Θέματα της δεύτερης φάσης (τελικής) για την 10η τάξη
[/i]
[b]1.[/b] Για την μη σταθερή αριθμητική πρόοδο
υπάρχει τέτοιος μη μηδενικός φυσικός αριθμός
, ώστε
.Να αποδείξετε, ότι σε αυτή την πρόοδο δεν υπάρχουν μηδενικοί όροι. [size=85](Σ. Ιβάνοβ)[/size]
[b]2.[/b] Κάθε δυο πόλεις, από
, της Ρουριτανίας είναι συνδεμένες με απευθείας αερογραμμή με μια εκ δυο εταιριών. Φίλο μονοπωλιακή επιτροπή θέλει, τουλάχιστον
διαδρομές να εκτελούνται από την ίδια εταιρία. Για αυτό της επιτρέπεται ακόμη και κάθε μέρα να διαλέξει οποιεσδήποτε τρεις πόλεις και να αλλάξει την δικαιοδοσία τριών διαδρομών, που συνδέουν αυτές τις πόλεις μεταξύ τους (δηλαδή να αφαιρέσει αυτές τις διαδρομές από την μια εταιρία, η οποία τις εκτελεί, και να τις αναθέσει στην άλλη). Για ποιο μέγιστο
η επιτροπή εγγυημένα σε κάποιο χρονικό διάστημα θα μπορέσει να επιτύχει το σκοπό της, ανεξάρτητα το πως είναι κατανεμημένες οι διαδρομές την τρέχουσα στιγμή; [size=85](Σ. Μπερλόβ)[/size][b]3.[/b] Δίνονται οι μη μηδενικοί φυσικοί αριθμοί
και
. Να δείξετε, ότι
. [size=85](Α.Χράμπροβ)[/size]
[b]4.[/b] Δίνεται κυρτό τετράπλευρο
. Οι διάμεσοι του τριγώνου
τέμνονται στο σημείο
και οι διάμεσοι του τριγώνου
, στο σημείο
. Ο περιγεγραμμένος κύκλος του τριγώνου
, τέμνει το ευθύγραμμο τμήμα
στο σημείο
, εσωτερικό του τριγώνου
. Είναι γνωστό, ότι
. Να αποδείξετε, ότι
. [size=85](Α.Κουζνέτσοβ, Ρ. Κουζνέτσοβ)[/size]
[i]Καταληκτική αίθουσα[/i]
[b]5.[/b] Μια τάξη έχει
μαθητές. Ο δάσκαλος θέλει να προμηθευτεί
σοκολάτες, να διεξάγει μια ολυμπιάδα και να μοιράσει για την επιτυχία των μαθητών όλες τις
σοκολάτες (οι λύσαντες ίσο αριθμό προβλημάτων λαμβάνουν ίσο αριθμό, οι λύσαντες λιγότερο, λιγότερες, πιθανόν και μηδενικό αριθμό σοκολάτων ). Για ποιο ελάχιστο
αυτό είναι δυνατόν ανεξάρτητα από τον αριθμό των προβλημάτων της ολυμπιάδας και της επίδοσης των μαθητών; [size=85](Μ.Αντίνοβ)[/size][b]6.[/b] Είναι δυνατόν άραγε σε όλα τα κελιά ενός άπειρου τετραγωνισμένου επιπέδου να τοποθετήσουμε όλους του θετικούς ακέραιους (από μια φορά) έτσι, ώστε για κάθε
το άθροισμα των αριθμών σε κάθε
τετράγωνο να διαιρείτε με τον
; [size=85](Α.Γκολοβάνοβ)[/size]
[b]7.[/b] Σε τετράγωνο
σημειώθηκαν
σημεία. Να αποδείξετε, ότι θα βρεθεί παραλληλόγραμμο, με πλευρές παράλληλες προς τις πλευρές του τετραγώνου, το εμβαδόν του οποίου διαφέρει από το πλήθος των σημείων που είναι τοποθετημένα σε αυτό τουλάχιστον κατά
. [size=85](Α.Χράμπροβ)[/size][url=http://www.pdmi.ras.ru/~olymp/]Πηγή η επίσημη σελίδα της ολυμπιάδας.[/url]



