Questão 179 do ENEM 2010Matemática

ENEM 2010Matemática1ª aplicação

Ronaldo é um garoto que adora brincar com números. Numa dessas brincadeiras, empilhou caixas numeradas de acordo com a sequência conforme mostrada no esquema a seguir.

Ele percebeu que a soma dos números em cada linha tinha uma propriedade e que, por meio dessa propriedade, era possível prever a soma de qualquer linha posterior às já construídas.

A partir dessa propriedade, qual será a soma da 9a linha da sequência de caixas empilhadas por Ronaldo?
A
9
B
45
C
64
81
Resposta correta
E
285
Gabarito oficial: alternativa D

Resolução comentada

Para resolver, precisamos identificar a propriedade que liga o número da linha à soma dos números que ela contém. Descoberta a regra, conseguimos prever a soma de qualquer linha futura.

Reconhecendo o Padrão

O esquema mostra as caixas dispostas em um triângulo em que cada linha nn cresce de 11 até nn e depois decresce de volta até 11. Admitindo esse padrão, as primeiras linhas são:

  • Linha 11: 11 → soma =1= 1.
  • Linha 22: 1+2+11 + 2 + 1 → soma =4= 4.
  • Linha 33: 1+2+3+2+11 + 2 + 3 + 2 + 1 → soma =9= 9.
  • Linha 44: 1+2+3+4+3+2+11 + 2 + 3 + 4 + 3 + 2 + 1 → soma =16= 16.

Encontrando a Propriedade

Organizando os resultados, relacionamos o número da linha (nn) com a soma:

  • Para n=1n = 1, soma =1=12= 1 = 1^2.
  • Para n=2n = 2, soma =4=22= 4 = 2^2.
  • Para n=3n = 3, soma =9=32= 9 = 3^2.
  • Para n=4n = 4, soma =16=42= 16 = 4^2.

Fica claro que a soma dos números de uma linha nn é sempre igual a n2n^2 — a sequência dos quadrados perfeitos. Essa é a propriedade que Ronaldo percebeu.

Aplicando para a 9ª Linha

Com a regra em mãos, não é preciso escrever e somar todos os números da 9a9^{\text{a}} linha. Basta aplicar n=9n = 9: Soma=92=9×9=81\text{Soma} = 9^2 = 9 \times 9 = 81

Portanto, a soma dos números da 9a9^{\text{a}} linha será 81, o que corresponde à alternativa D.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2010 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.