сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Дано на­ту­раль­ное число x, де­ся­тич­ная за­пись ко­то­ро­го n-знач­ная и не со­дер­жит нулей. Числа x и x2 в де­ся­тич­ной си­сте­ме оди­на­ко­во чи­та­ют­ся слева на­пра­во и спра­ва на­ле­во. Най­ди­те все n, при ко­то­рых такое x су­ще­ству­ет.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Если n мень­ше или равно 9, то нам под­хо­дит x=1 \ldots 1, по­сколь­ку

 1 \ldots 1 в квад­ра­те =\overline12 \ldots левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка n левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \ldots 1.

Пред­по­ло­жим те­перь, что тре­бу­е­мое число x су­ще­ству­ет, и за­пи­шем его в де­ся­тич­ной си­сте­ме: x=\overlinea_n минус 1 \ldots a_0 . Из сим­мет­рии чисел ak вы­те­ка­ет, что

x в квад­ра­те =b_0 плюс 10 b_1 плюс \ldots плюс 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка b_2 n минус 2,

где

 b_k=a_0 a_k плюс a_1 a_k минус 1 плюс \ldots плюс a_k a_0,

и b_2 n минус 2 минус k=b_k при k=0, 1, \ldots, n минус 1 . Нам до­ста­точ­но по­ка­зать, что b_k мень­ше или равно 9 для всех k=0, 1, \ldots, 2 n минус 2. Дей­стви­тель­но, по усло­вию a_k боль­ше или равно 1 при всех k=0, \ldots, n минус 1, и мы по­лу­чим n мень­ше или равно b_n мень­ше или равно 9. До­ка­жем тре­бу­е­мое не­ра­вен­ство по ин­дук­ции.

База ин­дук­ции. Про­ве­рим, что a_0 в квад­ра­те мень­ше или равно 9. Пред­по­ло­жим, что a_0 боль­ше 3. Тогда млад­шая цифра числа x в квад­ра­те равна a_0 в квад­ра­те \bmod 10, а его стар­шая цифра есть  левая квад­рат­ная скоб­ка x в квад­ра­те умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус 2 n пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . За­ме­тим, что

 левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка боль­ше или равно левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка a_0 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка = левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a_0 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка

и

 левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка мень­ше дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a_0 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка a_0 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби .

Не­слож­но убе­дить­ся в том, что

 a_0 в квад­ра­те \bmod 10 боль­ше дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка a_0 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби

при a_0 при­над­ле­жит левая фи­гур­ная скоб­ка 4, 5, 6, 7 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка и a_0 в квад­ра­те \bmod 10 мень­ше левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a_0 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка при a_0 при­над­ле­жит левая фи­гур­ная скоб­ка 8, 9 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка . Зна­чит, стар­шая и млад­шая цифры x2 не сов­па­да­ют, что про­ти­во­ре­чит усло­вию.

От­ме­тим, что по до­ка­зан­но­му число x2 будет  левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка -знач­ным. Дей­стви­тель­но, по­это­му в  левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка раз­ря­де x2 может быть толь­ко 0 или 1. Во вто­ром слу­чае млад­шая цифр а x2 равна стар­шей (то есть 1), а также a_0 в квад­ра­те . Но тогда a_n минус 1=a_0=1 и x в квад­ра­те мень­ше 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , что не­воз­мож­но.

Ин­дук­ци­он­ный пе­ре­ход. Пусть не­ра­вен­ство до­ка­за­но для bj при j мень­ше k. Тогда b_0, \ldots, b_k минус 1  — млад­шие цифры числа x2, и в силу усло­вия b_k минус 1, \ldots, b_0  — его стар­шие цифры. По­это­му

10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше x в квад­ра­те минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка b_0 минус \ldots минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка b_k минус 1=
=x в квад­ра­те минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка b_2 n минус 2 минус \ldots минус 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 1 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка b_2 n минус 1 минус k боль­ше или равно 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 2 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка b_2 n минус 2 минус k=10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 n минус 2 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка b_k,

от­ку­да b_k мень­ше 10.

