Регион 10 класс → .01 Регион до 2015
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Последовательность чисел задана условиями
и
при всех Докажите, что все члены последовательности — целые числа.
Положим тогда
Достаточно показать, что все числа
– целые. Заметим, что
и
то есть
Значит, при
Так как одно из чисел делится на
то при
число
– целое.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В языке племени АУ две буквы — и
Некоторые последовательности этих букв являются словами, причём в каждом слове не больше
букв. Известно, что если написать подряд любые два слова, то полученная последовательность букв не будет словом. Найдите
максимальное возможное количество слов в таком языке.
Подсказка 1
Сколько существует слов длины n, которые состоят только из буквы a и у?
Подсказка 2
Верно, 2^n. Может ли в искомом множестве слов не быть слов длины 13?
Подсказка 3
Нет, потому что мы можем взять только слова длины 13, их количество больше, чем количество всех остальных слов. Как это соображение помогает построить пример?
Подсказка 4
Давайте возьмем в множество все слова длины хотя бы 7. Чему равно количество слов? Почему нельзя больше?
Подсказка 5
Количество слов равно 2¹⁴ - 2⁷ . Может ли в искомом множестве не быть слов длины 7?
Подсказка 6
Нет, не может. Пусть так же в языке есть k слов длины не больше 6. Докажите, что тогда количество не превосходит 2¹⁴ - 2⁷ - k.
Если все последовательности, количество букв в которых не меньше и не больше
являются словами, то, очевидно, условие задачи
соблюдается; при этом количество таких слов равно
Осталось показать, что это количество — наибольшее
возможное.
Общее количество последовательностей длины, не превосходящей равно
Если среди слов в языке нет ни
одного
-буквенного, то общее количество слов не превосходит
Пусть, напротив, в языке существует
-буквенное
слово
Тогда для каждого слова
состоящего из
или менее букв, последовательность букв
не может являться словом, и все
последовательности вида
очевидно, различны. Значит, если в языке есть
слов из
или менее букв, то количество слов из хотя бы
букв не превосходит
Значит, общее количество слов не превосходит
что и требовалось доказать.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
По кругу стоят натуральных чисел. Между каждыми двумя соседними числами записали их наименьшее общее
кратное. Могут ли эти наименьшие общие кратные образовать
последовательных чисел (расположенных в каком-то
порядке)?
Пусть Обозначим исходные числа (в порядке обхода) через
мы будем считать, что
Положим
Предположим что числа
— это
подряд идущих натуральных чисел.
Рассмотрим наибольшую степень двойки на которую делится хотя бы одно из чисел
Заметим, что ни одно из чисел
не делится на
Пусть для определённости
тогда
и
Значит,
и
при некоторых
нечётных
и
Без ограничения общности можно считать, что
Тогда, поскольку
образуют
последовательных
чисел, среди них должно быть и число
(поскольку
Но это число делится на
(так как
четно), что невозможно. Противоречие.
Не могут
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Натуральные числа и
где
таковы, что
Докажите, что хотя бы одно из чисел
–
составное.
Подсказка 1:
Попробуйте, например, записать условие, что a + c составное, в другом формате, с которым проще работать.
Подсказка 2:
Если a + c составное, то НОД a и c больше 1 (почему?).
Подсказка 3:
Попробуйте преобразовать равенство из условия и подумайте, как к нему применить тот вывод про НОДы.
Достаточно показать, что хотя бы одно из двух чисел и
больше
Действительно, если, например,
то
делится на
и
значит,
– составное число. Из условия следует, что
значит,
делится на
Но тогда, если
то и
что противоречит условию.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дан выпуклый шестиугольник При этом оказалось, что
а четырехугольники
и
являются
вписанными. Докажите, что прямые
и
параллельны.
Подсказка 1
В этой задаче нужно просто собрать информацию про рисунок. У вас есть два вписанных четырëхугольника, посмотрите на вписанные углы и посчитайте углы для нужной параллельности.
Подсказка 2
Для удобства стоит отметить точку пересечения AE и BF.
Пусть — точка пересечения отрезков
и
Это и значит, что
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В трапеции боковая сторона
перпендикулярна основаниям,
– точка пересечения диагоналей. На описанной окружности
треугольника
взята точка
диаметрально противоположная точке
Докажите, что
По условию — диаметр, откуда
Отсюда получаем, что
Заметим, что для решения задачи достаточно показать, что Это равносильно подобию треугольников
и
Следовательно, достаточно показать, что
В окружности
отрезки
и
стягиваются углами
и
то
есть
Из прямоугольных треугольников и
имеем
Таким образом,
Получили требуемое.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Ненулевые числа
таковы, что
при любом
Докажите, что
при любом
Подсказка 1
Посмотрите на выражения в неравенствах как на квадратные трëхчлены относительно x.
