Σελίδα 1 από 1
Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 19, 2021 12:23 pm
από Demetres
Πρόβλημα 1: Να βρείτε όλους τους θετικούς ακέραιους αριθμούς

, ώστε ο αριθμός
να είναι ακέραιος.
Πρόβλημα 2: Δίνονται οι πραγματικοί αριθμοί

με

έτσι ώστε να ισχύει
Να βρείτε το σύνολο τιμών που μπορεί να πάρει το κλάσμα

.
Πρόβλημα 3: Ο Γιώργος παίζει το παρακάτω παιγνίδι: Σε κάθε βήμα μπορεί να αντικαθιστά μια τριάδα ακεραίων αριθμών

που είναι γραμμένη στον πίνακα, με οποιαδήποτε από τις ακόλουθες τριάδες:
Στον πίνακα είναι αρχικά γραμμένη η τριάδα

. Να εξετάσετε αν ο Γιώργος μπορεί, με μια ακολουθία επιτρεπόμενων βημάτων, να καταλήξει στην τριάδα

, τεκμηριώνοντας πλήρως τον ισχυρισμό σας.
Πρόβλημα 4: Δίνεται οξυγώνιο τρίγωνο

με

και

το κέντρο του περιγεργαμμένου κύκλου του τριγώνου. Πάνω στις πλευρές του

και

παίρνουμε σημεία

και

αντίστοιχα έτσι ώστε

. Ονομάζουμε

και

τα μέσα των τμημάτων

και

αντίστοιχα. Να αποδείξετε ότι

.
Επεξεργασία: Διορθώθηκε ένα τυπογραφικό στην άσκηση 3
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 19, 2021 3:39 pm
από 2nisic
Πρόβλημα 1:

Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 19, 2021 4:06 pm
από 2nisic
Πρόβλημα 3:
Άρα είναι αδύνατο αφού
![(2021,2019,2023)\equiv (2,0,1)[mod(3,3,3)] (2021,2019,2023)\equiv (2,0,1)[mod(3,3,3)]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/c171de7af84cbc8089a9887743488b33.png)
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Τετ Μάιος 19, 2021 5:59 pm
από 2nisic
Όπου

για ευκολία.
Έστω

το σημείο τομής του περιγεγραμενου κύκλου

με την

απο το

στην

τότε:
1)

2)

3)

Άρα

Οπότε

είναι το σημείο Μικέλ του τετραπλεύρου
Προφανος αν δείξουμε ότι

θα έχουμε τελειώσει.

λόγο

Άρα αρκεί να δείξουμε ότι:
Άρα αρκεί να δείξουμε ότι:

Που ισχύει αφού:
1)

2)

Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Πέμ Μάιος 20, 2021 3:33 pm
από Filippos Athos
Για το 4
Στο σχήμα του Διονύση ευκολα παρατηρούμε ότι

και

αφού

και

που προκύπτει απο το οτι τα

και

τα μέσα των τμημάτων

και

αντίστοιχα.
Οπότε πρέπει να δείξουμε ότι τα τρίγωνα

είναι όμοια.Δηλαδή

αφου

και

ουσιαστικά πρεπει να δείξουμε ότι
Απο Stewart στα τρίγωνα

έχουμε αντίστοιχα

Απλοποιούμε τα (1) και (2) ξέρωντας ότι

και

έχουμε
και
Από (3) και (4) έχουμε

που ολοκληρώνει την απόδειξη
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Πέμ Μάιος 20, 2021 8:55 pm
από Ορέστης Λιγνός
Demetres έγραψε: ↑Τετ Μάιος 19, 2021 12:23 pm
Πρόβλημα 2: Δίνονται οι πραγματικοί αριθμοί

με

έτσι ώστε να ισχύει
Να βρείτε το σύνολο τιμών που μπορεί να πάρει το κλάσμα

.
Έστω
![\sqrt[3]{x+\sqrt{2021}}=a \sqrt[3]{x+\sqrt{2021}}=a](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/22009560f0defec248ba6f8f8342fdcb.png)
και
![\sqrt[3]{x-\sqrt{2021}}=b \sqrt[3]{x-\sqrt{2021}}=b](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/94c12a3d0d4a22ec30855ae79db48c9e.png)
. Τότε, είναι

