LVI Olimpiada Matematyczna

Podobne dokumenty
LXI Olimpiada Matematyczna

LX Olimpiada Matematyczna

LVIII Olimpiada Matematyczna

XIV Olimpiada Matematyczna Juniorów Zawody stopnia pierwszego część korespondencyjna (1 września 2018 r. 15 października 2018 r.)

Treści zadań Obozu Naukowego OMJ

XII Olimpiada Matematyczna Juniorów Zawody stopnia pierwszego część korespondencyjna (1 września 2016 r. 17 października 2016 r.)

X Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

X Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

IX Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

VII Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

KONKURS ZOSTAŃ PITAGORASEM MUM. Podstawowe własności figur geometrycznych na płaszczyźnie

GEOMETRIA ELEMENTARNA

XI Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

Treści zadań Obozu Naukowego OMG

LI Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkursowych zawodów stopnia trzeciego 3 kwietnia 2000 r. (pierwszy dzień zawodów)

XI Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

LXIII Olimpiada Matematyczna

7. PLANIMETRIA.GEOMETRIA ANALITYCZNA

LVIII Olimpiada Matematyczna

VII Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

Ćwiczenia z Geometrii I, czerwiec 2006 r.

XII Olimpiada Matematyczna Juniorów

LVIII Olimpiada Matematyczna

Mini tablice matematyczne. Figury geometryczne

Zbiór zadań z geometrii przestrzennej. Michał Kieza

Treści zadań Obozu Naukowego OMG

LV Olimpiada Matematyczna

SPIS TREŚCI. Do Nauczyciela Regulamin konkursu Zadania

11. Znajdż równanie prostej prostopadłej do prostej k i przechodzącej przez punkt A = (2;2).

LXV Olimpiada Matematyczna

1. ODPOWIEDZI DO ZADAŃ TESTOWYCH

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 3

Internetowe Ko³o M a t e m a t yc z n e

Regionalne Koło Matematyczne

Test kwalifikacyjny na I Warsztaty Matematyczne

O D P O W I E D Z I D O Z A D A Ń T E S T O W Y C H

LXII Olimpiada Matematyczna

LVII Olimpiada Matematyczna

STOWARZYSZENIE NA RZECZ EDUKACJI MATEMATYCZNEJ KOMITET GŁÓWNY OLIMPIADY MATEMATYCZNEJ JUNIORÓW SZCZYRK 2017

LXV Olimpiada Matematyczna

Obóz Naukowy Olimpiady Matematycznej Gimnazjalistów

LXIII Olimpiada Matematyczna

Treści zadań Obozu Naukowego OMG

LXVIII Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkursowych zawodów stopnia drugiego 24 lutego 2017 r. (pierwszy dzień zawodów)

LXIX Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkursowych zawodów stopnia trzeciego 18 kwietnia 2018 r. (pierwszy dzień zawodów)

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2011/12

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2014/15

W. Guzicki Zadanie IV z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

XIII Olimpiada Matematyczna Juniorów

Przykładowe rozwiązania zadań. Próbnej Matury 2014 z matematyki na poziomie rozszerzonym

Internetowe Kółko Matematyczne 2003/2004

Stabilność liniowych układów dyskretnych

XV Olimpiada Matematyczna Juniorów

Obozowa liga zadaniowa (seria I wskazówki)

Cztery punkty na okręgu

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 11 Zadania planimetria

Obóz Naukowy Olimpiady Matematycznej Gimnazjalistów

Wymagania edukacyjne z matematyki w XVIII Liceum Ogólnokształcącym w Krakowie, zakres podstawowy. Klasa druga.

V Konkurs Matematyczny Politechniki Białostockiej

G i m n a z j a l i s t ó w

Bukiety matematyczne dla gimnazjum

Trójkąty Zad. 0 W trójkącie ABC, AB=40, BC=23, wyznacz AC wiedząc że jest ono sześcianem liczby naturalnej.

