Ломоносов - задания по годам → .12 Ломоносов 2020
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите сумму цифр числа
Источники:
Подсказка 1
Попробуйте преобразовать сумму первых двух слагаемых, вынеся максимальную степень числа 10.
Подсказка 2
Теперь выражение выгдядит как (некое число) - 1. Распишите это некое число в десятичном виде и подумайте, что будет, если вычесть из этого единицу. Теперь можно посмотреть на это с точки зрения суммы цифр!
Сумма цифр равна .
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Точки и
лежат на окружности с центром
и радиусом
а точка
равноудалена от точек
и
. Другая окружность с
центром
и радиусом
описана вокруг треугольника
. Найдите
Источники:
Подсказка 1
В условии много чего написано, но не особо понятно, как собрать все факты вместе и не погрязнуть в рисунке. Постепенно будем решать задачу. Внимательно посмотрим на отрезок, который нам надо найти. Он состоит в треугольнике с известными сторонами 6 и 8. О какой схеме решения тогда можно подумать, чтобы найти эту сторону?
Подсказка 2
Верно, ведь если мы будем знать угол напротив стороны, то легко найдём её по теореме косинусов. К тому же можно предположить, что это какой-то хороший угол. Вернёмся к условию. Нам дали замысловатую точку С. А не можем ли мы сказать, что это за точка в треугольнике?
Подсказка 3
Ага, это же "засекреченный" центр описанной окружности в треугольнике AOB. И из-за того, что он равнобедренный, мы даже знаем, где лежит точка С. Она располагается на серединном перпендикуляре. Хм... Какой тогда можно вспомнить факт, про вписанный и центральный угол?
Подсказка 4
Да, ведь центральный угол в два раза больше вписанного! Тогда получается, что OBA в два раза меньше OCA. Теперь давайте снова заглянем в условие и увидим, что мы ещё не пользовались точкой Q. Что можно сказать про пару треугольников ею образованных?
Подсказка 5
Верно, образуется пара равных треугольников по трём сторонам. Но тогда углы OCQ и OBA равны между собой. Осталось только вспомнить про высоту CO и понять, что угол QOB равен 90 градусам.
Из условия вытекает, что
1) точка является центром описанной окружности треугольника
поэтому центральный угол
вдвое больше угла
2) треугольники и
равны по трём сторонам, поэтому
является биссектрисой равнобедренного треугольника
следовательно, и высотой;
3) треугольники и
равны по трём сторонам, поэтому угол
в два раза меньше угла
Из пунктов и
делаем вывод, что
С учётом пункта
получаем, что
Тогда
По теореме Пифагора
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Мы видим арки от сложных аргументов, при том, внутри друг друга. Что нужно сделать первым делом? Конечно, записать ОДЗ. Что можно тогда сказать, в силу ОДЗ? Какие значения принимает арксинус и арккосинус?
Подсказка 2
Верно, только положительные, поскольку иначе, в силу ОДЗ, не будет выполнено свойство, что arccos(x)+arcsin(x)=pi/2. Кстати, мы вспомнили это свойство. Видно, что аргументы арков слева и справа в неравенстве делятся на pi. Значит, если пробовать вводить замену на арксинус, то как ее стоит вводить? Не просто ведь t?
Подсказка 3
Стоит ввести замену arcsin(x)=pi*t, тогда pi сократится и получится и слева и справа выражение, зависящее только от t. При этом, и слева и справа у нас понятные функции(arccos и arcsin, которые выражаются друг через друг друга). Вот когда мы работаем с логарифмами, есть одно действие, чтобы преобразовать выражение и свести его к чему-то более понятному и без степеней(в общем то за степени и отвечает логарифм, грубо говоря). А какое действие нужно сделать здесь, чтобы избавиться от арков и перейти к аргументам?
