Ii MATU • Algebra

MATU_PROG_131

2do Ex. II-2009

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Enunciado

Problema 261. (2do Ex. II-2009)
Un muchacho debe dar su examen de Matemática en la facultad de Ingeniería, estando en el mezanine comienza a subir cronometrando su tiempo. Al primer piso sube en 16 segundos, como se cansa, del primer al segundo piso tarda 24 segundos, para llegar del segundo al tercero tarda 36 segundos, etc. Si en total tardó 3 minutos con 31 segundos. ¿En qué piso es su examen?
Resp. 5to Piso.

Solución Paso a Paso

1. Datos del problema:
Para resolver este problema, identificamos los tiempos de subida entre pisos como una progresión:
  • Tiempo del mezanine al 1er piso ($t_1$): $16 \text{ s}$
  • Tiempo del 1er al 2do piso ($t_2$): $24 \text{ s}$
  • Tiempo del 2do al 3er piso ($t_3$): $36 \text{ s}$
  • Tiempo total acumulado ($S_n$): $3 \text{ min } 31 \text{ s} = (3 \times 60) + 31 = 211 \text{ s}$


2. Identificación de la Progresión:
Calculamos la razón entre los términos consecutivos:
$$ r = \frac{t_2}{t_1} = \frac{24}{16} = 1.5 $$
$$ r = \frac{t_3}{t_2} = \frac{36}{24} = 1.5 $$
Como la razón es constante, estamos ante una Progresión Geométrica (P.G.) con:
  • Primer término ($a_1$): $16$
  • Razón ($r$): $1.5 = \frac{3}{2}$


3. Representación del recorrido:
$$ \begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Trayecto} & \text{Tiempo (s)} & \text{Piso alcanzado} \\ \hline \text{M} \to \text{1} & 16 & 1^\circ \\ \hline \text{1} \to \text{2} & 24 & 2^\circ \\ \hline \text{2} \to \text{3} & 36 & 3^\circ \\ \hline \dots & \dots & \dots \\ \hline \end{array} $$

4. Cálculo del número de pisos (n):
Utilizamos la fórmula de la suma de los $n$ primeros términos de una P.G.:
$$ S_n = a_1 \cdot \frac{r^n - 1}{r - 1} $$
Sustituimos los valores conocidos:
$$ 211 = 16 \cdot \frac{(1.5)^n - 1}{1.5 - 1} $$
$$ 211 = 16 \cdot \frac{1.5^n - 1}{0.5} $$
$$ 211 = 32 \cdot (1.5^n - 1) $$
Dividimos ambos lados por 32:
$$ \frac{211}{32} = 1.5^n - 1 \Rightarrow 6.59375 = 1.5^n - 1 $$
$$ 1.5^n = 7.59375 $$
Expresamos $1.5$ como $\frac{3}{2}$:
$$ \left(\frac{3}{2}\right)^n = \frac{243}{32} = \frac{3^5}{2^5} = \left(\frac{3}{2}\right)^5 $$
Por igualdad de bases, los exponentes deben ser iguales:
$$ n = 5 $$

5. Conclusión:
El valor $n=5$ representa el número de tramos subidos (desde el mezanine). Por lo tanto, el muchacho subió 5 pisos.
$$ \boxed{\text{5to Piso}} $$

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