Rompecabezas matemático: juega al arquitecto con estos castillos de naipes

Rompecabezas matemático: juega al arquitecto con estos castillos de naipes

Jovan construyó estos cinco castillos de naipes utilizando un total de exactamente 90 naipes. Ahora quiere construir una casa grande que contenga exactamente 100 tarjetas. ¿Puede existir un castillo de naipes así?

Amanda Montañez; Fuente: Hans-Karl Eder/Spektrum der Wissenschaft (referencia)

Puedes construir un castillo de naipes con exactamente 100 cartas; tendrá ocho pisos.

El gráfico muestra un castillo de naipes en forma de triángulo que tiene ocho pisos y está compuesto por 100 cartas.

Amanda Montañez; Fuente: Hans-Karl Eder/Spektrum der Wissenschaft (referencia)

El número de cartas aumenta nivel tras nivel en una secuencia constante. Si quieres probar la respuesta del acertijo, debes demostrar que 100 es un término en esta secuencia.

El gráfico muestra cinco castillos de naipes en forma de triángulo compuestos por 2, 7, 15, 26 y 40 cartas. Se resalta el número de pisos de cada casa: 1, 2, 3, 4 y 5. Se muestra el aumento en el número de cartas en cada paso (7 menos 2, 15 menos 7, etc.), seguido de la diferencia. entre cada uno de esos aumentos (8 menos 5, 11 menos 8, etc.), lo que equivale a 3.

Amanda Montañez; Fuente: Hans-Karl Eder/Spektrum der Wissenschaft (referencia)

Debido a que la diferencia entre términos siempre cambia en la misma cantidad (la “segunda diferencia” es constante), puedes concluir que la secuencia, con un número de tarjetas K y un número de filas incógnitase puede representar mediante una ecuación cuadrática de la forma k = hacha2 + bx + do.

Primero, determine los valores de a, b y do. Esto se puede lograr utilizando un sistema de tres ecuaciones:

Se crea un sistema de tres ecuaciones a partir de los primeros tres términos de la secuencia del castillo de naipes: 2 es igual a a por 1 al cuadrado más b por 1 más c; 7es igual a a por 2 al cuadrado más b por 2 más c; 15 es igual a a por 3 al cuadrado más b por 3 más c. Restar la primera ecuación de la segunda da una ecuación denominada A capital: 5 es igual a 3a + b. Y restando la segunda ecuación de la tercera se obtiene una ecuación denominada B mayúscula: 8 es igual a 5a más b. Restar el capital de ecuación A del capital de ecuación B le permite calcular que a es igual a 1,5. E insertar eso en la ecuación B mayúscula te permite encontrar que b es igual a 0,5. Combinando esos valores para a y b con su primera ecuación original, 2 es igual a a más b más c, revela que c es igual a 0.

Amanda Montañez; Fuente: Hans-Karl Eder/Spektrum der Wissenschaft (referencia)

Con los valores encontrados para a, b y do y el valor calculado para k = 100, ahora puedes resolver la ecuación cuadrática.

Texto alternativo del gráfico 5: Ahora puedes insertar el número de tarjetas K es igual a 100 en la ecuación cuadrática K es igual a a por x al cuadrado más b por x más c. Usando los valores que encontraste anteriormente, obtienes la ecuación 100 es igual a 1,5 por x al cuadrado más 0,5 por x más 0. Divide ambos lados por 1,5 y mueve todos los términos a un lado para encontrar x al cuadrado más un tercio por x menos 200 tercios es igual a 0 , que equivale a x menos 8 por x más 25 tercios es igual a 0. Por lo tanto, x es igual a 8 o menos 25 tercios.

Amanda Montañez; Fuente: Hans-Karl Eder/Spektrum der Wissenschaft (referencia)

Uno de los valores para incógnita es un número natural que te permite construir un castillo de naipes con exactamente 100 cartas.

¡Nos encantaría saber de usted! Envíenos un correo electrónico a juegos@sciam.com para compartir tu experiencia.

Este rompecabezas apareció originalmente en Spektrum der Wissenschaft y fue reproducido con autorización.