Росатом - задания по годам → .07 Росатом 2021
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
При каких целых числах и
выражение
целое при любых целых
Выделим полный квадрат под корнем:
Легко понять, что условий и
будет достаточно. Покажем, что они необходимы.
При выражение
должно быть целым, значит, необходимо
Если является целым числом, то целым является и
Применим для выражения в скобках формулу
и получим
Но при достаточно больших правая часть становится по модулю меньше единицы. И при этом должна быть целой. Значит, должна
быть равна нулю. Следовательно,
при
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите наибольшее значение выражения
на множестве натуральных чисел. При каком оно достигается?
Обозначим Так как
и
делятся на
то их разность
делится на
Тогда
или
Как известно, откуда выражение из условия принимает вид
Поскольку может принимать значения только двух констант:
или
то нам достаточно будет максимизировать
функцию
Эта функция определена уже при всех действительных , потом учтём, что у нас было натуральное
. Для максимизации посмотрим
на её производную:
Производная при имеет ровно одну точку экстремума
(это кстати натуральное число), которая является
точкой максимума, потому является глобальным максимумом при
А ещё удачным образом при
имеем
— также принимает максимальное значение, потому при
достигает максимума и функция
Равен этот
максимум
при
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На детском новогоднем празднике раздавали шоколадные и фруктовые конфеты. Дети подходили к деду Морозу, залезали рукой в его
мешок и вынимали из него по две конфеты. Когда Петя подошел к мешку, он понял, что шоколадных конфет в мешке почти не осталось и
вероятность получить две шоколадные конфеты в три раза меньше, чем шоколадную и фруктовую. Какое наименьшее число шоколадных
конфет могло находиться в мешке деда Мороза в момент, когда Петя забирал свои конфеты, если после него еще не менее детей
получили свои конфеты до того, как мешок опустел?
Источники:
Пусть в мешке было шоколадных и
фруктовых. Найдём вероятность получить две шоколадные конфеты
По условию вероятность для одной шоколадной и одной фруктовой, которая равна
в три раза больше, так что . В итоге первое условие задачи эквивалентно нечётности
(чтобы
был
целым).
По второму условию, включая Петю, конфеты брали ещё хотя бы детей. Каждый берёт по две конфеты, откуда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Петя написал в своей тетради многочлен с целыми коэффициентами и предложил Васе угадать его степень. Вася задал Пете два
вопроса: «Чему равно значение многочлена при
?» и «Чему равен остаток от деления многочлена на
, где
– его
степень?». Получив ответы
и
соответственно, Вася уверенно назвал степень многочлена. Как он это сделал? Какова степень
многочлена?
Источники:
Первое условие можно написать в виде , для второго получим
для некоторого многочлена
.
Подставляя
, имеем
. Воспользуемся теоремой Безу
Поскольку , то
(иначе
отрицательно), откуда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
При каких уравнение
имеет единственное решение?
Источники:
Изобразим график на
. Сама функция имеет период
, поэтому на остальной прямой график будет повторяться
Теперь посмотрим на график правой части , который будет полуокружностью
Например, графики будут расположены так при
С ростом параметра оранжевый график перемещается вправо. Достаточно рассмотреть значения
, поскольку оранжевый
график может пересекать не более одного “уголка” синего графика (помним про периодичность). Остаётся найти те значения параметра,
при которых изменяется количество общих точек на
.
Первое такое значение будет в момент первого пересечения при движении оранжевого графика вправо
Заметим, что правая точка оранжевого графика соответствует , откуда
При дальнейшем движении решение будет только одно вплоть до положения
когда решений становится два. Левая точка оранжевого графика соответствует , откуда
Дальше решения будет два вплоть до положения, когда произойдёт касание
Поскольку касательная имеет коэффициент наклона , то на полуокружности это точка
(учитывая смещение на
из
центра координат). При этом точка касания лежит на прямой
(левая часть уголка), откуда
Далее решений не будет вплоть до касания с противоположной стороны уголка в симметричной точке , где решение
будет одно. Далее вплоть до
решений два. Потом от неё до
решение единственное, а после до
решений нет.
В итоге для единственности подойдут
Остаётся учесть период и написать ответ.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сколько существует пар натуральных чисел , у которых
, а
? (пары
неупорядоченные, то есть
и (
считайте одинаковыми)
Среди всех таких пар укажите ту, для которой принимает минимально возможное значение, и найдите это значение.