Подсказка 2
Осталось вспомнить, в каких случаях квадратный трëхчлен может целиком лежать выше оси абсцисс.
Если квадратный трёхчлен при всех
то это значит, что его дискриминант
Ещё мы можем
понять, что
подставив
Нас же просят доказать, что дискриминант трёхчлена
также меньше
Если заметить, что
то становится ясно, что второе неравенство идентично первому. Тогда
получаем, что у графика трёхчлена ветви направлены вверх и его дискриминант отрицательный. Значит, неравенство
верно.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В кубе площадь ортогональной проекции грани
на плоскость, перпендикулярную диагонали
равна
Найдите площадь ортогональной проекции куба на эту плоскость.
Подсказка 1
Очевидно, что плоскость можно выбрать любую, так давайте выберем удобную! Рассмотрите плоскость, проходящую через центр куба. Что тогда будет являться проекцией грани AA₁B₁B? Что получится при проекции куба?
Подсказка 2
Проекций куба будет правильный шестиугольник. Посмотрите на вершины этого шестиугольника. Из них 3 это образы грани AA₁B₁B. Куда перешла четвертая вершина?
Выберем плоскость проекции так, чтобы она проходила через центр куба. Сечением куба этой плоскостью является правильный
шестиугольник
Проекцией куба на эту плоскость является шестиугольник
вершины которого являются центрами правильных треугольников, построенных на сторонах шестиугольника поэтому
полученный шестиугольник также является правильным, причём вершины
и
куба проектируются в его центр.
Проекцией грани
является параллелограмм
Его площадь в три раза меньше площади проекции
куба.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Арифметическая прогрессия состоящая из натуральных чисел, такова, что при любом
произведение
делится на
Докажите, что все члены этой прогрессии делятся на
Источники:
По условию числа и
делятся на
Значит, их разность
кратна
Следовательно,
делится на
Аналогично на
делится
То есть
делит разность
Покажем, что также делится на
Заметим, что
Если
делится на
то и
делится на
Аналогично с
простым числом
По доказанному выше имеем: Таким образом,
кратно
а значит
делится на
Из делимости
и
на
следует требуемое.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Уравнение
с целыми ненулевыми коэффициентами имеет
различных целых корней. Докажите, что если любые два корня взаимно
просты, то и числа
и
взаимно просты.
Источники:
По теореме Виета равен модулю суммы всевозможных произведений
чисел из наборов
а
равен модулю
произведения всех корней. Покажем, что
не делится на
Для этого заметим, что
По условию все корни взаимно просты,
отсюда и следует, что
не делится ни на один из корней, но тогда он не имеет общих множителей с
что и
требовалось.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В выпуклом многоугольнике на плоскости содержится не меньше точек с целыми координатами. Докажите, что в нём найдутся
точек с целыми координатами, которые лежат на одной прямой.
Источники:
Подсказка 1
Ясно, что надо использовать принцип Дирихле. Попробуем использовать пары остатков по модулю m. Всего таких m². Какой вывод можно сделать?
Подсказка 2
Точно! Найдутся две пары остатков, в которых первые и вторые компоненты сравнимы по модулю m. То есть можно найти в многоугольнике пары (x,y), (z,w) такие, что (x-z) и (y-w) делятся на m. Как теперь получить нужное количество точек на прямой?
По принципу Дирихле среди точек с целыми координатами найдутся такие две точки
и
что
и
Тогда точки
имеют целые координаты и лежат на одном отрезке между точками и
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Длины сторон многоугольника равны Квадратный трехчлен
таков, что
Докажите, что если
— сумма длин нескольких сторон многоугольника,
— сумма длин остальных его сторон, то
Источники:
Подсказка 1
В данной задаче мы хотим доказать, что квадратный трехчлен обладает некоторой симметрией. Какой симметрий обладает парабола?
Подсказка 2
График квадратного трехчлена обладает осевой симметрией: f(x) = f(a - x) для некоторого фиксированного a. Как эта симметрия применима к нашей задаче?
Подсказка 3
Пусть S - сумма всех сторон многоугольника. Тогда нам дано, что f(a_1) = f(S - a_1).
Попробуйте подставить эти выражения в квадратный трехчлен в общем виде, и из частного случая симметрии найти общий случай симметрии.
Первое решение.
Из графика квадратного трехчлена видим, что либо
и
расположены на числовой оси симметрично
относительно точки
— абсциссы вершины параболы, т.е при
Но для многоугольника
поэтому
Тогда
значит,
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Второе решение.
