Como resolver o problema “quantos triângulos há nesta figura?”

Tenho visto coisas…

triâng

Quantos triângulos há nesta imagem?

Gente maluca que não sabe contar direito! Explico: nesses quebra-cabeças do tipo “quantos triângulos há na figura” que abundam nas redes sociais, as pessoas aparecem com as respostas mais estapafúrdias possíveis, pois têm dificuldade de:
(a) identificar triângulos (ou outra figura geométrica) quando formado por outros triângulos,
(b) visualizar o que já foi contado antes, contabilizando o mesmo triângulo mais de uma vez e
(c) conseguir explicar como chegou ao número de triângulos que diz ter certeza ser o certo.
Bom, então como estas questões às vezes aparecem em concursos, na seção denominada (ridiculamente) de “raciocínio lógico”, resolvi elaborar um método, um sistema que permita não só as pessoas contarem corretamente o número de triângulos (ou quadrados ou retângulos, etc.) corretamente como, também, mostrar e convencer outras pessoas de que sua resposta é a única e certa possível (se você ganhar alguma aposta após usar o meu sistema, por favor, envie 20% dos ganhos pra mim).
Vamos começar com um bem simples: quantos triângulos você vê na figura 01, abaixo?

Figura 01

Figura 01

Por favor, não me decepcione… Só há um triângulo!
Por que eu sei isso? Por que a definição de um triângulo é algo do tipo “figura geométrica com três lados” (onde lado quer dizer uma linha reta, ou seja: não é um triângulo a imagem da figura 02)

Figura 02

Figura 02 – isto não é um triângulo

(Foi apenas uma sobra da pizza que comi outro dia, não é um triângulo)

Vamos começar com algumas definições, pra ajudar: três retas (segmentos de reta, pra ser mais preciso) formam um triângulo (exceto se forem paralelas ou coincidentes), a interseção de 3 retas num plano determinam três pontos, que na figura 03 eu dei os nomes de A, B e C e que chamam-se “vértices”.

triângulo02

Figura 03

 

Segmentos de retas unindo estes três pontos, formam o triângulo da figura 04.
Agora algo MUITO IMPORTANTE: se eu contar 3 vértices em ordem diferente, isto não forma um novo triângulo. Os vértices A, B e C, nesta ordem, formam um único triângulo, independente de eu começar a relacionar os vértices em ordem contrária (A, depois C e depois B) ou se eu começar a contar a partir de outros vértices. ABC, ACB, BAC, BCA, CAB e CBA são as 6 possíveis combinações de vértices, mas todos formam um mesmo triângulo, portanto não devem ser contados como triângulos extras! Para evitar isso, quando tivermos muitos triângulos, usaremos a ordem alfabética das letras que dão nome aos pontos para evitar que contemos duas ou mais vezes o mesmo triângulo.

Figura 04

Figura 04

Outro ponto importante, é que três pontos numa linha reta não formam um triângulo, pois ele teria área de tamanho zero.
Bom, voltemos aos testes: se eu colocar um ponto D no meio do meu primeiro triângulo e traçar retas dos pontos B ao D e do ponto C ao D, ficarei com dois triângulos, certo? Olhe a figura 5.
Observe que se eu combinar, em ordem alfabética, duas das letras (A, B, C ou D), eu só precisarei verificar se as outras letras, em ordem, formam um triângulo. Segundo a matemática, a combinação de 4 elementos 3 a 3 dá 4. Para saber quantas combinações são possíveis a partir de certo número de vértices, veja a postagem http://xek.me/?p=1049.

doistriângulo02

Figura 05

As combinações possíveis para n=4 e p=3 seriam: ABC, ABD, ACD e BCD.
Nesta figura, Começando com A e B, só posso ter as combinações ABC ou ABD, mas somente ABC forma um triângulo, já que não há uma reta entre os pontos A e D. Depois tenho a combinação ACD, que também não forma um triângulo. Eliminando as combinações que agora começam com B, sempre em ordem alfabética, só posso ter BCD como combinação (e este é o nosso segundo triângulo).

Figura 06

Figura 06 – Quantos triângulos você vê?

Vamos tentar o método para um caso mais difícil, veja a figura com 6 pontos, a figura 6. São possíveis um total de 20 combinações, n=6, p=3 e =COMBIN(6,3) dá 20 no sábio Excel.
Tente descobrir quantos triângulos há antes de ver a resposta na figura 7.

respostas

Figura 07

Por fim, o grande problema, o que já caiu em alguns concursos, a pilha de triângulos da figura 8. Quantos triângulos há?
Tente resolver sozinho e depois veja se confere…

quebra-cabeça com triângulos

Figura 08 – Tá difícil?

Então resumindo o método:
1) Crie todas as combinações possíveis de três letras de cada um dos vértices da imagem;
2) Vá descartando as combinações que não formam triângulos por não terem ligações ou por formarem um linha reta.
Ajuda: a resposta do problema da figura 8 passa por verificar as seguintes 455 combinações… Quais delas geram triângulos?

