Всего: 223 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 | 101–120 | 121–140 …
Добавить в вариант
1.1 Можно ли из тройки (2, 4, 6) поучить (2, 2, 10)?
Сюжет 1
На доске написана неупорядоченная тройка целых чисел. Разрешается менять написанную на доске тройку (a,b,c) на неупорядоченную тройку (f(a),f(b),f(c)), (где f — квадратный трехчлен с целыми коэффициентами), произвольное количество раз (при этом можно брать различные f на разных шагах).
Да, за один шаг с помощью
Ответ: да, можно.
1.2 Можно ли из тройки (2, 4, 7) поучить (2, 6, 9)?
Можно заметить, что если у нас до замены были числа a и b, разность которых делилась на какое-то натуральное k, то после замены (по очевидным соображениям) будет делиться на а значит и на k. Таким образом, если в начальной тройке были числа 2 и 7, разность которых делится на 5, то и в дальнейшем должна быть пара чисел, разность которых делится
Ответ: нет, нельзя.
1.2 Можно ли из тройки (2, 4, 7) поучить (2, 6, 9)?
Сюжет 1
На доске написана неупорядоченная тройка целых чисел. Разрешается менять написанную на доске тройку (a,b,c) на неупорядоченную тройку (f(a),f(b),f(c)), (где f — квадратный трехчлен с целыми коэффициентами), произвольное количество раз (при этом можно брать различные f на разных шагах).
Можно заметить, что если у нас до замены были числа a и b, разность которых делилась на какое-то натуральное k, то после замены (по очевидным соображениям) будет делиться на а значит и на k. Таким образом, если в начальной тройке были числа 2 и 7, разность которых делится на 5, то и в дальнейшем должна быть пара чисел, разность которых делится
Ответ: нет, нельзя.
1.1 Можно ли из тройки (2, 4, 6) поучить (2, 2, 10)?
Да, за один шаг с помощью
Ответ: да, можно.
1.3 Можно ли из тройки (2, 5, 8) поучить (2, 5, 11)?
Сюжет 1
На доске написана неупорядоченная тройка целых чисел. Разрешается менять написанную на доске тройку (a,b,c) на неупорядоченную тройку (f(a),f(b),f(c)), (где f — квадратный трехчлен с целыми коэффициентами), произвольное количество раз (при этом можно брать различные f на разных шагах).
Рассмотрим тройку попарных разностей наших чисел. Заметим, что две тройки с одинаковым набором попарных разностей очевидно переводятся друг в друга линейным преобразованием.
Тогда если мы научимся переводить начальную тройку в имеющую с целевой одинаковый набор попарных разностей, то применив вместо последнего преобразования его композицию с этим самым линейным, получим в точности целевую тройку. Также верно и обратное если мы не умеем получать из начальных условий какой-то набор, то не умеем получать и имеющие с ним общий набор разностей. Заметим также, что единожды появившись, разность 0 более никогда не исчезнет. Докажем, что мы не сможем получить из набора разностей {3, 3, 6} набор {3, 6, 9}. Рассмотрим первое преобразование, которое изменит набор разностей. По соображениям из пункта 2, разность 6 может переходить только в разность 6 — она всегда будет делиться на 6, а набор разностей в конечном результате ничего, кроме 6 предложить не может. Тогда 3 и 3 переходят в 3 и 9. Таким образом, мы либо получим набор разностей за одно преобразование — либо не получим его никогда.
Осталось доказать, что мы не сможем получить из упорядоченной тройки (2, 5, 8) одну из двух упорядоченных же
Эта система (и аналогичная ей с числами 11, 2 и 5 в правой части) не имеет решений в целых числах. Ну, или можно составить интерполяционный многочлен и удостовериться, что у него не целые коэффициенты.
Ответ: нет.
1.1 Можно ли из тройки (2, 4, 6) поучить (2, 2, 10)?
Да, за один шаг с помощью
Ответ: да, можно.
1.4 Докажите, что если упорядоченную тройку (x, y, z) можно получить из упорядоченной тройки (a, b, c) многократным применением указанных операций, то то же можно сделать и за одну операцию.