LIX Olimpiada Matematyczna

PYTANIA TEORETYCZNE Z MATEMATYKI

9. Funkcje trygonometryczne. Elementy geometrii: twierdzenie

Regionalne Koło Matematyczne

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

XIII Olimpiada Matematyczna Juniorów

LVII Olimpiada Matematyczna

Planimetria poziom podstawowy (opracowanie: Mirosława Gałdyś na bazie

Uogólnione konstrukcje steinerowskie

Wersja testu A 25 września 2011

Tematy: zadania tematyczne

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne

V Międzyszkolny Konkurs Matematyczny

Planimetria Uczeń: a) stosuje zależności między kątem środkowym i kątem wpisanym, b) korzysta z własności stycznej do okręgu i własności okręgów

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

9. Funkcje trygonometryczne. Elementy geometrii: twierdzenie

Jarosław Wróblewski Matematyka dla Myślących, 2008/09

MATEMATYKA Przed próbną maturą. Sprawdzian 3. (poziom podstawowy) Rozwiązania zadań

Katalog wymagań programowych na poszczególne stopnie szkolne

Wymagania edukacyjne z matematyki dla uczniów klasy VII szkoły podstawowej

Przedmiotowy system oceniania Wymagania na poszczególne oceny,,liczy się matematyka

XIV Olimpiada Matematyczna Juniorów

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z NOWĄ ERĄ

XXXVIII Regionalny Konkurs Rozkosze łamania Głowy

Wymagania edukacyjne z matematyki dla kl. VI

XVI Warmińsko-Mazurskie Zawody Matematyczne Eliminacje cykl grudniowy Poziom: szkoły ponadgimnazjalne

Elżbieta Świda Elżbieta Kurczab Marcin Kurczab. Zadania otwarte krótkiej odpowiedzi na dowodzenie na obowiązkowej maturze z matematyki

Rozwiązania zadań. Arkusz maturalny z matematyki nr 1 POZIOM PODSTAWOWY

Wielkopolskie Mecze Matematyczne

KURS WSPOMAGAJĄCY PRZYGOTOWANIA DO MATURY Z MATEMATYKI ZDAJ MATMĘ NA MAKSA. przyjmuje wartości większe od funkcji dokładnie w przedziale

2. Wykaż, że dla dowolnej wartości zmiennej x wartość liczbowa wyrażenia (x 6)(x + 8) 2(x 25) jest dodatnia.

Końcoworoczne kryteria oceniania dla klasy II z matematyki przygotowały mgr Magdalena Murawska i mgr Iwona Śliczner

Warmińsko-Mazurskie Zawody Matematyczne Eliminacje cykl styczniowy Poziom: szkoły ponadgimnazjalne, 10 punktów za każde zadanie

VIII Olimpiada Matematyczna Gimnazjalistów

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA- MATEMATYKA KLASA 6. Rok szkolny 2012/2013. Tamara Kostencka

Kolorowanie płaszczyzny, prostych i okręgów

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy VII

Jednoznaczność rozkładu na czynniki pierwsze I

Transkrypt:

LVI Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkurowych zawodów topnia trzeciego 13 kwietnia 2005 r (pierwzy dzień zawodów) Zadanie 1 Wyznaczyć wzytkie trójki (x, y, n) liczb całkowitych dodatnich pełniające równanie (x y) n = xy Dla n = 1 podane równanie ma potać (x+1)(y 1) = 1, więc nie ma rozwiązań w liczbach całkowitych dodatnich Przyjmijmy zatem, że n 2 Niech z = x y Dane równanie przybiera potać x 2 xz = z n Po przemnożeniu przez 4 i protym przekztałceniu uzykujemy (1) (2x z) 2 = z 2 (1+4z n 2 ) Stąd wynika, że czynnik 1+4z n 2 jet kwadratem liczby całkowitej Ponieważ jet to liczba nieparzyta więkza od 1, więc dla pewnej liczby całkowitej dodatniej t mamy 1+4z n 2 = (2t+1) 2, czyli z n 2 = t(t+1) Dla n = 2 uzykujemy 1 = t(t+1), co nie może być pełnione, gdyż liczba t(t+1) jet parzyta dla każdej liczby całkowitej t Zatem jeśli n = 2, to dane równanie nie ma rozwiązań w liczbach całkowitych dodatnich Dla n = 3 mamy z = t(t+1) Wtawiając to wyrażenie do równania (1) wyznaczamy niewiadomą x Po kilku przekztałceniach otrzymujemy x = t(t+1) 2 lub x = t 2 (t+1) Ponieważ t > 0, a x jet liczbą dodatnią, to druga z wyznaczonych wartości x odpada Ponadto y = x z = t(t+1) 2 t(t+1) = t 2 (t+1) Znaleźliśmy w ten poób natępujące trójki: (2) (x,y,n) = (t(t+1) 2, t 2 (t+1),3), gdzie t = 1,2,3, ezpośrednio prawdzamy, że ą one rozwiązaniami danego równania Pozotał do rozpatrzenia przypadek n 4 Ponieważ liczby t, t + 1 ą względnie pierwze, a ich iloczyn jet (n 2)-gą potęgą liczby całkowitej dodatniej, to każda z tych liczb mui być (n 2)-gą potęgą liczby całkowitej dodatniej Jednak dla n 4 nie itnieją dwie kolejne liczby całkowite dodatnie będące (n 2)-gimi potęgami liczb całkowitych Zatem jeśli n 4, to dane równanie nie ma rozwiązań w liczbach całkowitych dodatnich Reaumując: dane równanie ma rozwiązanie (x, y) w liczbach całkowitych dodatnich tylko dla n = 3 Wzytkie rozwiązania ą dane wzorem (2) 1

Zadanie 2 Punkty,,, D leżą, w tej właśnie kolejności, na okręgu o Punkt S leży wewnątrz okręgu o i pełnia warunki <)SD = <)S oraz <)SD = <)S Prota zawierająca dwuieczną kąta S przecina okrąg o w punktach P i Q Dowieść, że P S = QS Przyjmijmy, że prote S, S, S przecinają okrąg o po raz drugi odpowiednio w punktach E, F, G (ry 1) Z danych w zadaniu równości wynika podobieńtwo trójkątów SD i S, a tąd S S = DS oraz <)S = <)DS, S więc i <)S = <)DS Równości te dowodzą, że trójkąty S i DS ą podobne, kąd w zczególności dotajemy <) S = <) DS Stąd wnioek, że łuki G i F D okręgu o ą równe (piząc łuk XY mamy na myśli łuk biegnący wzdłuż okręgu o od punktu X do punktu Y w kierunku przeciwnym do ruchu wkazówek zegara) nalogicznie, z równości <)SD = <)S wniokujemy, że łuki G i ED ą równe Zatem także łuki i EF ą równe D G F F S ry 1 o E P S ry 2 o E Q zworokąt EF jet więc trapezem równoramiennym, a punkt S jet punktem przecięcia jego przekątnych (ry 2) Przyjmijmy, że punkt P leży na tym łuku okręgu o, który nie zawiera punktów i D Z równości <)P S = 1<)S 2 = 1 2 (<)F S +<)F S) = <)F S wynika, że prota P Q jet równoległa do protych E i F Stąd wnioek, że punkty, P, ą odpowiednio obrazami punktów F, Q, E w ymetrii względem ymetralnej odcinków F i E Zatem P S = QS 2