Подсказка 4
Нужно взять синус от обеих частей. При этом, нужно учесть, что arcsin(5/4-5t/2)<=pi/2, а значит, arccos(10t/3)<=pi/2, а значит t<=3pi/20 . Тогда, после взятия синуса от обеих частей у нас выйдет неравенство 5/4-5t/2>sqrt(1-100t^2/9). Осталось учесть, что если arccos(x)<=2pi/5, по ОДЗ, то arcsin(x)>=pi/10, а также arcsin(x)<=3pi/10, решить неравенство на t, перевести его на арксинус, потом на х, и получить ответ!
Для начала запишем ОДЗ:
Отсюда следует, что поэтому
, ведь иначе не выполняется известное тождество
Обозначим тогда
Неравенство из условия принимает вид
Если то неравенство не может выполняться в силу области значений арксинуса.
Нам могут подойти только
Возьмём синус обеих частей полученного выше неравенства. На промежутке синус является монотонно возрастающей функцией,
поэтому знак неравенства не изменится:
При решений нет, иначе при
возведём в квадрат
Остаётся учесть, что а из условия
следует
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Каждый киндер-сюрприз содержит ровно 3 различных гномика, а всего есть 12 разновидностей гномиков. В коробке лежит достаточно много киндер-сюрпризов, причем в любых двух из них тройки гномиков не одинаковы. Какое наименьшее количество киндер-сюрпризов нужно купить, чтобы после их вскрытия в них заведомо оказалось хотя бы по одному гномику всех 12 разновидностей?
Источники:
Подсказка 1
Давайте вместо поставленной задачи подумаем, а насколько много киндеров с различными тройками мы можем купить (зная, какие тройки в них лежат), чтобы у нас не набралось 11 видов?
Подсказка 2
Будем собирать тройки в киндеры из 11 гномиков. На первое место у нас есть возможность поставить одного из 11, на второе.... но ведь тогда все тройки будут посчитаны несколько раз? Нужно это исправить ;)
Предположим, что киндер-сюрпризов недостаточно. Тогда среди всех
троек гномиков у нас нет хотя бы одного. Значит, мы получили
не более
гномиков, следовательно, не более
троек гномиков (первый гномик может быть выбран не более, чем способами, второй —
способами, третий —
способами, при
этом порядок выбора гномиков не важен).
Таким образом, для любого нельзя утверждать, что обязательно найдутся все 12 гномиков. При этом, если
то все гномики имеются, ведь если бы у нас не было хотя бы одного гномика, то троек было бы не более, чем
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите разложение на простые множители наименьшего натурального числа, имеющего ровно различных натуральных
делителей.
Источники:
Подсказка 1
Нам нужно разложение на простые множители натурального числа и мы знаем его количество делителей. Может, есть подходящая формула, которая свяжет условия задачи?
Подсказка 2
Получили равенство, где с одной стороны стоит 2020, а значит, обе части делятся на 101, и мы хотим найти наименьшее натуральное подходящее число. Что это может значить?
Подсказка 3
С 101 разобрались, остались случаи с 2²*5. Аккуратно рассматриваем случаи и находим наименьшее число!
Разложим 2020 на простые множители
Значит, если мы ищем число
то
Заметим, что у числа ровно 2020 делителей. Рассмотрим, какие еще числа подходят.
Какое-то , значит, либо
и
(этот случай нам не интересен), либо
. Далее либо
и
(этот случай нам не интересен), либо
.
Без ограничения общности . Тогда
Это выражение можно разложить как . Значит, либо какое-то
и
(этот
случай нам не интересен), либо есть
.
Тут остаются варианты, что или
. Тогда минимальное
либо
, либо
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство:
Источники:
Подсказка 1
Давайте преобразуем левую и правую часть, чтобы это были выражения, которые мы бы могли выразить через х без тригонометрических функций, пользуясь тем, что tg(x) = sin(x)/cos(x).
Подсказка 2
Получили неравенство √(1 - x²)/x ≤ x/√(1 + x²).
Подсказка 3
Лучше всего здесь, чтобы не думать над знаком икса, привести всё к общему знаменателю, после чего избавиться от иррациональности в числителе и получить стандартное неравенство. Важно не забыть ОДЗ корня и ОДЗ тангенсов в условии!