Сюжет 1
На доске написана неупорядоченная тройка целых чисел. Разрешается менять написанную на доске тройку (a,b,c) на неупорядоченную тройку (f(a),f(b),f(c)), (где f — квадратный трехчлен с целыми коэффициентами), произвольное количество раз (при этом можно брать различные f на разных шагах).
Попытаемся получить (x, y, z) за одну операцию. Нужный результат даст многочлен
(это интерполяция по Ньютону: первое слагаемое устанавливает значение x в точке a, второе, сохраняя его, устанавливает значение y в точке b, наконец третье устанавливает значение z в точке не меняя значений при и Если оба числа
являются целыми числами, то коэффициенты P целые, а значит (x, y, z) достижим из (a, b, c) за один ход.
Теперь покажем, что если (x, y, z) можно получить из тройки (a, b, c) за много операций, то эти числа и вправду целые-отсюда будет следовать нужное утверждение. Действительно, пусть мы получили (x, y, z) применяя
это тоже многочлен, причём Тогда число
То, что это целое число, легко проверяется явным вычислением. Заметим, например (больше для краткости записи), что эту целость достаточно проверять для мономов, т. е для случая (при сложении одночленов интересующие нас дроби будут тоже складываться). Имеем
что является целым числом.
1.1 Можно ли из тройки (2, 4, 6) поучить (2, 2, 10)?
Да, за один шаг с помощью
Ответ: да, можно.
2.1 Пусть сад имеет форму правильного треугольника со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу хватит ежей суммарной длиной
Сюжет 2
У Георгия Константиновича есть сад, по которому иногда пробегает Эрих. Эрих бегает по прямой, но каждый раз по новой. Георгий Константинович хочет закупить и расставить внутри или на границе сада противотанковые ежи (в виде нескольких отрезков внутри или по границе сада) так, чтобы Эрих гарантированно в них уперся. Длиной ежа называется сумма длин составляющих его отрезков.
Проведем медианы до точки пересечения. Длина каждой из медиан равна а поскольку медианы делят друг друг в
2.2 Пусть сад имеет форму квадрата со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу хватит ежей суммарной
Хватит, например, отметить точку X, разбивающую диагональ AC в отношении 3 : 1 и соединить ее с точками B, C и D
2.2 Пусть сад имеет форму квадрата со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу хватит ежей суммарной
Сюжет 2
У Георгия Константиновича есть сад, по которому иногда пробегает Эрих. Эрих бегает по прямой, но каждый раз по новой. Георгий Константинович хочет закупить и расставить внутри или на границе сада противотанковые ежи (в виде нескольких отрезков внутри или по границе сада) так, чтобы Эрих гарантированно в них уперся. Длиной ежа называется сумма длин составляющих его отрезков.
Хватит, например, отметить точку X, разбивающую диагональ AC в отношении 3 : 1 и соединить ее с точками B, C и D
2.1 Пусть сад имеет форму правильного треугольника со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу хватит ежей суммарной длиной
Проведем медианы до точки пересечения. Длина каждой из медиан равна а поскольку медианы делят друг друг в
2.3 Пусть сад имеет форму правильного треугольника со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу придется купить ежей длиной хотя бы
Сюжет 2
У Георгия Константиновича есть сад, по которому иногда пробегает Эрих. Эрих бегает по прямой, но каждый раз по новой. Георгий Константинович хочет закупить и расставить внутри или на границе сада противотанковые ежи (в виде нескольких отрезков внутри или по границе сада) так, чтобы Эрих гарантированно в них уперся. Длиной ежа называется сумма длин составляющих его отрезков.
Пусть M, N — середины сторон AB, AC нашего правильного треугольника ABC, K — середина MN. Тогда проекции частей ежей, попавших внутрь треугольника AMN на отрезок AK, должны целиком его покрывать — иначе Эрик шмыгнёт перпендикулярно AK через непокрытую точку. Поэтому сумма длин проекций, а тем более — самих этих частей ежей, не меньше,
2.1 Пусть сад имеет форму правильного треугольника со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу хватит ежей суммарной длиной
Проведем медианы до точки пересечения. Длина каждой из медиан равна а поскольку медианы делят друг друг в
2.4 Пусть сад имеет форму квадрата со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу придется купить ежей длиной хотя бы 2.