Zadanie 3 W kwadratowej tablicy o wymiarach 2n 2n, gdzie n jet liczbą naturalną, znajduje ię 4n 2 liczb rzeczywitych o umie równej 0 (na każdym polu tablicy jedna liczba) Wartość bezwzględna każdej z tych liczb jet nie więkza od 1 Dowieść, że wartość bezwzględna umy wzytkich liczb z pewnego rzędu (poziomego lub pionowego) nie przekracza n Ponumerujmy wierze i kolumny danej tablicy liczbami 1,2,,2n Niech r 1,r 2,,r 2n będą umami liczb napianych w wierzach o numerach 1,2,,2n, a c 1,c 2,,c 2n umami liczb znajdujących ię w kolumnach o numerach 1,2,,2n Zmieniając numerację wierzy oraz kolumn możemy założyć, że r 1 r 2 r 2n oraz c 1 c 2 c 2n Oznaczmy przez,,, D umy liczb w czterech ćwiartkach tablicy, jak pokazuje ryunek 3 Wówcza + + + D = 0, kąd wynika, że w ciągu (,,,D,) itnieją dwie kolejne liczby, z których jedna jet nieujemna, a druga niedodatnia Przyjmijmy na przykład, że 0 Rozumowanie w pozotałych przypadkach jet analogiczne 1 2 n n+1 n+2 2n 1 2 n n+1 2n D ry 3 Liczby i powtały z umowania n 2 liczb rzeczywitych o wartości bezwzględnej nie więkzej niż 1, a więc n 2 oraz n 2 Jedna z liczb, jet nieujemna, a druga niedodatnia, więc + max(, ) n 2 Stąd otrzymujemy również +D = + n 2 Jeżeli r n 0, to liczby r 1,r 2,,r n ą nieujemne Wtedy ich uma + jet też nieujemna, kąd uzykujemy r 1 +r 2 ++r n = + n 2 Zatem co najmniej jedna z (nieujemnych) liczb r 1,r 2,,r n nie przekracza n Jeżeli natomiat r n <0, to liczby r n+1,r n+2,,r 2n ą ujemne i ich uma wynoi +D Wtedy r n+1 + r n+2 ++ r 2n = +D n 2 Stąd wynika, że co najmniej jedna z liczb r n+1, r n+2,, r 2n nie przekracza n To dowodzi zadania (wp) Zadania z poprzednich Olimpiad Matematycznych oraz bieżące informacje można znaleźć w internecie pod adreem: wwwomedupl 3

LVI Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkurowych zawodów topnia trzeciego 14 kwietnia 2005 r (drugi dzień zawodów) Zadanie 4 Dana jet liczba rzeczywita c > 2 Dowieść, że jeżeli liczby x 1, x 2,,x n (n 2) ą dodatnie oraz x 2 1 +cx 1 x 2 +x 2 2 + x 2 2 +cx 2 x 3 +x 2 3 ++ x 2 n +cx n x 1 +x 2 1 = i=1 i=1 = c+2 (x 1 +x 2 ++x n ), to c = 2 lub x 1 = x 2 = = x n Wprowadźmy natępujące oznaczenia: a i = c+2 (x i +x i+1 ) oraz b i = 2 x 2 i +cx ix i+1 +x 2 i+1 dla i = 1,2,,n, przyjmując x n+1 = x 1 Liczby a i ą dodatnie Redukując wyrazy podobne otrzymujemy zależność a 2 i b2 i =(c 2)(x i x i+1 ) 2 Stąd oraz z danej w treści zadania równości dotajemy n n a 2 i 0 = (a i b i ) = b2 n i (x i x i+1 ) 2 = (c 2) a i +b i a i +b i Prawa trona powyżzej równości jet równa 0 jedynie wtedy, gdy c = 2 lub x 1 = x 2 = = x n Zadanie 5 Niech k będzie liczbą naturalną więkzą od 1 i niech m = 4k 2 5 Wykazać, że itnieją takie liczby całkowite dodatnie a, b, że każdy wyraz ciągu (x n ) określonego wzorami i=1 x 1 = a, x 2 = b, x n+2 = x n+1 +x n dla n 1 jet względnie pierwzy z liczbą m Wykażemy, że warunki zadania pełniają liczby a = 1, b = 2k 2 +k 2 Udowodnimy indukcyjnie, że x n b n 1 (mod m) dla n=1,2,3, Dla n=1 i n = 2 zależność ta jet oczywiście pełniona Korzytając ze związku 4k 2 5 (mod m) uzykujemy kolejno: 2b = 4k 2 +2k 4 2k +1 (mod m), 4b 2 4k 2 +4k +1 4k +6 4b+4 (mod m) Liczby 4 i m ą względnie pierwze, więc b 2 b+1 (mod m) Stąd i z założenia indukcyjnego dotajemy x n+2 = x n+1 +x n b n +b n 1 b n+1 (mod m) Dowód indukcyjny jet zakończony 4