В силу тождеств
неравенство принимает вид
По методу интервалов
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все значения , для каждого из которых при любом
наибольшее из двух чисел
и
положительно.
Источники:
Подсказка 1
По сути задача сводится к тому, что если на координатной плоскости нарисовать верикальную прямую, то верхняя из точек её пересечения с графиками функций из условия должна быть выше оси абцисс. Какой тогда крайний случай такой прямой стоит рассмотреть?
Подсказка 2
Рассмотрите случай, когда она попала в точку пересечения графиков функций из условия! Где должна располагаться это точка?
Подсказка 3
Точка перечения графиков из условия должна располагаться выше оси абцисс! Можем попробовать её угадать ;)
Функция строго возрастает, а
— убывает. Поэтому указанное в задаче требование на
параметр
означает, что точка пересечения графиков этих функций лежит выше оси абсцисс, т.е. их значение в корне
(угадываемом) уравнения
положительно, т.е.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Автомобили Нива и Тойота едут по кольцевой трассе испытательного полигона, четверть которой проходит по грунтовой дороге, а оставшаяся часть — по асфальтовой. Скорость Нивы на грунтовой дороге равна 80 км/ч, а на асфальтовой — 90 км /ч. Скорость Тойоты на грунтовой дороге равна 40 км/ч, а на асфальтовой — 120 км/ч. Автомобили одновременно стартуют в начале грунтовой части трассы и сначала едут по этой грунтовой части. На каком по счёту круге один из автомобилей впервые обгонит другой?
Источники:
Подсказка 1
Нам в условии даны все скорости, а ещё мы можем за S обозначить длину грунтовой части. Давайте тогда попробуем посчитать, кто же кого обгонит и на какой части трассы мог произойти обгон?
Подсказка 2
Мы можем выразить через S время, за которое обе машины проезжают один круг. Давайте порассуждаем, могла ли машина, которая на данном участке едет медленнее, обогнать соперника?
Подсказка 3
Именно Нива совершит обгон на грунтовом участке дороги! Тогда имеет смысл рассмотреть период первого обгона и посчитать, кому же сколько пришлось ехать до данной точки.
Подсказка 4
Пусть к моменту первого обгона Тойота проедет n целых кругов + S*x по грунтовой части, причем 0 < x < 1. Осталось понять, сколько же времени пригодилось машинам, чтобы добраться до этого момента, и воспользоваться условием!
Пусть км — длина грунтовой части трассы, тогда
км — длина асфальтовой части. Нива проезжает один круг за
а Тойота — за
Поскольку автомобили начинают движение по грунтовой дороге, где скорость Нивы выше, Нива изначально выйдёт вперёд и
впоследствии совершит обгон, причём обгон может произойти только на грунтовой дороге, где скорость Нивы выше. Пусть к моменту
первого обгона Тойоты Нивой Тойота проедет целых кругов и ещё расстояние
, где
(если
, обгона не произойдёт:
автомобили поравняются, но после выезда на асфальтовую дорогу Тойота поедет быстрее Нивы). Тогда к моменту обгона время Тойоты в
пути будет равно
, а время Нивы будет равно
Поскольку автомобили стартуют одновременно, получаем уравнение
откуда
Поскольку , отсюда следует, что
или
. Значит, к моменту первого обгона Тойота проедет 9 полных кругов и
перейдёт на 10-й, а Нива проедет 10 полных кругов и перейдет на 11-й.
Нива на своём м круге обгонит Тойоту на её
м круге
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Куб с ребром освещается цилиндрическим лучом света радиуса
направленным вдоль главной диагонали куба.
Найдите площадь освещенной части поверхности куба.
Источники:
Подсказка 1
Работать в трёхмерном пространстве не очень хочется, лучше бы перейти в двумерное. В задаче просят найти площадь некоторой фигуры. Но вы же знаете, что площадь фигуры связана с площадью её ортогональной проекции, умноженной на косинус угла между плоскостями. Дак почему бы не перейти на плоскость?