με 


λόγο της αριθμητικής προόδου όμως
ακέραιοι μεγαλύτεροι ή ίσου του 1 και αυτό σημαίνει πως στην τελαυταία ισότητα που έχουμε το αριστερό μέλος είναι αρνητικό ή ίσο με το 0 και το δεξί θετικός το οποίο είναι άτοπο. Οπότε δεν υπάρχει μηδενικός όρος στην αριθμητική πρόοδο.
η διαφορά της προόδου, και
ο πρώτος όρος. Η δοσμένη γράφεται (εύκολο)
(1) (υπέθεσα ότι
).
, τότε
.
, άτοπο, αφού
.
. Θα δείξω ότι το
είναι εγγράψιμο. Έστω
το μέσον της
, και
.
και
.
(τα
είναι βαρύκεντρα), επομένως
, επομένως
, αφού
.
, από το παραλληλόγραμμο
. Συνεπώς,
ισοσκελές τραπέζιο, οπότε και εγγράψιμο.
, και η απόδειξη ολοκληρώθηκε.
, οπότε αν
, είναι
.
. Γράφω την ανισότητα ως
.
και θα δείξω ότι είναι γνησίως φθίνουσα.
, και αρκεί
, και αφού
, ή αλλιώς
, όπου
.
. Αν
, η προηγούμενη είναι προφανής.
, και
οπότε αρκεί
. Θέτω
, οπότε αρκεί
, και αφού
.
είναι φθίνουσα, οπότε
, και αρκεί μετά από πράξεις να δείξω ότι
, που είναι προφανές.
, και αφού
, είναι από την Bernoulli,
.
σοκολάτες.
μαθητές οι οποίοι έχουν τον χαμηλότερο βαθμό,
με το δεύτερο χαμηλότερο βαθμό κ.ο.κ. μέχρι τους
μαθητές με τον ψηλότερο βαθμό. Τότε έχουμε
. Ο δάσκαλος μπορεί να δώσει
σοκολάτες σε αυτούς με τον χαμηλότερο βαθμό, από μία σε αυτούς με τον δεύτερο χαμηλότερο κ.ο.κ. Συνολικά θα χρειαστεί:

όπως ισχυριστήκαμε.
είναι ακέραιοι. Οπότε από την
δεν μπορούμε να συμπεράνουμε ότι
. Λύνοντας όμως ως προς
και αντικαθιστώντας στην (1) καταλήγουμε στο
οπότε πάλι καταλήγουμε προς άτοπο όπως στη λύση του Ορέστη.
.
.
ζεύγη πόλεων και βάλουμε μεταξύ των πόλεων των ζευγών μία διαδρομή από την αντίπαλη εταιρεία, τότε ότι και να κάνουμε μετά, σε κάθε μία από αυτές τις
πόλεις θα υπάρχει πάντα τουλάχιστον μία διαδρομή από την αντίπαλη εταιρεία. Άρα η αντίπαλη εταιρεία θα έχει πάντα τουλάχιστον
με δύο ή περισσότερες διαδρομές της αντίπαλης εταιρείας. Αυτό ισχύει διότι αν έχουμε διαδρομές
και
, οι διαδρομές της αντίπαλης εταιρείας μειώνονται τουλάχιστον κατά μία, άτοπο.
στο οποίο είναι σημειωμένα
σημεία όπου
. Υποθέτουμε ότι
.
τετράγωνο μέσα στο ορθογώνιο. Αν δεν υπάρχουν σημεία μέσα σε αυτό, τότε είναι καλό και τελειώσαμε. Αλλιώς παίρνουμε ένα σημείο μέσα στο τετράγωνο και το χρησιμοποιούμε για να χωρίσουμε το
άλλα ορθογώνια. Το άθροισμα των εμβαδών τους είναι ίσο με
ενώ το πλήθος των σημείων μέσα σε αυτά είναι τουλάχιστον
επειδή το σημείο που πήραμε ανήκει και στα τέσσερα ορθογώνια. Άρα τουλάχιστον ένα από αυτά τα τέσσερα μικρότερα ορθογώνια έχει διαστάσεις
και
σημειωμένα σημεία με
. Επιπλέον έχουμε
και
.
και
. Είτε θα βρούμε ένα καλό τετράγωνο είτε θα πάρουμε ένα
ορθογώνιο με
και
. Μέσα σε αυτό είτε θα βρούμε ένα καλό τετράγωνο, είτε θα πάρουμε ένα
ορθογώνιο με
και
. Επαναλαμβάνοντας άλλες
φορές, είτε θα έχουμε βρει ένα καλό τετράγωνο είτε θα καταλήξουμε σε ένα
ορθογώνιο με
και
. Αυτό όμως είναι ένα καλό ορθογώνιο οπότε τελειώσαμε.
. Το σχόλιο είναι: "Αν και το πρόβλημα ισχύει, είναι αρκετά δύσκλο για την θέση που βρίσκεται. Καλύτερα θεωρείστε
".