Z uzykanej w tym dowodzie zależności b 2 b + 1 (mod m) wynika, że liczby b i m ą względnie pierwze Skoro zaś x n b n 1 (mod m), wnoimy tąd, że (dla każdego n) liczby x n i m ą względnie pierwze Zadanie 6 Udowodnić, że każdy wielokąt wypukły o polu 1 zawiera ześciokąt wypukły o polu nie mniejzym niż 3/4 Spośród wierzchołków danego wielokąta W wybieramy trzy, i będące wierzchołkami trójkąta o najwiękzym polu, równym Niech X będzie punktem wielokąta W, leżącym po przeciwnej tronie protej niż punkt i oddalonym najdalej od protej (ry 4) nalogicznie definiujemy punkty Y i Z X Y ry 4 Wykażemy, że pole ześciokąta ZXY jet nie mniejze niż 3/4, co zakończy rozwiązanie zadania Przez punkty, i poprowadźmy prote równoległe odpowiednio do protych, i wyznaczające trójkąt o wierzchołkach D, E, F (ry 5) Z faktu, iż trójkąt ma najwiękze pole pośród wzytkich trójkątów o wierzchołkach w wierzchołkach wielokąta W wynika, że wielokąt W jet zawarty w trójkącie DEF Przez punkty X, Y, Z prowadzimy prote równoległe odpowiednio do protych,, przecinające boki trójkąta DEF w punktach K, L, M, N, P, Q, jak na ryunku 5 Z określenia punktów X, Y, Z wynika, że wielokąt W jet zawarty w ześciokącie o wierzchołkach K, L, M, N, P, Q Oznaczmy przez pole trójkąta Wówcza każdy z trójkątów D, E i F ma pole równe Niech ponadto x, y, z oznaczają odpowiednio pola trójkątów X, Y i Z Należy wykazać, że x+y +z + 3/4 Niech J będzie takim punktem, że czworokąt JL jet równoległobokiem Wówcza trójkąty D i JK ą podobne Oznaczając przez [F] pole figury F, mamy zależności ( [JK] K [D] = D ) 2 = ( ) [K] 2 = [D] 5 Z ( ) [X] 2 = x2 [D] 2,

czyli [JK] = x 2 / Stąd otrzymujemy [KL] = [JL] [JK] = 2x [JK] = 2x x2 D E M Y L N y x X ry 5 K P z Q nalogicznie wyrażamy pola trapezów M N i P Q Zatem pole ześciokąta o wierzchołkach K, L, M, N, P, Q wynoi ) ) ) + (2x x2 + (2y y2 + (2z z2 = +2x+2y +2z x2 +y 2 +z 2 Ponieważ ześciokąt ten zawiera dany wielokąt W, więc +2x+2y +2z x2 +y 2 +z 2 1 Wytarczy zatem wykazać, że +x+y +z 3 (+2x+2y +2z x2 +y 2 +z 2 ) 4 Mnożąc obie trony tej nierówności przez 12 oraz redukując wyrazy podobne uzykujemy jej równoważną potać: (3x ) 2 +(3y ) 2 +(3z ) 2 0, a ta otatnia nierówność jet oczywiście pełniona Z J F (wp) Zadania z poprzednich Olimpiad Matematycznych oraz bieżące informacje można znaleźć w internecie pod adreem: wwwomedupl 6