1 + 11 + 111
+ 1111 + 11111 + ... + 11...11111
De uma forma geral, conforme já vimos, a soma de n parcelas será dada em função de n pela expressão:
S = n + 10(n - 1) + 102(n - 2) + 103(n - 3) + ... + 10n-1
Exemplo:
para n = 11, a fórmula acima dará:
S11 = 11 + 10(11 – 1) + 102(11 – 2) + 103(11 – 3) + 104(11 – 4) + 105(11 – 5) +
+ 106(11 – 6) + 107(11 – 7) + 108(11 – 8) + 109(11 – 9) + 1010(11 – 10) =
= 12345679011
Realmente, o valor da soma
1+11+111+1111+11111+111111+1111111+11111111+111111111+1111111111++11111111111 = 12345679011, obtido efetuando-se a conta pelo método usual, senão vejamos:
Determine a soma seguinte
em função de n:
S = 1 + 11 + 111 + 1111 + 11111 + ... + 11...11111, onde a última parcela é um número formado por n algarismos iguais a 1.
Solução:
Observe que poderemos reescrever a igualdade como segue:
S = 1 + (10+1) + (100+10+1) + (1000+100+10+1) + ... + cn
onde cn é a última parcela 11...11111, um número formado por n algarismos iguais à unidade.
Observando atentamente o segundo membro da igualdade acima, veremos que:
Primeiro termo = 1 = 100
Segundo termo = 10 + 1 = 101 + 1
Terceiro termo = 100 + 10 + 1 = 102 + 101 + 1
Quarto termo = 1000 + 100 + 10 + 1 = 103 + 102 + 10 + 1
e assim sucessivamente.
É razoável supor, baseado nas igualdades anteriores, que o termo de ordem n
(n-ésimo termo) cn será dado por:
cn = 10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
A soma S poderá ser reescrita como:
S = 1 + (10+1) + (100+10+1) + (1000+100+10+1) + ... + 10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
contendo n termos, ou seja, a soma dada no enunciado possui sempre n parcelas.
Ou na forma equivalente:
S = 1 + (10+1) + (102+10+1) + (103+102+10+1) + ... + 10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
Vamos escrever as parcelas acima na forma abaixo, de modo a ajudar na análise:
1
10 + 1
102 + 10 + 1
103 + 102 + 10 + 1
104 + 103 + 102 + 10 + 1
105 + 104 + 103 + 102 + 10 + 1
106 + 105 + 104 + 103 + 102 + 10 + 1
.................................................................
......................................................................
10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
Verifique que na soma acima:
O número 1 aparece em todos os termos e, portanto, aparece n vezes.
O número 10 aparece em (n –1) termos e, portanto aparece (n – 1) vezes.
O número 100 = 102 aparece (n – 2) vezes
O número 1000 = 103 aparece (n – 3) vezes e assim sucessivamente.
Portanto poderemos escrever:
S = 1.n + 10(n-1) + 102(n-2) + 103(n-3) + ... + 10n-1(n-(n-1))
S = 1.n + 10(n-1) + 102(n-2) + 103(n-3) + ... + 10n-1
S = n + 10(n - 1) + 102(n - 2) + 103(n - 3) + ... + 10n-1
Como S é uma soma de valor positivo, o máximo valor que n poderá assumir na igualdade acima será igual ao número de parcelas consideradas. Esta fórmula é a solução do problema proposto, pois expressa a soma em função de n.
Vejamos alguns exemplos:
n = 1 Þ S1 = 1
n = 2 Þ S2 = 2 + 10(2-1) = 12 = 1 + 11
n = 3 Þ S3 = 3 + 10(3-1) + 102(3-2) = 3 + 20 + 100 = 123 = 1 + 11 + 111
n = 4 Þ S4 = 4 + 10(4-1) + 102(4-2) + 103(4-3) = 1234 = 1 + 11 + 111 + 1111
n = 5 Þ S5 = 5 + 10(5-1) + 102(5-2) + 103(5-3) + 104(5-4) = 12345 = 1+11+111+1111+11111
e assim sucessivamente.
Vamos formar uma tabela resumo contendo os 10 primeiros resultados da soma proposta no problema:
S = 1 + 11 + 111 + 1111 + 11111 + ... + 11...11111, onde a última parcela é um número formado por n algarismos iguais a 1.
Solução:
Observe que poderemos reescrever a igualdade como segue:
S = 1 + (10+1) + (100+10+1) + (1000+100+10+1) + ... + cn
onde cn é a última parcela 11...11111, um número formado por n algarismos iguais à unidade.