. Επιπλέον

οπότε

.
Επιπλέον

και

από Holder. Η ισότητα στην πρώτη ισχύει για

ή

. Η ισότητα στην δεύτερη ισχύει για

, άτοπο. Οπότε η ανισότητα είναι αυστηρή.
Έτσι,

. Μένει να δείξουμε ότι όλες οι ενδιάμεσες τιμές μπορούν να επιτευχθούν.
Είναι

οπότε αντικαθιστώντας
![b=\sqrt[3]{a^3-2\sqrt{2021}} b=\sqrt[3]{a^3-2\sqrt{2021}}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/af29feaa457a70b0d922614255396c2a.png)
προκύπτει
![\dfrac{y}{x}=\dfrac{(a+\sqrt[3]{a^3-2\sqrt{2021}})^3}{a^3-\sqrt{2021}} \dfrac{y}{x}=\dfrac{(a+\sqrt[3]{a^3-2\sqrt{2021}})^3}{a^3-\sqrt{2021}}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/02db6fadd92dccab675513cf742d471f.png)
με
Έστω

, οπότε
![\dfrac{y}{x}=(\dfrac{\sqrt[3]{t^3+\sqrt{2021}}+\sqrt[3]{t^3-\sqrt{2021}}}{t})^3 \dfrac{y}{x}=(\dfrac{\sqrt[3]{t^3+\sqrt{2021}}+\sqrt[3]{t^3-\sqrt{2021}}}{t})^3](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/91cdf5a5ad6e247fb08e0fbff85a934c.png)
με
![t \geq \sqrt[6]{2021} t \geq \sqrt[6]{2021}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/6ad2d30f46199d64b79843076e3fe9d8.png)
.
Είναι,
![f(\sqrt[6]{2021})=2 f(\sqrt[6]{2021})=2](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/7d8b386ed8f2daf82ea226b5ae0c1c9f.png)
και
![\displaystyle(\lim_{t \rightarrow +\infty} \sqrt[3]{1+\dfrac{\sqrt{2021}}{t^3}}+\sqrt[3]{1-\dfrac{\sqrt{2021}}{t^3}})^3=2^3=8 \displaystyle(\lim_{t \rightarrow +\infty} \sqrt[3]{1+\dfrac{\sqrt{2021}}{t^3}}+\sqrt[3]{1-\dfrac{\sqrt{2021}}{t^3}})^3=2^3=8](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/102524f7be4223487b64bb27a08be7f8.png)
, άρα

όταν

. Έστω

, τότε αφού η

είναι συνεχής (πράξεις μεταξύ συνεχών), από το Θ.Μ.Ε.Τ. στο
![[\sqrt[6]{2021},u] [\sqrt[6]{2021},u]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/9b0072cc144950a5aae8ab6891cc0acc.png)
η

παίρνει όλες τις τιμές στο
![[2,f(u)] [2,f(u)]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/c0937629b22fffeb2d031381961a9662.png)
.
Αφού όμως για

η

παίρνει τιμές όσο κοντά στο

θέλουμε, πράγματι η

παίρνει όλες τις τιμές στο

, οπότε τελειώσαμε.
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Πέμ Μάιος 20, 2021 11:38 pm
από giannis2006
Η λύση μου για το 2ο:
Για τους αριθμούς
![-\sqrt[3]{x-\sqrt{2021}}, l=-\sqrt[3]{x+\sqrt{2021}}, m=\sqrt[3]{y} -\sqrt[3]{x-\sqrt{2021}}, l=-\sqrt[3]{x+\sqrt{2021}}, m=\sqrt[3]{y}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/26e2d2969bdc2f12235d28548b6dfcfc.png)
, ισχύει

. Άρα από την ταυτότητα του euler
Άρα:

Άρα, αφού

, προκύπτει

, δηλαδή
Έστω τώρα ότι

, δηλαδή

.
Από την (1), αντικαθιστώντας το

προκύπτει:


και έπειτα από πράξεις προκύπτει ότι:
![x^{2}[27a-(a-2)^3)] x^{2}[27a-(a-2)^3)]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/005e1b7b6821bb46e1ce0c937c3397dc.png)
. Όμως, προφανώς