Сюжет 2
У Георгия Константиновича есть сад, по которому иногда пробегает Эрих. Эрих бегает по прямой, но каждый раз по новой. Георгий Константинович хочет закупить и расставить внутри или на границе сада противотанковые ежи (в виде нескольких отрезков внутри или по границе сада) так, чтобы Эрих гарантированно в них уперся. Длиной ежа называется сумма длин составляющих его отрезков.
Ясно, что проекции ежей на каждую из диагоналей должны ее полностью покрывать, иначе по перпендикуляру через непокрытую точку может пробежать Эрих. Пусть длины наших отрезков равны а их углы с одной из диагоналей — ϕi. Получаем два неравенства:
Сложим, оценим сумму (например, заметив, что это получим то, что нужно.
2.1 Пусть сад имеет форму правильного треугольника со стороной 1. Докажите, что Георгию Константиновичу хватит ежей суммарной длиной
Проведем медианы до точки пересечения. Длина каждой из медиан равна а поскольку медианы делят друг друг в
3.1 Докажите, что если в стране любые две школы соединяет ровно одна цепочка беспосадочных маршрутов, то эта страна гармонична.
Сюжет 3
В магической стране есть несколько школ. Некоторые из них соединены беспосадочными маршрутами совиной почты. Кратчайшим путем между школами называется путь, для которого сове понадобится наименьшее количество перелетов. Страна называется гармоничной, если для любых трех различных школ Ю, М и Ш существует единственная школа (называемая медианой), принадлежащая одновременно каким-то кратчайшем путям из Ю в М, из М в Ш и из Ю в Ш (она может совпадать с одной из школ Ю, М, Ш).
Обратим внимание на то, что в дереве лююбые две вершины соединяет ровно один путь, он и будет кратчайшим.
Возьмем три различные вершины x, y и z. Обозначим вершины на пути из y в x как а вершины на пути из y в z, как
Выберем максимальное такое k, что Тогда при (при по максимальности, а при можно было бы найти цикл). Осталось заметить, что последовательность
3.2 Докажите, что если страна является гармоничной, то можно назвать некоторые школы добрыми, а остальные злодейскими так, чтобы любой беспосадочный маршрут соединял добрую школу со злодейской.
Нас просят доказать, что граф двудолен, а это условие (как хорошо известно) эквивалентно четности всех циклов.
Предположим противное, и рассмотрим самый короткий нечетный цикл в графе. Возьмем в качестве x и y две смежные вершины этого цикла, а в качестве z — противоположную им вершину. Ясно, что той самой, единственной вершиной обязана быть либо x, либо y, но ни одна из них не подходит.
3.2 Докажите, что если страна является гармоничной, то можно назвать некоторые школы добрыми, а остальные злодейскими так, чтобы любой беспосадочный маршрут соединял добрую школу со злодейской.
Сюжет 3
В магической стране есть несколько школ. Некоторые из них соединены беспосадочными маршрутами совиной почты. Кратчайшим путем между школами называется путь, для которого сове понадобится наименьшее количество перелетов. Страна называется гармоничной, если для любых трех различных школ Ю, М и Ш существует единственная школа (называемая медианой), принадлежащая одновременно каким-то кратчайшем путям из Ю в М, из М в Ш и из Ю в Ш (она может совпадать с одной из школ Ю, М, Ш).
Нас просят доказать, что граф двудолен, а это условие (как хорошо известно) эквивалентно четности всех циклов.
Предположим противное, и рассмотрим самый короткий нечетный цикл в графе. Возьмем в качестве x и y две смежные вершины этого цикла, а в качестве z — противоположную им вершину. Ясно, что той самой, единственной вершиной обязана быть либо x, либо y, но ни одна из них не подходит.
3.1 Докажите, что если в стране любые две школы соединяет ровно одна цепочка беспосадочных маршрутов, то эта страна гармонична.
Обратим внимание на то, что в дереве лююбые две вершины соединяет ровно один путь, он и будет кратчайшим.
