A - Determinar a soma dos 20 primeiros termos da sequência (a1, a2, ..., an, ...) definida por: an = 2 + 4n se n é ímpar e an = 4 + 6 se n é par.

B - Considere a sequência (1,10,11, ...,19,100,101,...,199,...) formada por todos os números naturais que têm 1 como primeiro algarismo no sistema decimal de numeração, tomados em ordem crescente. Se a soma dos seus n primeiros termos é 347, qual é o valor de n e o valor numérico de an?

A) A soma dos 20 primeiros termos pode ser separada da seguinte maneira:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mtable»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»S«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mn»19«/mn»«/msub»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»S«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mn»4«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mn»20«/mn»«/msub»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/mstyle»«/math»

Assim, tem-se que:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mtable»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»S«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»6«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»14«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»78«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mo»(«/mo»«mn»6«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»78«/mn»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»10«/mn»«/mrow»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»420«/mn»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»S«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»16«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»28«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»124«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mrow»«mo»(«/mo»«mn»16«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»124«/mn»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»10«/mn»«/mrow»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»700«/mn»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«mspace linebreak=¨newline¨/»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Com isso, a soma dos 20 primeiros termos da sequência é dada por:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»S«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»S«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»420«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»700«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»1120«/mn»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Resposta: 1120

B) Separe-se a soma em três partes, T1, T2 e T3, de acordo com o número de algarismos de cada número:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mtable»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«mtd/»«mtd/»«mtd/»«mtd/»«mtd/»«mtd/»«/mtr»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»10«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»11«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»19«/mn»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»100«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«mo».«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»n«/mi»«/msub»«/mtd»«mtd/»«mtd/»«/mtr»«/mtable»«/mstyle»«/math»

Note-se que é impossível que T3 tenha sua soma composta de mais de 3 valores, já que, a partir de 4 termos, a soma já ultrapassaria os 347.

Além disso, tem-se que:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mrow»«mo»(«/mo»«mn»10«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»29«/mn»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»10«/mn»«/mrow»«mn»2«/mn»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»145«/mn»«/mrow»«/mstyle»«/math»

Com isso, chega-se a:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mtable»«mtr»«mtd/»«mtd»«mn»347«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»1«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»2«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»§#x2234;«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»347«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»145«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»§#x2234;«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»201«/mn»«/mtd»«mtd/»«mtd/»«mtd/»«mtd/»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»§#x2234;«/mo»«/mtd»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»T«/mi»«mn»3«/mn»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»100«/mn»«/mtd»«mtd»«mo»+«/mo»«/mtd»«mtd»«mn»101«/mn»«/mtd»«mtd/»«mtd/»«/mtr»«/mtable»«/mstyle»«/math»

Dessa forma, tem-se que a soma foi feita até os dois primeiros números com três algarismos, o que significa que, junto com os outros 11 números, foram somados um total de n = 13 números.

Resposta: n = 13 e  a13 = 101.