, άρα, αφού

είναι επίσης θετικό,
πρέπει

. Άρα πρέπει

Όμως, για

,

, άτοπο. Άρα

και , τελικά, για τον αριθμό

ισχύει

Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Πέμ Μάιος 20, 2021 11:57 pm
από Al.Koutsouridis
Ορέστης Λιγνός έγραψε: ↑Πέμ Μάιος 20, 2021 8:55 pm
Demetres έγραψε: ↑Τετ Μάιος 19, 2021 12:23 pm
Πρόβλημα 2: Δίνονται οι πραγματικοί αριθμοί

με

έτσι ώστε να ισχύει
Να βρείτε το σύνολο τιμών που μπορεί να πάρει το κλάσμα

.
Έστω
![\sqrt[3]{x+\sqrt{2021}}=a \sqrt[3]{x+\sqrt{2021}}=a](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/22009560f0defec248ba6f8f8342fdcb.png)
και
![\sqrt[3]{x-\sqrt{2021}}=b \sqrt[3]{x-\sqrt{2021}}=b](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/94c12a3d0d4a22ec30855ae79db48c9e.png)
. Τότε, είναι

. Επιπλέον

οπότε

.
Συνεχίζω λίγο διαφορετικά από αυτό το σημείο.
Έστω

και έστω ότι το κλάσμα ισούται με

. Τότε έχουμε
Επειδή

αν

, δηλαδή αν

ή

θα πρέπει

. Επομένως η τιμή

μπορεί επιτευχθεί. Για

έχουμε
Είναι όμως

και

, (

) με την ισότητα όταν

, που δεν μπορεί να συμβεί.
Έστω
Δηλαδή το

συναρτήσει του

είναι μια υπερβολή. Άρα σε κάθε

θα ανήκει ένα

.
Για να παρθούν λοιπόν όλες οι ενδιάμεσες τιμές του κλάσματος αρκεί η εξίσωση

να έχει λύση για κάθε

.
Πράγματι, η εξίσωση γράφεται ισοδύναμα
και έχει διακρίνουσα

για κάθε

.
Μένει να δείξουμε ότι για τα

της παραπάνω διαδικασίας, υπάρχει και το αντίστοιχο

. Δεν τα έχω καταφέρει σε αυτό το κομμάτι.
Δεδομένου ότι το θέμα είναι για μαθητές γυμνασίου είμαι περιέργος να δω τις επίσημες λύσεις και το πως δικαιολογούμε τις ενδιάμεσες τιμές του διαστήματος που έχουμε βρει.
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Παρ Μάιος 21, 2021 12:07 am
από Al.Koutsouridis
2nisic έγραψε: ↑Τετ Μάιος 19, 2021 3:39 pm
Πρόβλημα 1:
Για την αποκρυπτογράφηση της "χειλώνιας ισοδυναμίας" δείτε και
εδώ.
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Παρ Μάιος 21, 2021 7:46 am
από 2nisic
Al.Koutsouridis έγραψε: ↑Παρ Μάιος 21, 2021 12:07 am
2nisic έγραψε: ↑Τετ Μάιος 19, 2021 3:39 pm
Πρόβλημα 1:
Για την αποκρυπτογράφηση της "χειλώνιας ισοδυναμίας" δείτε και
εδώ.
Μια άλλη προσέγγιση:
Θα δείξουμε ότι

Αρκεί να δείξουμε ότι για

έχουμε
Επειδή

αρκεί να δείξουμε ότι

Δηλαδή ότι:
Οπότε αφού

Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Παρ Μάιος 21, 2021 9:48 am
από Demetres
Al.Koutsouridis έγραψε: ↑Πέμ Μάιος 20, 2021 11:57 pm
Δεδομένου ότι το θέμα είναι για μαθητές γυμνασίου είμαι περιέργος να δω τις επίσημες λύσεις και το πως δικαιολογούμε τις ενδιάμεσες τιμές του διαστήματος που έχουμε βρει.
Η λύση που είχαμε ήταν πιο κοντά σε αυτήν που έδωσε ο giannis2006. (Συγχαρητήρια Γιάννη για τη λύση και καλωσόρισες στο

