Тема ТурЛом (турнир Ломоносова)

Отбор Турлома

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела турлом (турнир ломоносова)
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#49494

В классе 28  учеников. На уроке программирования они делятся на три группы. На уроке английского языка они тоже делятся на три группы, но по-другому. И на уроке физкультуры они делятся на три группы каким-то третьим способом. Докажите, что найдутся хотя бы два ученика, которые на всех трёх занятиях находятся друг с другом в одной группе.

Источники: Турнир Ломоносова-2017, отборочный тур, (см. turlom.olimpiada.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте немного переформулируем задачу, чтобы условие стало проще, а Дирихле применить было легче! Посмотрим на одного ученика. В первый раз его распределили в одну из трех групп, потом еще раз в одну из трех других групп, и в третий раз снова в одну из трех групп. Занумеруем эти группы. Тогда каждому ученику сопоставим последовательность из трех номеров групп, в которых он оказался!

Подсказка 2

Например, Вася был сначала в первой группе, затем в третьей, а на физкультуре снова в первой. Тогда его последовательность - 1,3,1. Теперь наша задача доказать, что у каких-то двух учеников полностью совпали их последовательности! Тут нам и поможет принцип Дирихле

Показать доказательство

Первое решение.

На уроке программирования можно выбрать группу, в которой 10  человек, по принципу Дирихле (если нужно посадить 28  котиков в 3  домика, то найдётся домик, в котором хотя бы 10  котиков, иначе всего их не больше 3⋅9= 27 <28  ). Рассмотрим эти десять ребят, которые уже провели один урок в одной группе. На уроке английского хотя бы 4  из них снова будут в одной группе по принципу Дирихле (если садим 10  кроликов в 3  клетки, то хотя бы в одной клетке найдётся 4  кролика). Теперь рассмотрим этих четверых детей и снова заметим, что по принципу Дирихле на уроке физкультуры найдутся двое в одной группе. Эти двое и являются искомыми учениками.

Второе решение.

На каждом из трёх предметов занумеруем группы числами от 1  до 3.  Каждому ученику сопоставим последовательность из трех номеров групп (в фиксированном порядке), в которых он оказался. Всего последовательностей длины 3,  состоящих из чисел 1,2,3,  ровно 3⋅3⋅3= 27< 28.  Тогда по принципу Дирихле найдутся два ученика с одинаковыми последовательностями, это и означает, что на всех предметах они попали в одинаковые группы.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#67200

В выпуклом четырёхугольнике две противоположные стороны равны и перпендикулярны, а две другие равны a  и b.  Найдите его площадь.

Источники: Турнир Ломоносова-2016, отборочный тур (см. turlom.olimpiada.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Когда в задачах по геометрии даны перпендикулярные прямые, но явно не обозначена точка их пересечения, то часто бывает, что нужно продлить прямые до их пересечения. Попробуйте сделать это и в нашей задаче. Какие фигуры получатся?

Подсказка 2

Правильно, получатся два прямоугольных треугольника — с гипотенузой, равной а, и с гипотенузой, равной b. Обозначьте неизвестные стороны какими-нибудь буквами, не забывая, что перпендикулярные стороны равны друг другу. Как теперь выразить площадь четырехугольника?

Подсказка 3

Верно, как разницу площадей этих прямоугольных треугольников! Теперь у нас есть формула для площади, но в ней всё ещё присутствуют неизвестные стороны. Значит, нужно найти, как ещё данные a и b из условия связаны c длинами неизвестных сторон. Какую теорему о прямоугольных прямоугольниках мы знаем?

Подсказка 4

Теорему Пифагора! Распишите теорему Пифагора для прямоугольных треугольников, немного преобразуйте и подставьте в формулу для площади!

Показать ответ и решение

Если a =b,  то получаем прямоугольник, у которого противоположные стороны параллельны, а не перпендикулярны.

Пусть для определённости дальше b> a.  Если a> b,  то нужно будет в ответе поменять буквы местами, поэтому учтём это знаком модуля.

Первое решение.

PIC

Обозначим длину двух равных сторон через x  . Продолжим их до пересечения и обозначим длины двух получившихся коротких отрезков через y  и z.  Площадь S  исходного четырёхугольника есть разность площадей двух прямоугольных треугольников: с катетами x +y  и x+ z  и с катетами y  и z  . Поэтому

2S = (x+ y)(x+ z)− yz = x2+xy +xz

По теореме Пифагора

y2+ z2 =a2,(x +y)2+ (x+ z)2 =b2

Поэтому

2   2    2
b− a = 2x +2xy+ 2xz = 4

В итоге площадь многоугольника равна

b2− a2
  4

Второе решение.

PIC

Из четырёх таких многоугольников можно сложить квадрат со стороной b,  из которого вырезан квадрат со стороной a.  Поэтому площадь одного многоугольника равна 14(b2 − a2).

Ответ:

 1 ||b2− a2||
4

Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!