Тема Курчатов

Курчатов - задания по годам .08 Курчатов 2021

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68797Максимум баллов за задание: 7

На острове живут рыцари, которые всегда говорят правду, и лжецы, которые всегда лгут. Некоторые жители острова дружат друг с другом (дружба взаимна). Утром каждый житель острова заявил, что дружит с нечётным числом рыцарей. Вечером каждый житель острова заявил, что дружит с чётным числом лжецов. Может ли количество жителей этого острова быть равно 2021?

Источники: Курчатов-2021, 11.1 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Попробуем представить граф, в котором каждая вершина - это житель острова, а ребра - дружба между ними. Тогда что мы можем сказать про кол-во вершин и рёбер по условию задачи?

Подсказка 2

Точно! Кол-во вершин и рёбер, исходящих из каждой вершины, нечётно. Но тогда с какой леммой мы получаем противоречие?

Показать ответ и решение

Рассмотрим граф, каждая вершина — рыцарь либо лжец. Ребро — дружба. По условию из вершин-рыцарей и из вершин-лжецов исходит нечетное количество ребер. Предположим, что в графе 2021 вершина. Получаем противоречие с леммой о рукопожатиях — количество вершин нечетной степени нечетно.

Ответ: нет

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#75160Максимум баллов за задание: 7

Есть колода из 1024  карточек, на каждой из которых написан набор различных цифр от 0  до 9,  причём все наборы различны (в частности, есть и пустая карточка). Назовём набор карточек полным, если на них каждая цифра от 0  до 9  встречается ровно по разу. Найдите все натуральные k,  для которых существует набор из k  карточек со следующим условием: среди них нельзя выбрать полный набор, но при добавлении любой карточки из колоды это условие нарушается.

Источники: Курчатов - 2021, 11.5 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Обратим внимание, что всего карточек 1024. То есть у нас на этих карточках написаны всевозможные наборы различных цифр от 0 до 9. Тогда сразу можно разбить наши карточки на 512 пар, где в каждой паре карточки образуют полную пару. Как мы тогда можем оценить k сверху?

Подсказка 2

Точно! Мы получаем, что k <= 512. Ведь из каждой такой пары мы можем взять не более 1 карточки. Теперь попробуем оценить k снизу. Рассмотрите пару дополняющих друг друга карт, которые не входят в наш набор, и используйте второе условие задачи на набор из k карточек.

Подсказка 3

Попробуйте посмотреть на множество тех карточек из нашего набора, что дополняют карточки из рассмотренной нами пары. Какое противоречие возникает?

Подсказка 4

Верно! У нас тогда не выполняется первое условие про набор из k карточек. Теперь мы знаем, что k >= 512. Ведь пару дополняющих друг другу карт, которые не входят в набор из k карточек, можно взять, если k < 512. Осталось лишь привести пример на 512.

Показать ответ и решение

Для каждой карточки рассмотрим другую, дополняющую её до полного набора(например, для карточки 3679  такой карточкой будет 012458  ). Ясно, что все 1024  карточки разбиваются на 512  непересекающихся пар карточек, дополняющих друг друга до полного набора. Далее мы докажем, что в любом искомом наборе обязательно есть ровно по одной карточке из каждой такой пары, т. е. k =512.

Из условия следует, что максимум одна карточка из пары может быть среди выбранных, иначе уже есть полный набор. Теперь покажем, что из каждой пары должна быть хотя бы одна карточка. Рассмотрим пару дополняющих друг друга карточек, обозначим их A  и B.  Предположим, что они обе не входят в выбранный набор. По условию при добавлении любой карточки из колоды найдётся полный набор. Добавив в набор A,  мы найдём несколько карточек, дополняющих A  до полного набора, т. е. все цифры на этих карточках просто совпадают с множеством цифр на карточке B  . Аналогично, добавив карточку B  , мы найдём несколько карточек из набора, цифры на которых совпадают с множеством цифр на карточке A.  Тогда объединим все эти карточки (которые совпадают с наборами на карточках A  и B  ) и получим полный набор, противоречие.