 

Ответ: n при­над­ле­жит левая фи­гур­ная скоб­ка 1, 2, \ldots, 9 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Общая схема:

0 бал­лов  — вы­став­ля­ет­ся, если участ­ник к ре­ше­нию за­да­чи не при­сту­пал или на­ча­тый ход ре­ше­ния пол­но­стью не­ве­рен;

1 балл  — вы­став­ля­ет­ся, если участ­ник при­сту­пил к ре­ше­нию за­да­чи, ука­зал вер­ное на­прав­ле­ние ре­ше­ния за­да­чи и по­лу­чил пра­виль­ные про­ме­жу­точ­ные ре­зуль­та­ты, но при этом не про­дви­нул­ся на­столь­ко, чтобы можно было су­дить о том, каким об­ра­зом он со­би­рал­ся по­лу­чить окон­ча­тель­ный ответ (то есть весь ход ре­ше­ния не пред­став­лен);

2 балла  — вы­став­ля­ет­ся, если вы­бран­ный участ­ни­ком ход ре­ше­ния за­да­чи яв­ля­ет­ся в прин­ци­пе пра­виль­ным, но при этом участ­ник не смог его ре­а­ли­зо­вать в силу серьёзных оши­бок;

3 балла  — вы­став­ля­ет­ся, если ре­ше­ние яв­ля­ет­ся в целом пра­виль­ным, но со­дер­жит ошиб­ки, по­вли­яв­шие на ответ;

4 балла  — вы­став­ля­ет­ся, если участ­ник решил за­да­чу в целом пра­виль­но и по­лу­чил вер­ный ответ; при этом в ре­ше­нии до­пус­ка­ют­ся не­зна­чи­тель­ные не­точ­но­сти.

 

Фак­то­ры, вли­я­ю­щие на оцен­ку.

1.  Одна из ос­нов­ных целей Олим­пи­а­ды  — вы­яв­ле­ние у обу­ча­ю­щих­ся твор­че­ских спо­соб­но­стей. По­это­му в слу­чае пред­став­ле­ния участ­ни­ком ин­те­рес­но­го ори­ги­наль­но­го под­хо­да к ре­ше­нию за­да­чи, оцен­ка за ре­ше­ние может быть уве­ли­че­на на 1 балл.

2.  Пра­виль­ный ответ к за­да­че, при­ве­ден­ный без до­ста­точ­ных обос­но­ва­ний, либо при на­ли­чии оши­бок в ре­ше­нии, либо при от­сут­ствии ре­ше­ния, не ведёт к уве­ли­че­нию оцен­ки, ко­то­рая вы­став­ля­ет­ся участ­ни­ку за дан­ную за­да­чу.

3.  Если участ­ник не довел за­да­чу до от­ве­та, то ито­го­вая оцен­ка за дан­ную за­да­чу не может пре­вы­шать 1 балл.

4.  Если за­да­ча ре­ше­на пе­ре­бо­ром воз­мож­ных ва­ри­ан­тов, и при этом пе­ре­бор не­пол­ный, то за за­да­чу вы­став­ля­ет­ся до 1 балла. Если участ­ник по­до­брал част­ное ре­ше­ние без обос­но­ва­ния и про­ве­рил его пра­виль­ность, то в этом слу­чае за за­да­чу вы­став­ля­ет­ся до 0,5 бал­лов.

5.  Если за­да­ча ре­ше­на при до­пол­ни­тель­ном пред­по­ло­же­нии, ко­то­рое от­сут­ству­ет в усло­вии, то за за­да­чу вы­став­ля­ет­ся

а)  до 1 балла, если это пред­по­ло­же­ние можно до­ка­зать;

б)  до 0,5 бал­лов, если оно не обя­за­но вы­пол­нять­ся, но не про­ти­во­ре­чит усло­вию за­да­чи;

в)  0 бал­лов, если оно про­ти­во­ре­чит усло­вию.

6.  Если в ра­бо­те при­ве­де­ны два ре­ше­ния или от­ве­та к одной за­да­че, про­ти­во­ре­ча­щие друг другу, то за за­да­чу ста­вит­ся 0 бал­лов.