Источники:
Из основной теоремы арифметики следует, что и
двух чисел можно рассматривать как взятие соответственно максимума и
минимума по степеням простых множителей в этих двух числах. Пусть
— степени соответствующих простых в числе
. Пусть
— степени соответствующих простых в числе
.
Поскольку , то получаем
, то есть для степеней двоек есть два случая
,
которые мы считаем одним. Для степеней троек аналогично получаем
, для остальных действуем полностью
аналогично. В итоге получается
случаев. В условии написано, что пары
неупорядоченные, т.е.
, поэтому общее
число пар должно быть уменьшено вдвое.
Для поиска наименьшей суммы приведём два способа:
Первый способ.
Из основной теоремы арифметики следует, что . По неравенству о средних при фиксированном
произведении чисел их сумма тем больше, чем больше одно число отличается от другого (сумма вида
, производная которой
равна
возрастает при
). Поэтому нам нужно найти максимально близкое значение к корню из этого
произведения.
это общий НОД, так что остаётся составить из имеющихся множителей ближайшее к
число.
Второй способ.
Просто сделаем полный перебор для этих восьми пар, чтобы быстро посчитать и забрать свои баллы за задачу
Осталось выбрать наименьшую сумму и выписать ответ.
пар, наименьшее значение суммы равно
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Многочлен с целыми коэффициентами при
принимает значение
, а при
его значение равно
. Известно, что
уравнение
имеет целое решение. Найти это решение.
Источники:
Заметим, что делится на
, что возможно только при
. При этом по аналогичным соображениям
делится на
. При
выполнены неравенства
, поэтому
. Далее
несложным перебором получаем, что делимость возможна только при
. Вспомнив первое условие, понимаем, что возможен только
один вариант
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребре основания
куба
расположена точка
так, что
Через точку
и вершины
и
куба проведена плоскость
Найти расстояние до плоскости
точки
расположенной на ребре
так, что
если длина ребра куба равна
Источники:
Введем декартову систему координат с началом координат в точке ось
направим вдоль
ось
— на плоскости основания
перпендикулярно оси абсцисс и ось
перпендикулярно плоскости основания.
Обозначим ребро куба через отношения
Выписываем координаты нужных нам точек:
Находим уравнение плоскости в виде
подставив координаты точек
При этом так как плоскость не
проходит через начало координат, то без ограничения общности можно считать, что
Получим систему:
Откуда получаем, что
Находим расстояние от точки
до плоскости
по формуле
где — координаты точки
Получим
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Длины всех ребер (боковых и основания) тетраэдра равны 1 . На ребре
расположена точка
так, что
.
Найти расстояние между скрещивающимися прямыми
и
.
Источники:
Введем декартову систему координат с началом координат в точке , ось
направим вдоль
, ось
– на плоскости основания
перпендикулярно оси абсцисс, а ось
перпендикулярно плоскости основания тетраэдра.
Из условия . Пусть
– середина
. Так как все ребра тетраэдра равны
, то радиус окружности, описанной около
равностороннего треугольника в основании:
.
Радиус окружности, вписанной в основание: .
Из прямоугольного треугольника находим высоту пирамиды:
Высота равностороннего треугольника со стороной
:
.
Теперь можно выписать координаты всех нужных точек: ,
,
,
.
Таким образом
Напишем уравнение плоскости, проходящей через ребро параллельно
. Найдем вектор, перпендикулярный этой
плоскости
Уравнение искомой плоскости:
Искомая в задаче величина равна расстоянию от точки
до этой плоскости:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Боковое ребро правильной треугольной пирамиды наклонено к плоскости ее основания под углом . В пирамиду вписан куб так, что
четыре его вершины лежат на основании пирамиды, а другие четыре — на ее боковых гранях. Найти отношение объемов куба и
пирамиды.
Источники:
Пусть – сторона основания,
– угол наклона бокового ребра,
– высота пирамиды,
— радиус окружности, описанной
около основания. В правильном треугольнике со стороной
радиус описанной окружности:
.
Из прямоугольного треугольника находим высоту пирамиды:
.
Площадь основания пирамиды
Объем пирамиды:
Пусть ребро вписанного куба и
– сечение пирамиды плоскостью верхней грани куба.
Обозначим через сторону треугольника этого сечения
. Треугольники
и
подобны с коэффициентом
подобия:
.
И поэтому .
Рассмотрим треугольник со вписанной гранью куба.