Переформулируем задачу в непрерывном виде , тогда нашлось такое
(
, что
, то есть
Может ли быть так, что ? Нет, поскольку в многоугольнике хотя бы 3 стороны и выполнено неравенство ломаной — если вычесть
из обеих частей
, то остальные стороны будут образовывать ломаную, соединяющую начало и конец стороны, что соответствует длине
.
Но тогда
, далее
, но подставляя это аналогично (*), получим
, что
выполнено из
, что и требовалось.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
По данному натуральному числу строится последовательность
следующим образом:
если
нечётно, и
если
чётно. Докажите, что при любом нечётном
в последовательности
встретятся сколь угодно большие
числа.
Источники:
Пусть число нечетно и больше
Тогда имеем
При этом нечетно и, поскольку
то
Таким образом,
поэтому
при любом
имеем
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
К натуральному числу приписали справа три цифры. Получившееся число оказалось равным сумме всех натуральных чисел от 1 до
.
Найдите, чему может равняться
.
Источники:
Пусть приписали число , тогда
, то есть
или
.
Произведение неотрицательно, при этом
, однако при
равенство невозможно, то есть возможно только
, для
, которое подходит в силу равносильности преобразований.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В остроугольном треугольнике через центр
описанной окружности и вершины
и
проведена окружность
Пусть
—
диаметр окружности
а
и
соответственно — точки её пересечения с прямыми
и
Докажите, что
—
параллелограмм.
Источники:
Подсказка 1
Во-первых, в силу равенства OB=OC и того, что OK — диаметр, ∠BOK и ∠COK равны. А еще O,C,E,K,B лежат на одной окружности. Если это так, то какие вписанности это даёт? А что дают сами вписанности?
Подсказка 2
Это даёт равенство 180°-∠BOK = ∠CEK. А также равенство ∠KOB и ∠KDB. А что в силу этого можно сказать? Как это помогает в доказательстве того, что ADKE — параллелограмм?
В силу равенства и того, что
— диаметр, треугольники
и
равны как прямоугольные с
равными катетами и общей гипотенузой. Отсюда с учетом того, что
— центр описанной окружности треугольника
имеем:
Дальше возможны случаи расположения точек на прямых в зависимости от соотношения сторон треугольника
но решение
остаётся аналогичным.
Из вписанности четырехугольника следует
Из вписанности четырехугольника следует
Тогда — параллелограмм по определению, так как его стороны попарно параллельны.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все натуральные числа, имеющие ровно шесть делителей, сумма которых равна
Запишем каноническое разложение натурального числа Его количество делителей равно
Если это число равно
то либо
и
либо
То есть либо
либо
(
и
—
простые).
В первом случае откуда
Число
не делится на
и
поэтому
но в этом случае
Поэтому это уравнение решений в простых числах не
имеет.
Во втором случае то есть
Первый множитель нечётен и
не кратен
(чтобы убедиться в этом, достаточно это утверждение проверить для соответствующих остатков). Отсюда,
учитывая, что
имеем
Значит,
Числа
и
— простые. Искомое число
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Известно, что свободный член многочлена
с целыми коэффициентами по модулю меньше 100, а
Найдите
Источники:
Подсказка 1
Есть смысл рассматривать не многочлен P(x), а многочлен P(x) - 2016, ведь у него мы знаем два корня.
Подсказка 2
Понятно, что мы можем записать многочлен P(x) - 2016, как (x - 20)(x - 16)Q(x). Попробуйте выразить P(0).
Из условия следует, что
где — некоторый целочисленный многочлен.
Как известно, свободный член многочлена равен его значению в нуле. Тогда
Из условия
получаем, что а свободный член равен
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Окружность с центром вписана в четырехугольник
и касается его непараллельных сторон
и
в точках
и
соответственно. Пусть прямая
и отрезок
пересекаются в точке
прямая
и отрезок
— в точке
а прямые
и
— в точке
Докажите, что точки
и
лежат на одной окружности.
Пусть вписанная окружность четырёхугольника касается его стороны
в точке
Из точек
и
отрезок
виден под
прямым углом, значит, эти точки лежат на окружности с диаметром
Докажем, что на этой окружности лежит и точка
Действительно, поскольку
— половина центрального угла
вписанной окружности данного четырёхугольника, а
—
угол, вписанный в эту окружность, то
Поэтому
Значит, точка
лежит на окружности, проходящей
через точки
и
т.е. на окружности с диаметром
Из доказанного следует, что
Аналогично докажем, что
Значит, из точек
и
отрезок
виден под прямым углом. Следовательно, точки
и
лежат на
окружности с диаметром