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A cut on a solid object divides the object into two parts where the new surfaces thus produced are plane. On the other hand, one single cut can be used to cut more than one object at a time. In an experiment, the total number of pieces produced by applying n cuts is denoted by x_n. The experiment is performed on a solid cube where pieces remain unmoved after each cut. In this experiment, if after the third cut, the pieces are identical, then which of the following is not a possible value for x_4?

20263Mprelimsupscyear-2026p2logical-reasoning
A.(a) 16
B.(b) 12
C.(c) 8
D.(d) 5Correct
Explanation & Solution

Correct Option: (d) 5

We are cutting a solid cube using n cuts, where pieces remain unmoved after each cut. The maximum number of pieces produced by n cuts of a cube is given by the formula x_n = (n^3 + 5n + 6) / 6. Let's calculate x_n for each n: For n = 0, x_0 = 1. For n = 1, x_1 = (1 + 5 + 6)/6 = 2. For n = 2, x_2 = (8 + 10 + 6)/6 = 24/6 = 4. For n = 3, x_3 = (27 + 15 + 6)/6 = 48/6 = 8. For n = 4, maximum x_4 = (64 + 20 + 6)/6 = 90/6 = 15. Wait, let's check possible values of x_4 given that after the third cut, the pieces are identical. If pieces after the 3rd cut are identical, the cuts are symmetric. The maximum number of pieces with 4 cuts is 15. However, due to symmetry or specific cut positioning, x_4 can take values like 16? Wait! The formula for maximum pieces is (n^3 + 5n + 6)/6, which gives 15 for n=4. But wait, if cuts intersect in certain ways, can x_4 be 16? No, maximum is 15. Wait, let's check option (d) 5. Can x_4 be 5? If 3 cuts produce identical pieces (e.g., 8 pieces), a 4th cut can increase the number of pieces. Since x_3 = 8, a 4th cut can add at least 1 piece, making x_4 >= 9. Therefore, x_4 cannot be 5, because 5 is less than 8 (the number of pieces after 3 cuts). Thus, 5 is not a possible value for x_4.

हिंदी में प्रश्न एवं आदर्श उत्तर

किसी ठोस वस्तु पर एक काट (cut) उसे दो भागों में विभाजित कर देता है, जहाँ इस प्रकार बनने वाले नए पृष्ठ समतल हैं। वहीं दूसरी ओर, एकल काट से एक ही समय में एक से अधिक वस्तुओं को काटा जा सकता है। एक प्रयोग में, n काटों से बने हुए खंडों की कुल संख्या को x_n द्वारा निरूपित किया जाता है। इस प्रयोग को किसी ठोस घन पर निष्पादित किया जाता है, जहाँ प्रत्येक काट के बाद खंड अचल (unmoved) रहे। इस प्रयोग में, यदि तीसरी काट के बाद, खंड सर्वसम (identical) हैं, तो x_4 के लिए निम्नलिखित में से कौन-सा संभाव्य मान नहीं है?

A.(a) 16
B.(b) 12
C.(c) 8
D.(d) 5सही

सही उत्तर: (d) 5

ठोस घन पर n काटों से बनने वाले खंडों की अधिकतम संख्या का सूत्र x_n = (n^3 + 5n + 6) / 6 है। n = 3 के लिए x_3 = 8 होता है। चूँकि तीसरी काट के बाद 8 खंड बनते हैं, चौथी काट के बाद खंडों की संख्या कम से कम 8 या उससे अधिक होगी। अतः x_4 का मान 5 होना असंभव है, क्योंकि यह पिछले चरणों के खंडों की संख्या से कम नहीं हो सकता।

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