalha somente com parcelas positivas.

Quanto aos múltiplos resultados possíveis... nenhum deles exceto um pode ser resolvido por algoritmo. Não existe algoritmo que retorne o 1+3+5+7+19. Ele deu o dado que queria um algoritmo, logo, a única sequência de números que pode ser algoritmizada e atende aos demais critérios é o 3+5+7+9+11.


Errado. Não pode ser resolvido por algoritmo se você não usar o algoritmo certo.

Eu acho que da forma como eu indiquei as parcelas em cada um dos resultados possíveis, dá mais ou menos para inferir como seria um algoritmo que produza aqueles padrões, não? Vou somando 2 até não pode mais. Aí eu voltou um passo e somo 4, e volto a somar 2 até não poder mais. E assim por diante.


12. Re: Me Ajudem com essa Dúvida

Luís Fernando C. Cavalheiro
lcavalheiro

(usa Slackware)

Enviado em 14/10/2015 - 17:10h

paulo1205 escreveu:
(...)
Eu acho que da forma como eu indiquei as parcelas em cada um dos resultados possíveis, dá mais ou menos para inferir como seria um algoritmo que produza aqueles padrões, não? Vou somando 2 até não pode mais. Aí eu voltou um passo e somo 4, e volto a somar 2 até não poder mais. E assim por diante.


Como os números negativos existem, esse seu algoritmo vai computar eternamente, pois -9999+9999+10007-10013+39=35, por exemplo, também atenderia aos critérios. Logo, um algoritmo tal vai ser reprovado pois nunca pararia de computar, já que os números inteiros são infinitos.

A saída para essa questão seria por análise combinatória, pelo menos se a questão envolvesse apenas os números naturais. Vamos voltar à idéia de que a'+b'+c'+d'+e'=15. Antes de explicar minha idéia vou fazer uma demonstração gráfica da coisa:
|+||+|||+||||+|||||=15
1 2 3 4 5

+||+|||+||||+||||||=15
0 2 3 4 6

Com esses dezenove símbolos eu posso representar graficamente todas as combinações entre números naturais apenas cuja soma dá 15, daí é uma questão de construir um programa que realize as combinações possíveis entre esses símbolos. Desde que números repetidos não apareçam nesta etapa, números repetidos não aparecerão na próxima etapa.

Acredito que um programa capaz de calcular as combinações possíveis entre esses dezenove símbolos possa ser extrapolado para trabalhar com números negativos e, assim, atender ao critério original (números inteiros).

PS.: caso restritos aos números naturais apenas, temos 3876 resultados possíveis para essa combinação (antes de descartar os casos em que há números repetidos). Infelizmente, expandir para os números inteiros expande os resultados possíveis para infinito.

--
Luís Fernando Carvalho Cavalheiro
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