Eis a lista para verificação:
ABC, ABD, ABE, ABF, ABG, ABH, ABI, ABJ, ABK, ABL, ABM, ABN, ABO, ACD, ACE, ACF, ACG, ACH, ACI, ACJ, ACK, ACL, ACM, ACN, ACO, ADE, ADF, ADG, ADH, ADI, ADJ, ADK, ADL, ADM, ADN, ADO, AEF, AEG, AEH, AEI, AEJ, AEK, AEL, AEM, AEN, AEO, AFG, AFH, AFI, AFJ, AFK, AFL, AFM, AFN, AFO, AGH, AGI, AGJ, AGK, AGL, AGM, AGN, AGO, AHI, AHJ, AHK, AHL, AHM, AHN, AHO, AIJ, AIK, AIL, AIM, AIN, AIO, AJK, AJL, AJM, AJN, AJO, AKL, AKM, AKN, AKO, ALM, ALN, ALO, AMN, AMO, ANO, BCD, BCE, BCF, BCG, BCH, BCI, BCJ, BCK, BCL, BCM, BCN, BCO, BDE, BDF, BDG, BDH, BDI, BDJ, BDK, BDL, BDM, BDN, BDO, BEF, BEG, BEH, BEI, BEJ, BEK, BEL, BEM, BEN, BEO, BFG, BFH, BFI, BFJ, BFK, BFL, BFM, BFN, BFO, BGH, BGI, BGJ, BGK, BGL, BGM, BGN, BGO, BHI, BHJ, BHK, BHL, BHM, BHN, BHO, BIJ, BIK, BIL, BIM, BIN, BIO, BJK, BJL, BJM, BJN, BJO, BKL, BKM, BKN, BKO, BLM, BLN, BLO, BMN, BMO, BNO, CDE, CDF, CDG, CDH, CDI, CDJ, CDK, CDL, CDM, CDN, CDO, CEF, CEG, CEH, CEI, CEJ, CEK, CEL, CEM, CEN, CEO, CFG, CFH, CFI, CFJ, CFK, CFL, CFM, CFN, CFO, CGH, CGI, CGJ, CGK, CGL, CGM, CGN, CGO, CHI, CHJ, CHK, CHL, CHM, CHN, CHO, CIJ, CIK, CIL, CIM, CIN, CIO, CJK, CJL, CJM, CJN, CJO, CKL, CKM, CKN, CKO, CLM, CLN, CLO, CMN, CMO, CNO, DEF, DEG, DEH, DEI, DEJ, DEK, DEL, DEM, DEN, DEO, DFG, DFH, DFI, DFJ, DFK, DFL, DFM, DFN, DFO, DGH, DGI, DGJ, DGK, DGL, DGM, DGN, DGO, DHI, DHJ, DHK, DHL, DHM, DHN, DHO, DIJ, DIK, DIL, DIM, DIN, DIO, DJK, DJL, DJM, DJN, DJO, DKL, DKM, DKN, DKO, DLM, DLN, DLO, DMN, DMO, DNO, EFG, EFH, EFI, EFJ, EFK, EFL, EFM, EFN, EFO, EGH, EGI, EGJ, EGK, EGL, EGM, EGN, EGO, EHI, EHJ, EHK, EHL, EHM, EHN, EHO, EIJ, EIK, EIL, EIM, EIN, EIO, EJK, EJL, EJM, EJN, EJO, EKL, EKM, EKN, EKO, ELM, ELN, ELO, EMN, EMO, ENO, FGH, FGI, FGJ, FGK, FGL, FGM, FGN, FGO, FHI, FHJ, FHK, FHL, FHM, FHN, FHO, FIJ, FIK, FIL, FIM, FIN, FIO, FJK, FJL, FJM, FJN, FJO, FKL, FKM, FKN, FKO, FLM, FLN, FLO, FMN, FMO, FNO, GHI, GHJ, GHK, GHL, GHM, GHN, GHO, GIJ, GIK, GIL, GIM, GIN, GIO, GJK, GJL, GJM, GJN, GJO, GKL, GKM, GKN, GKO, GLM, GLN, GLO, GMN, GMO, GNO, HIJ, HIK, HIL, HIM, HIN, HIO, HJK, HJL, HJM, HJN, HJO, HKL, HKM, HKN, HKO, HLM, HLN, HLO, HMN, HMO, HNO, IJK, IJL, IJM, IJN, IJO, IKL, IKM, IKN, IKO, ILM, ILN, ILO, IMN, IMO, INO, JKL, JKM, JKN, JKO, JLM, JLN, JLO, JMN, JMO, JNO, KLM, KLN, KLO, KMN, KMO, KNO, LMN, LMO, LNO, MNO.