Возьмем три различные вершины x, y и z. Обозначим вершины на пути из y в x как а вершины на пути из y в z, как
Выберем максимальное такое k, что Тогда при (при по максимальности, а при можно было бы найти цикл). Осталось заметить, что последовательность
3.3 В стране Гиперляндии 2n школ, названиями которых являются все возможные последовательности из символов 0 и 1 длины n, при этом между школами есть беспосадочный маршрут тогда и только тогда, когда их названия отличаются ровно в одном символе. Докажите, что Гиперляндия — гармоничная страна.
Сюжет 3
В магической стране есть несколько школ. Некоторые из них соединены беспосадочными маршрутами совиной почты. Кратчайшим путем между школами называется путь, для которого сове понадобится наименьшее количество перелетов. Страна называется гармоничной, если для любых трех различных школ Ю, М и Ш существует единственная школа (называемая медианой), принадлежащая одновременно каким-то кратчайшем путям из Ю в М, из М в Ш и из Ю в Ш (она может совпадать с одной из школ Ю, М, Ш).
Рассмотрим вершины x, y и z. Ясно, что на медианной вершине реализуется минимум суммы
поскольку она равна половине
Теперь заметим, что если мы возьмем в качестве m наиболее частое значение в каждом бите (такое будет, так как три не делится пополам), то это единственный кандидат на эту роль; ясно также, что он подходит.
3.1 Докажите, что если в стране любые две школы соединяет ровно одна цепочка беспосадочных маршрутов, то эта страна гармонична.
Обратим внимание на то, что в дереве лююбые две вершины соединяет ровно один путь, он и будет кратчайшим.
Возьмем три различные вершины x, y и z. Обозначим вершины на пути из y в x как а вершины на пути из y в z, как
Выберем максимальное такое k, что Тогда при (при по максимальности, а при можно было бы найти цикл). Осталось заметить, что последовательность
3.4 Пусть в гармоничной стране n школ, каждая из которых соединена беспосадочными маршрутами ровно с d другими. Докажите, что
Сюжет 3
В магической стране есть несколько школ. Некоторые из них соединены беспосадочными маршрутами совиной почты. Кратчайшим путем между школами называется путь, для которого сове понадобится наименьшее количество перелетов. Страна называется гармоничной, если для любых трех различных школ Ю, М и Ш существует единственная школа (называемая медианой), принадлежащая одновременно каким-то кратчайшем путям из Ю в М, из М в Ш и из Ю в Ш (она может совпадать с одной из школ Ю, М, Ш).
Заметим, что если мы подвесим за произвольную вершину v, количество ребер со второго на третий уровень будет поскольку в графе не может быть треугольников. Теперь заметим, что если три таких ребра ведут из вершин u1, u2, u3 в
что влечет
3.1 Докажите, что если в стране любые две школы соединяет ровно одна цепочка беспосадочных маршрутов, то эта страна гармонична.
Обратим внимание на то, что в дереве лююбые две вершины соединяет ровно один путь, он и будет кратчайшим.
Возьмем три различные вершины x, y и z. Обозначим вершины на пути из y в x как а вершины на пути из y в z, как
Выберем максимальное такое k, что Тогда при (при по максимальности, а при можно было бы найти цикл). Осталось заметить, что последовательность
1.1 Известно, что Найдите все такие многочлены f(x).
Сюжет 1
Во пунктах под f(x) подразумевается многочлен с вещественными коэффициентами.
Пусть Тогда Отсюда и Наконец, посмотрим на коэффициент перед x2 и определим, что c = 1. В самом деле,
Ответ:
1.2 Пусть q < 0, и пусть Докажите, что многочлен имеет корень.
Докажем, что (композиция берётся n раз) имеет положительный корень. Будем доказывать индукцией по n. База: n = 1. В самом деле, а ветви параболы направлены вверх. Переход: пусть x0 — положительный корень для (n − 1 композиция), тогда (n композиций), т. е. правее x0 есть корень.
1.2 Пусть q < 0, и пусть Докажите, что многочлен имеет корень.
Сюжет 1
Во пунктах под f(x) подразумевается многочлен с вещественными коэффициентами.
Докажем, что (композиция берётся n раз) имеет положительный корень. Будем доказывать индукцией по n. База: n = 1. В самом деле, а ветви параболы направлены вверх. Переход: пусть x0 — положительный корень для (n − 1 композиция), тогда (n композиций), т. е. правее x0 есть корень.