Сторона
Приравнивая два выражения для , находим
:
.
Так как объем куба , то искомое отношение объемов:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
При каких целых функция
имеет период
?
Источники:
Условие задачи равносильно тому, что при всех вещественных
(a) если чётно, то имеем равенство
Найдём нули первых двух косинусов
В обоих случаях отношение к
рационально. Поэтому найдется такое значение
при котором два косинуса не обращаются в ноль
(например,
). Отсюда следует, что условие задачи равносильно равенству
которое не может быть выполнено, так как число нечетно.
(b) если нечётно, то имеем равенство
Найдём нули первых двух множителей
В обоих случаях отношение к
рационально. Поэтому найдется такое значение
при котором два косинуса не обращаются в ноль
(например,
). Отсюда следует, что условие задачи равносильно равенству
Так как — целое, то
или
отсюда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Представить число 2021 в виде суммы трех взаимно простых чисел.
Источники:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Петя написал на бумаге некоторый многочлен с неотрицательными целыми коэффициентами и думал, что Вася, задав только два вопроса
Пете по телефону, никогда не сможет определить все коэффициенты многочлена. На первый Васин вопрос: «Чему равно значение
многочлена при » Петя ответил «49». На второй Васин вопрос: «Чему равно значение многочлена при
» был получен ответ
«122455». Вася, немного подумав, назвал Пете все коэффициенты многочлена, который он написал. Какой многочлен придумал
Петя?
Источники:
Пусть он задумал . Так как
, то для
верно, что
. Значит,
.
Заметим, что для любого
. Так как
Так как
, то
.
Значит, .
Значит, и
Значит, и
, а
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
ОДЗ:
Домножим на положительное число .
Значит, . Значит, либо
, либо
. Из квадратных уравнений мы получаем, что
.
Так как , то
либо
, либо
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Заметим, что . Значит,
Вычтем из изначального неравенства это.
Пусть . Тогда
. Значит,
, либо
Если , то
Если , то
Если , то
Если , то
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Докажите, что число является корнем кубического уравнения
. Найдите два других его
корня.
Источники:
Вспомним, что . Значит,
и
По аналогии, если , то
и
и если , то
и
Значит, у нас есть корни
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На столе лежит колода игральных карт листов. Два опытных игрока Кондрат и Игнат (каждый из них всегда делает правильный ход)
начинают игру по следующим правилам. В начале игры каждый из игроков совершенно случайно называет одну из цифр от
до
Их
сумма определяет (на всю игру) максимальное число карт, которые при очередном ходе игроки могут забрать со стола. Игрок не может при
своем ходе не взять со стола карту. Выигрывает тот из игроков, кто сможет забрать последнюю карту в колоде. Начинает всегда Кондрат.
Какая вероятность победы Игната?
Введем событие - выигрывает Игнат. Количество упорядоченных случайных пар (
), где
, равно девяти. Случайная величина
принимает значения от 2 до 6 c вероятностями:
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| | | | | |
Рассмотрим пять гипотез.
Гипотеза . Если игрок при своем ходе сможет оставить на столе число карт кратное трем, то ему обеспечен
выигрыш. В противном, это сможет сделать соперник и обеспечить свой выигрыш. При первом ходе Кондрат этого сделать не может,
следовательно,
.
Гипотеза . Если игрок при своем ходе сможет оставить на столе число карт кратное четырем, то ему
обеспечен выигрьш. В противном, это сможет сделать соперник и обеспечить свой выигрыш. При первом ходе Кондрат этого сделать не
может, следовательно,
.
Гипотеза . Если игрок при своем ходе сможет оставить на столе число карт кратное пяти, то ему обеспечен
выигрыш. В противном, это сможет сделать соперник и обеспечить свой выигрыш. При первом ходе Кондрат этого сделать может, забрав со
стола одну карту, следовательно,
.
Гипотеза . Если игрок при своем ходе сможет оставить на столе число карт кратное шести, то ему обеспечен
выигрыш. В противном, это сможет сделать соперник и обеспечить свой выигрыш. При первом ходе Кондрат этого сделать не может,
следовательно,
.
Гипотеза . Если игрок при своем ходе сможет оставить на столе число карт кратное семи, то ему обеспечен
выигрыш. В противном, это сможет сделать соперник и обеспечить свой выигрыш. При первом ходе Кондрат этого сделать может, забрав со
стола одну карту, следовательно,
.
Наконец,