Подсказка 2
Ясно, что нужно рассмотреть проекцию куба на плоскость, перпендикулярную оси луча. Косинус угла между осью луча и нормали к любой грани равен 1/√3 (почему?). Осталось посчитать плоскость проекции.
Подсказка 3
Ясно, что проекцией куба будет правильный шестиугольник. Осталось разобраться, какую часть шестиугольника охватит луч.
Подсказка 4
Он охватит почти весь шестиугольник, за исключением шести сегментов. Их площади можно найти как разность между соответствующими треугольником и сегментом окружности.
Используя скалярное произведение, легко показать, что косинус угла между главной диагональю (осью луча) и любым ребром куба равен
. Такое же значение имеет косинус угла между осью луча и нормалью к любой грани куба.
Изобразим проекцию куба на плоскость, перпендикулярную оси луча. Площадь проекции на эту плоскость любой плоской фигуры,
расположенной на какой-либо грани куба, равна площади самой фигуры, умноженной на косинус угла между гранью и плоскостью
проекции, т. е. на . Поэтому, вычислив площадь проекции освещённого участка куба и умножив её на
, мы получим требуемый
ответ.
Длина проекции любого ребра равна произведению длины ребра на косинус угла между ребром и плоскостью проекции или на синус
угла между реброми осью луча, т. е.
В случае, когда радиус луча
не превышает радиуса
вписанного в изображённый
правильный шестиугольник окружности, проекция освещённого участка имеет площадь, равную
Радиус вписанной в шестиугольник
окружности равен
Таким образом, при
площадь освёщенного участка равна
Если радиус
больше или равен радиусу
описанной около шестиугольника окружности, то полностью освещены три грани куба, т. е. при
площадь освещенного участка равна
Рассмотрим случай
Площадь проекции освещённого
участка получается вычитанием из
шести площадей сегментов, вылезающих за шестиугольник. Площадь каждого такого сегмента
равна разности площадей соответствующих сектора и треугольника. Угол сектора равен
Поэтому площадь сегмента
равна
где а площадь освещённого участка равна
Отметим, что соотношение равносильно неравенству
определяющему
-й рассматриваемый
случай. По условию имеем имеем
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Известно, что — различные натуральные числа, большие
число
рационально, и, кроме того,
Найдите минимальное из возможных значений суммы
Источники:
Подсказка 1
Давайте преобразуем равенство из условия. Что можно сделать с обеими частями, чтобы перейти к равенству произведений?
Подсказка 2
Возьмите от обеих частей логарифм по основанию m! После некоторых преобразований перейдём к произведению логарифмов по одинаковому основанию, и это произведение равно единичке ;)
Подсказка 3
Так как логарифмы у нас по основанию m, имеет место выразить m и k через n в какой-то степени. Тогда можно будет записать равенство без логарифмов.
Подсказка 4
Отлично, теперь видно, что степени, в которые надо возвести n для равенства с k и m, выражаются красиво друг через друга! Теперь мы знаем, какому виду удовлетворяют подходящие тройки чисел.
Подсказка 5
Разберите случаи того, какой вид может принимать q, где n^q = m. В каком диапазоне оно может быть? Рациональное ли оно?
Преобразуем исходное равенство, учитывая, что числа больше
и соответствующие логарифмы положительны:
Выполнив замену где
получим
Таким образом, все тройки удовлетворяющие условию задачи, имеют вид
Ясно, что в противном случае из натуральности числа
следует, что число
лежит в интервале
и не является
натуральным. Случай
противоречит условию задачи. Если
то
где
и тогда тройку натуральных чисел
можно записать в виде
с натуральным
Сумма
для этой тройки будет больше такой же суммы для
чисел, входящих в тройку
Значит,
При целых тройка чисел с минимальной суммой
получается при
это числа
и для них
сумма
равна
Если
рациональное, но не целое, то для того, чтобы число
было целым, необходимо, чтобы
было
как минимум восьмой степенью целого числа, не меньшего
и, конечно же, сумма
будет больше, чем
(т.к.