Observando atentamente o segundo membro da igualdade acima, veremos que:
Primeiro termo = 1 = 100
Segundo termo = 10 + 1 = 101 + 1
Terceiro termo = 100 + 10 + 1 = 102 + 101 + 1
Quarto termo = 1000 + 100 + 10 + 1 = 103 + 102 + 10 + 1
e assim sucessivamente.
É razoável supor, baseado nas igualdades anteriores, que o termo de ordem n
(n-ésimo termo) cn será dado por:
cn = 10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
A soma S poderá ser reescrita como:
S = 1 + (10+1) + (100+10+1) + (1000+100+10+1) + ... + 10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
contendo n termos, ou seja, a soma dada no enunciado possui sempre n parcelas.
Ou na forma equivalente:
S = 1 + (10+1) + (102+10+1) + (103+102+10+1) + ... + 10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
Vamos escrever as parcelas acima na forma abaixo, de modo a ajudar na análise:
1
10 + 1
102 + 10 + 1
103 + 102 + 10 + 1
104 + 103 + 102 + 10 + 1
105 + 104 + 103 + 102 + 10 + 1
106 + 105 + 104 + 103 + 102 + 10 + 1
.................................................................
......................................................................
10n-1 + 10n-2 + 10n-3 + ... + 10 + 1
Verifique que na soma acima:
O número 1 aparece em todos os termos e, portanto, aparece n vezes.
O número 10 aparece em (n –1) termos e, portanto aparece (n – 1) vezes.
O número 100 = 102 aparece (n – 2) vezes
O número 1000 = 103 aparece (n – 3) vezes e assim sucessivamente.
Portanto poderemos escrever:
S = 1.n + 10(n-1) + 102(n-2) + 103(n-3) + ... + 10n-1(n-(n-1))
S = 1.n + 10(n-1) + 102(n-2) + 103(n-3) + ... + 10n-1
S = n + 10(n - 1) + 102(n - 2) + 103(n - 3) + ... + 10n-1
Como S é uma soma de valor positivo, o máximo valor que n poderá assumir na igualdade acima será igual ao número de parcelas consideradas. Esta fórmula é a solução do problema proposto, pois expressa a soma em função de n.
Vejamos alguns exemplos:
n = 1 Þ S1 = 1
n = 2 Þ S2 = 2 + 10(2-1) = 12 = 1 + 11
n = 3 Þ S3 = 3 + 10(3-1) + 102(3-2) = 3 + 20 + 100 = 123 = 1 + 11 + 111
n = 4 Þ S4 = 4 + 10(4-1) + 102(4-2) + 103(4-3) = 1234 = 1 + 11 + 111 + 1111
n = 5 Þ S5 = 5 + 10(5-1) + 102(5-2) + 103(5-3) + 104(5-4) = 12345 = 1+11+111+1111+11111
e assim sucessivamente.
Vamos formar uma tabela resumo contendo os 10 primeiros resultados da soma proposta no problema:
n
|
Soma
|
Resultado
|
1
|
1
|
1
|
2
|
1 + 11
|
12
|
3
|
1 + 11 + 111
|
123
|
4
|
1 + 11 + 111 + 1111
|
1234
|
5
|
1 + 11 + 111 + 11111
|
12345
|
6
|
1 + 11 + 111 + 1111 + 11111 + 111111
|
123456
|
7
|
1 + 11 + 111 + 1111 + 11111 + 111111 + 1111111
|
1234567
|
8
|
1 + 11 + 111 + 1111 + 11111 + 111111 + 1111111 + 11111111
|
12345678
|
9
|
1 + 11 + 111 + 1111 + 11111 + 111111 + 1111111 + 11111111 +
111111111
|
123456789
|
10
|
1 + 11 + 111 + 1111 + 11111 + 111111 + 1111111 + 11111111 +
111111111 + 1111111111
|
1234567900
|
De uma forma geral, conforme já vimos, a soma de n parcelas será dada em função de n pela expressão:
S = n + 10(n - 1) + 102(n - 2) + 103(n - 3) + ... + 10n-1
Exemplo:
para n = 11, a fórmula acima dará:
S11 = 11 + 10(11 – 1) + 102(11 – 2) + 103(11 – 3) + 104(11 – 4) + 105(11 – 5) +
+ 106(11 – 6) + 107(11 – 7) + 108(11 – 8) + 109(11 – 9) + 1010(11 – 10) =
= 12345679011
Realmente, o valor da soma
1+11+111+1111+11111+111111+1111111+11111111+111111111+1111111111++11111111111 = 12345679011, obtido efetuando-se a conta pelo método usual, senão vejamos:
1
|
|
11
|
|
111
|
|
1111
|
|
11111
|
|
111111
|
|
+
|
1111111
|
11111111
|
|
111111111
|
|
1111111111
|
|
11111111111
|
|
12345679011
|