1.1 Известно, что Найдите все такие многочлены f(x).
Пусть Тогда Отсюда и Наконец, посмотрим на коэффициент перед x2 и определим, что c = 1. В самом деле,
Ответ:
2.1 Докажите, что PJ > PD.
Сюжет 2
Окружность с центром в точке I вписана в треугольник ABC и касается его сторон AB и AC в точках D и E соответственно. Биссектрисы треугольника ADE пересекаются в точке J. Отрезки BJ и CJ пересекают отрезок DE в точках P и Q соответственно.
Действительно, (последнее неравенство следует из того, что — внешний). Против большего угла лежит большая сторона.
2.2 Известно, что IJ = DE. Найдите угол BAC.
Можно обозначить через X пересечение отрезков DE и и расписать в прямоугольном треугольнике ADI длины через и Тогда:
откуда вычислением получаем, что
Нормальное решение говорит, что биссектрисы углов ADE и AED пересекают окружность в середине дуги DE. Значит, J лежит на т. е. IJ = IE = ID (кстати, подсчет углов тоже дает, что, например, треугольник IDJ равнобедренный). В условиях этого пункта треугольник IDE правильный. Так, искомый угол:
Ответ:
2.2 Известно, что IJ = DE. Найдите угол BAC.
Сюжет 2
Окружность с центром в точке I вписана в треугольник ABC и касается его сторон AB и AC в точках D и E соответственно. Биссектрисы треугольника ADE пересекаются в точке J. Отрезки BJ и CJ пересекают отрезок DE в точках P и Q соответственно.
Можно обозначить через X пересечение отрезков DE и и расписать в прямоугольном треугольнике ADI длины через и Тогда:
откуда вычислением получаем, что
Нормальное решение говорит, что биссектрисы углов ADE и AED пересекают окружность в середине дуги DE. Значит, J лежит на т. е. IJ = IE = ID (кстати, подсчет углов тоже дает, что, например, треугольник IDJ равнобедренный). В условиях этого пункта треугольник IDE правильный. Так, искомый угол:
Ответ:
2.1 Докажите, что PJ > PD.
Действительно, (последнее неравенство следует из того, что — внешний). Против большего угла лежит большая сторона.
3.1 Пусть N = 8. Докажите, что можно добиться того, чтобы осталось не более одной черной фишки.
Сюжет 3
По кругу стоит N фишек черного и белого цветов. За ход можно поменять цвета у любой пары одноцветных фишек, стоящих через одну (между ними может стоять фишка любого цвета), или у любой тройки подряд идущих фишек, таких что цвет первой из них (считая по часовой стрелке) отличаются от цвета двух других.
Покажем, что если черных больше, то их количество можно уменьшить. Это очевидно, если они стоят через одну (делаем первую операцию) или рядом (тогда, если не все фишки черные, находим тройку БЧЧ и делаем вторую операцию). Если черные стоят через две — тоже (превращаем ЧББЧ в БЧЧЧ, а затем в ББЧБ). Если фишек больше одной и между ними больше двух белых, то они стоят ровно через три, тогда превращаем ЧБББЧ в БЧЧБЧ, потом в БЧБББ.
Пусть N = 2018. Докажите, что можно получить полностью белую расстановку.
Для данной расстановки рассмотрим получаемую из неё расстановку с наименьшим возможным количеством черных клеток. По предыдущему пункту, между любыми двумя черными не менее четырёх белых. Преобразовываем пятёрку ЧББББ: ЧББББ, БЧЧББ, БЧБЧЧ, ББББЧ. Таким образом, любую черную фишку можно сдвинуть на 4 позиции, и если черных фишек больше одной, добиться–таки того, чтобы расстояние между черными было меньше четырех, после чего уменьшим их количество — противоречие.
Если же черная фишка всего одна, например, на позиции 1 (пронумеруем позиции против часовой стрелки), применим первую операцию к позициям 2 и 4, после чего начнем сдвигать чёрную фишку на позиции 4 вправо на четыре позиции, как в прошлом абзаце, и пригоним её на позицию 2016. Теперь все чёрные фишки содержатся во фрагменте ЧББЧЧ, и мы его преобразуем: ЧББЧЧ,ЧБЧББ, БББББ.