Приведём теперь пример возможного набора для k= 512.  Выберем все карточки, на которых нет цифры 9,  в данном наборе таких ровно 512.  Ясно, что среди них нет полного набора (цифры 9  в принципе нигде нет), и для каждой невыбранной карточки дополняющая к ней содержится среди выбранных, т. е. при её добавлении появится полный набор из этих двух карточек.

Ответ:

 512

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#92429Максимум баллов за задание: 7

Из деревни в город шёл путник. В 14:00, когда путник прошёл четверть пути, из деревни в город выехал мотоциклист, а из города в деревню — грузовик. В 15:00 мотоциклист догнал путника, а в 15:30 встретил грузовик. Во сколько путник встретит грузовик?

Источники: Курчатов - 2021, 11.2 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте поймём, что нам нужно найти вообще. Если a,b,c - скорости путника, мотоцикла и грузовика соотвественно, а S - длина пути, то нам надо найти отношение 3S/4 / (c + a). При этом у нас есть два уравнения, которые задают отношения S с каким-то коэффициентом к сумме или разности определённых скоростей. Запишите эти уравнения и постарайтесь выразить требуемое.

Подсказка 2

Мы получили уравнения b - a = S/4, b + c = 2S/3. Откуда c + a выражается через S вычитанием первого равенства из второго. Теперь найдите требуемое и запишите ответ!

Показать ответ и решение

Обозначим всё расстояние за S  , а скорости путника, мотоцикла и грузовика за V ,V
 p m  и V
 g  соответственно (расстояние измеряем в километрах, а скорость в километрах в час). По условию мотоциклист догнал путника за один час. Их скорость сближения равна Vm − Vp  , а расстояние между ними S∕4  , поэтому имеет место уравнение

 S∕4
Vm−-Vp = 1.

Через полтора часа после начала движения встретились мотоцикл и грузовик. Их скорость сближения равна Vm+ Vg  , а суммарное пройденное ими расстояние равно S  , поэтому имеет место уравнение

---S---= 1,5.
Vm +Vg

Преобразуем оба уравнения и получим

{  Vm − Vp = S
   Vm+ Vg = 24S.
            3

Вычтем из второго уравнения первое и получим

Vg+ Vp = 5S,
        12

откуда находим

-3S∕4--= 9.
Vg+ Vp   5

Следовательно, путник и грузовик встретились через 9∕5  часа после начала движения. Переводя это время в часы и минуты, получаем, что путник и грузовик встретились в 15:48.

Ответ: 15:48

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#92430Максимум баллов за задание: 7

В первой четверти координатной плоскости отметили две точки A  и B  с целочисленными координатами. Оказалось, что          ∘
∠AOB  =45 , где O  — начало координат. Докажите, что хотя бы одна из четырёх координат точек A  и B  — чётное число.

Источники: Курчатов - 2021, 11.3 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Как мы можем связать угол и координаты этих точек? Через скалярное произведение. Запишите его и подумайте над тем, что с ним можно сделать, если знать, что все координаты - целые числа.

Подсказка 2

Мы можем возвести в квадрат, чтобы избавиться от иррациональности. Теперь положим, что все числа нечётные. Что нам это даёт? Какой остаток по модулю 4 дает любой нечётный квадрат? А что тогда можно сказать про степень вхождения двойки в левую и правую части?

Показать доказательство

Пусть точка A  имеет целочисленные координаты (a;b)  , а точка B  (c;d)  . Запишем скалярное произведение векторов −O→A (a;b)  и −−→
OB (c;d)  двумя способами: через координаты и через угол между ними.

        −→  −−→   −→   −−→        ∘ ------∘ ------ 1
ac+ bd= OA⋅OB = |OA |⋅|OB |cos45∘ =  a2+ b2⋅  c2+d2⋅√2-, откуда
                       2  ( 2  2)( 2  2)
                2(ac+bd) = a + b  c + d .