Ok, esse método não se mostrou prático para grande número de triângulos, mas podia ser pior, com retângulos ficaria muito mais doido! Pelo menos o sujeito que disser que viu 51 triângulos (que não é a resposta certa) vai poder enumerar os vértices pelo nosso método antes de tentar nos convencer que sabe mais do que a gente…

Resposta:

ABC, ABD, ABE, ABF, ABG, ABH, ABI, ABJ, ABK, ABL, ABM, ABN, ABO, ACD, ACE, ACF, ACG, ACH, ACI, ACJ, ACK, ACL, ACM, ACN, ACO, ADE, ADF, ADG, ADH, ADI, ADJ, ADK, ADL, ADM, ADN, ADO, AEF, AEG, AEH, AEI, AEJ, AEK, AEL, AEM, AEN, AEO, AFG, AFH, AFI, AFJ, AFK, AFL, AFM, AFN, AFO, AGH, AGI, AGJ, AGK, AGL, AGM, AGN, AGO, AHI, AHJ, AHK, AHL, AHM, AHN, AHO, AIJ, AIK, AIL, AIM, AIN, AIO, AJK, AJL, AJM, AJN, AJO, AKL, AKM, AKN, AKO, ALM, ALN, ALO, AMN, AMO, ANO, BCD, BCE, BCF, BCG, BCH, BCI, BCJ, BCK, BCL, BCM, BCN, BCO, BDE, BDF, BDG, BDH, BDI, BDJ, BDK, BDL, BDM, BDN, BDO, BEF, BEG, BEH, BEI, BEJ, BEK, BEL, BEM, BEN, BEO, BFG, BFH, BFI, BFJ, BFK, BFL, BFM, BFN, BFO, BGH, BGI, BGJ, BGK, BGL, BGM, BGN, BGO, BHI, BHJ, BHK, BHL, BHM, BHN, BHO, BIJ, BIK, BIL, BIM, BIN, BIO, BJK, BJL, BJM, BJN, BJO, BKL, BKM, BKN, BKO, BLM, BLN, BLO, BMN, BMO, BNO, CDE, CDF, CDG, CDH, CDI, CDJ, CDK, CDL, CDM, CDN, CDO, CEF, CEG, CEH, CEI, CEJ, CEK, CEL, CEM, CEN, CEO, CFG, CFH, CFI, CFJ, CFK, CFL, CFM, CFN, CFO, CGH, CGI, CGJ, CGK, CGL, CGM, CGN, CGO, CHI, CHJ, CHK, CHL, CHM, CHN, CHO, CIJ, CIK, CIL, CIM, CIN, CIO, CJK, CJL, CJM, CJN, CJO, CKL, CKM, CKN, CKO, CLM, CLN, CLO, CMN, CMO, CNO, DEF, DEG, DEH, DEI, DEJ, DEK, DEL, DEM, DEN, DEO, DFG, DFH, DFI, DFJ, DFK, DFL, DFM, DFN, DFO, DGH, DGI, DGJ, DGK, DGL, DGM, DGN, DGO, DHI, DHJ, DHK, DHL, DHM, DHN, DHO, DIJ, DIK, DIL, DIM, DIN, DIO, DJK, DJL, DJM, DJN, DJO, DKL, DKM, DKN, DKO, DLM, DLN, DLO, DMN, DMO, DNO, EFG, EFH, EFI, EFJ, EFK, EFL, EFM, EFN, EFO, EGH, EGI, EGJ, EGK, EGL, EGM, EGN, EGO, EHI, EHJ, EHK, EHL, EHM, EHN, EHO, EIJ, EIK, EIL, EIM, EIN, EIO, EJK, EJL, EJM, EJN, EJO, EKL, EKM, EKN, EKO, ELM, ELN, ELO, EMN, EMO, ENO, FGH, FGI, FGJ, FGK, FGL, FGM, FGN, FGO, FHI, FHJ, FHK, FHL, FHM, FHN, FHO, FIJ, FIK, FIL, FIM, FIN, FIO, FJK, FJL, FJM, FJN, FJO, FKL, FKM, FKN, FKO, FLM, FLN, FLO, FMN, FMO, FNO, GHI, GHJ, GHK, GHL, GHM, GHN, GHO, GIJ, GIK, GIL, GIM, GIN, GIO, GJK, GJL, GJM, GJN, GJO, GKL, GKM, GKN, GKO, GLM, GLN, GLO, GMN, GMO, GNO, HIJ, HIK, HIL, HIM, HIN, HIO, HJK, HJL, HJM, HJN, HJO, HKL, HKM, HKN, HKO, HLM, HLN, HLO, HMN, HMO, HNO, IJK, IJL, IJM, IJN, IJO, IKL, IKM, IKN, IKO, ILM, ILN, ILO, IMN, IMO, INO, JKL, JKM, JKN, JKO, JLM, JLN, JLO, JMN, JMO, JNO, KLM, KLN, KLO, KMN, KMO, KNO, LMN, LMO, LNO, MNO.

One thought on “Como resolver o problema “quantos triângulos há nesta figura?”

  1. muito ruim esse artigo! elaborei uma fórmula muito simples para descobrir quantos triângulos possíveis podem se formar, isso para qualquer quantidade de triângulos, até absurdas… isso sim funciona… porém estou em uma busca pela internet a procura de alguém que já elaborou uma fórmula eficiente como a minha

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