Пусть N = 2018. Докажите, что можно получить полностью белую расстановку.
Сюжет 3
По кругу стоит N фишек черного и белого цветов. За ход можно поменять цвета у любой пары одноцветных фишек, стоящих через одну (между ними может стоять фишка любого цвета), или у любой тройки подряд идущих фишек, таких что цвет первой из них (считая по часовой стрелке) отличаются от цвета двух других.
Для данной расстановки рассмотрим получаемую из неё расстановку с наименьшим возможным количеством черных клеток. По предыдущему пункту, между любыми двумя черными не менее четырёх белых. Преобразовываем пятёрку ЧББББ: ЧББББ, БЧЧББ, БЧБЧЧ, ББББЧ. Таким образом, любую черную фишку можно сдвинуть на 4 позиции, и если черных фишек больше одной, добиться–таки того, чтобы расстояние между черными было меньше четырех, после чего уменьшим их количество — противоречие.
Если же черная фишка всего одна, например, на позиции 1 (пронумеруем позиции против часовой стрелки), применим первую операцию к позициям 2 и 4, после чего начнем сдвигать чёрную фишку на позиции 4 вправо на четыре позиции, как в прошлом абзаце, и пригоним её на позицию 2016. Теперь все чёрные фишки содержатся во фрагменте ЧББЧЧ, и мы его преобразуем: ЧББЧЧ,ЧБЧББ, БББББ.
3.1 Пусть N = 8. Докажите, что можно добиться того, чтобы осталось не более одной черной фишки.
Покажем, что если черных больше, то их количество можно уменьшить. Это очевидно, если они стоят через одну (делаем первую операцию) или рядом (тогда, если не все фишки черные, находим тройку БЧЧ и делаем вторую операцию). Если черные стоят через две — тоже (превращаем ЧББЧ в БЧЧЧ, а затем в ББЧБ). Если фишек больше одной и между ними больше двух белых, то они стоят ровно через три, тогда превращаем ЧБББЧ в БЧЧБЧ, потом в БЧБББ.
1.3 Докажите, что не существует многочлена f(x) такого, что
(f применяется более одного раза).
Сюжет 1
Во пунктах под f(x) подразумевается многочлен с вещественными коэффициентами.
Решение 1. Заметим, что а значит, f(x) является многочленом третьей степени, а композиция применяется 5 раз — других вариантов просто нет. Допустим, что степень f делится на 3, но f содержит одночлены с показателем, не кратным трём. Заметим, что то же самое верно для любого многочлена вида g(f). (Посмотрим на самый старший такой одночлен в f и посмотрим, где такой может возникнуть в g(f)). Значит, исходный многочлен f в задаче мог иметь вид только но это тоже не подходит — итерируя его, видим, что при там есть ненулевой коэффициент при (то есть, для 5-ой итерации — уx240).
Решение 2. Аналогично, сначала поймем все про степень f и количество композиций. Заметим, что
и у этого многочлена есть три промежутка монотонности (просто сделаем монотонную замену Но тогда и у f(x) есть три промежутка монотонности, а у f(f(f(f(f(x))))) их будет больше (можно доказать разбором случаев).
1.1 Известно, что Найдите все такие многочлены f(x).
Пусть Тогда Отсюда и Наконец, посмотрим на коэффициент перед x2 и определим, что c = 1. В самом деле,
Ответ:
Многочлен f(x) удовлетворяет уравнению
Докажите, что
Сюжет 1
Во пунктах под f(x) подразумевается многочлен с вещественными коэффициентами.
Рассмотрим многочлен Тогда условие переписывается как
или Заметим, что h(x) — нечётный многочлен, то есть где
1) функция f(x) содержит слагаемое степени старше, чем (рассмотрим максимальную такую степень). Тогда h(f(x)) содержит слагаемое
2) старшее слагаемое f(x) — Но тогда
и снова содержит то же слагаемое с противоположным знаком, а это плохо.
1.1 Известно, что Найдите все такие многочлены f(x).
Пусть Тогда Отсюда и Наконец, посмотрим на коэффициент перед x2 и определим, что c = 1. В самом деле,
Ответ:
Наверх