)
Από το
![27\cdot2021a=x^2[27a-(a-2)^3)] 27\cdot2021a=x^2[27a-(a-2)^3)]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/bc46e1362f31dfecd54077e9beb23434.png)
που βρήκε ο Γιάννης παίρνουμε άμεσα ότι
Γνωρίζοντας ότι το αριστερό μέλος ανήκει στο
![(0,1] (0,1]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/668c7b55a37300c330dcd565d9e076da.png)
παίρνουμε ότι
Η αριστερή ανισότητα δίνει

ενώ η δεξιά, θέτοντας

είναι ισοδύναμη με

. Όμως

. Άρα

και

.
Τώρα, για οποιαδήποτε τιμή του

στο

απλά ορίζουμε

και

.
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Παρ Μάιος 21, 2021 10:19 am
από Al.Koutsouridis
Demetres έγραψε: ↑Παρ Μάιος 21, 2021 9:48 am
Η λύση που είχαμε ήταν πιο κοντά σε αυτήν που έδωσε ο giannis2006. (Συγχαρητήρια Γιάννη για τη λύση και καλωσόρισες στο

)
Από το
![27\cdot2021a=x^2[27a-(a-2)^3)] 27\cdot2021a=x^2[27a-(a-2)^3)]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/bc46e1362f31dfecd54077e9beb23434.png)
που βρήκε ο Γιάννης παίρνουμε άμεσα ότι
Γνωρίζοντας ότι το αριστερό μέλος ανήκει στο
![(0,1] (0,1]](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/668c7b55a37300c330dcd565d9e076da.png)
παίρνουμε ότι
Η αριστερή ανισότητα δίνει

ενώ η δεξιά, θέτοντας

είναι ισοδύναμη με

. Όμως

. Άρα

και

.
Τώρα, για οποιαδήποτε τιμή του

στο

απλά ορίζουμε

και

.

Ωραίο αλγεβρικό θέμα. Συγχαρητήρια και στον Ορέστη και στον giannis2006 για τις λύσεις τους.
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Παρ Μάιος 21, 2021 10:51 am
από ksofsa
Καλημέρα!
Έχουν δοθεί εξαιρετικές λύσεις μέχρι τώρα!
Θα δώσω μια λύση ακόμα , η οποία όμως δεν είναι η συνιστώμενη ,διότι ξεφεύγει πολύ. Την παραθέτω όμως σαν παρατήρηση-σχόλιο.
Η δοσμένη σχέση ,με τα ριζικά που περιέχει, θυμίζει την επίλυση της τριτοβάθμιας και αυτό μπορούμε να το αξιοποιήσουμε!
Η εξίσωση

έχει λύση:
Η δοσμένη σχέση γράφεται:
Θέτοντας

, έχω ότι
Από εδώ και κάτω συνεχίζουμε όπως και ο κύριος Δημήτρης.
Re: Γ' Παγκύπριος Διαγωνισμός Επιλογής για JBMO 2021
Δημοσιεύτηκε: Δευ Μάιος 24, 2021 7:40 am
από andrei.eckstein
Let the circle centered at

and radius

meet the side

again at

. Define similarly

. The line segments

and

have the same midpoint (the projection of

onto

), therefore

. Moreover,

. It follows that

passes throught the reflection of

over the point

. Similarly, line

also passes through the same point. Thus, triangles

and

are similar (homothetic). Using the fact that points

are concyclic, we have
ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ: Έστω ότι ο κύκλος με κέντρο το

και ακτίνα

τέμνει την πλευρά

και στο

. Θεωρούμε παρόμοια το σημείο

. Τα τμήματα

και

έχουν το ίδιο μέσο (την προβολή του

επί του

), επομένως

. Επιπλέον,

. Έπεται ότι το

περνά από το συμμετρικό, ως προς το σημείο

, σημείο του

. Παρόμοια, η γραμμή

περνά, επίσης, από το ίδιο σημείο. Συνεπώς τα τρίγωνα

και

είναι όμοια (ομοθετικά). Χρησιμοποιώντας το γεγονός ότι τα σημεία

είναι ομοκυκλικά, έχουμε ότι