Предположим, все числа a,b,c,d  нечётны, тогда все выражения в скобках являются чётными числами. Квадрат любого нечётного числа даёт остаток 1 при делении на 4 (поскольку (2k+ 1)2 = 4(k2+ k) +1  ), поэтому каждая из скобок в правой части является чётным числом, не делящимся на 4 . Получаем противоречие с тем, что левая часть равенства делится на 2⋅22 =8  , а правая на 8 не делится.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#92431Максимум баллов за задание: 7

Диагонали трапеции ABCD (AD ∥BC )  пересекаются в точке O  . На AB  отметили точку E  такую, что прямая EO  параллельна основаниям трапеции. Оказалось, что EO  — биссектриса угла CED  . Докажите, что трапеция прямоугольная.

Источники: Курчатов - 2021, 11.4 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Пусть DE пересекает BС в точке К. Отметим накрест лежащие углы при EO и BC, а также соответственные углы при EO и КB. Что можно заметить теперь на рисунке?

Подсказка 2

Верно, равнобедренность одного из треугольников. Также мы знаем про факт, что у равнобедренных треугольников медиана является высотой.

Подсказка 3

Рассмотрим пары треугольников DBK, DOE и ABC, AEO. Что можно заметить при взгляде на них, учитывая подобие?

Подсказка 4

Равные коэффициенты подобия. Теперь задача быстро дорешивается фактом из 2 подсказки!

Показать доказательство

Пусть прямая DE  пересекает прямую BC  в точке K  .

PIC

Заметим, что ∠BCE = ∠CEO = ∠DEO  =∠DKC  , поэтому треугольник CEK  является равнобедренным и CE =EK  . Докажем, что отрезок EB  является его медианой отсюда последует, что он также является и высотой, и трапеция окажется прямоугольной (в силу того, что          ∘
∠ABC  =90 ).

Треугольники DBK  и DOE  подобны с коэффициентом BD
OD-  , а также треугольники ABC  и AEO  подобны с коэффициентом  AC
 AO-  . Эти коэффициенты подобия равны, поскольку параллельные прямые BC  и AD  высекают на прямых AC  и BD  пропорциональные отрезки (также это можно вывести из подобия треугольников AOD  и COB )  . Итак,

KB = BODD-⋅EO = AACO-⋅EO = BC

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#92432Максимум баллов за задание: 7

Даны положительные действительные числа a,b,c  . Известно, что

(a − b)lnc+ (b− c)ln a+(c− a)lnb= 0.

Докажите, что

(a − b)(b− c)(c− a)= 0.

Источники: Курчатов - 2021, 11.6 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Если а = с, то задача решена. Поэтому рассмотрим случай, когда а ≠ с. Поделим каждую часть уравнения на a - c и перенесём ln(b) в другую сторону.

Подсказка 2

Обозначим k = (b-c)/(a-c), 1-k = (a-b)/(a-c) и перепишем условие, которое мы получили в прошлой подсказке. Введём систему координат и точки А, B, C, координаты которых будут удовлетворять функции y = ln(x).

Подсказка 3

Вспомните, как выглядит график y = ln(x). Может ли прямая пересекать этот график в трёх точках A, B, C, если ни одна из точек не совпадает с другой?

Показать доказательство

Если a =c  , то всё очевидно. Если a⁄= c  , поделим равенство на a− c  и перенесём lnb  в другую часть, получим

     b−-c     a−-b
lnb= a− clna+ a− clnc.

Рассмотрим на координатной плоскости две точки: A (a;lna)  и C(c;lnc)  , а также обозначим     b−c
α =a−c,  тогда       a−b
1− α= a−c  .

Точка B  с координатами xB = αa+ (1− α )c= b  и yB = αlna+ (1− α)ln c= lnb  лежит на прямой AC  .

Но также ясно, что эти три точки лежат на графике функции y = lnx  . Так как эта функция является вогнутой (например, потому, что её вторая производная отрицательна), то с прямой может пересекаться максимум по двум точкам, а это значит, что какие-то два из трёх чисел a,b,c  совпадают:

(a− b)(b− c)(c− a) =0
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!