Олимпиадные задачи по теме «Принцип Дирихле» для 11 класса - сложность 4-5 с решениями
Принцип Дирихле
НазадПо шоссе в одном направлении едут 10 автомобилей. Шоссе проходит через несколько населённых пунктов. Каждый из автомобилей едет с некоторой постоянной скоростью в населённых пунктах и с некоторой другой постоянной скоростью вне населённых пунктов. Для разных автомобилей эти скорости могут отличаться. Вдоль шоссе расположено 2011 флажков. Известно, что каждый автомобиль проехал мимо каждого флажка, причём около флажков обгонов не происходило. Докажите, что мимо каких-то двух флажков автомобили проехали в одном и том же порядке.
100 красных точек разделили синюю окружность на 100 дуг, длины которых являются всеми натуральными числами от 1 до 100 в произвольном порядке. Докажите, что существуют две перпендикулярные хорды с красными концами.
Среди натуральных чисел от 1 до 1200 выбрали 372 различных числа так, что никакие два из них не различаются на 4, 5 или 9. Докажите, что число 600 является одним из выбранных.
На плоскости отмечено<i> N<img src="/storage/problem-media/110154/problem_110154_img_2.gif"> </i>3различных точек. Известно, что среди попарных расстояний между отмеченными точками встречаются не более<i> n </i>различных расстояний. Докажите, что<i> N<img src="/storage/problem-media/110154/problem_110154_img_3.gif"> </i>(<i>n+</i>1)<i><sup>2</sup> </i>.
Можно ли расположить в пространстве 12 прямоугольных параллелепипедов<i> P<sub>1</sub> </i>,<i> P<sub>2</sub> </i>,<i> P</i>12, ребра которых параллельны координатным осям<i> Ox </i>,<i> Oy </i>,<i> Oz </i>так, чтобы<i> P<sub>2</sub> </i>пересекался (т.е. имел хотя бы одну общую точку) с каждым из оставшихся, кроме<i> P<sub>1</sub> </i>и<i> P<sub>3</sub> </i>,<i> P<sub>3</sub> </i>пересекался с каждым из оставшихся, кроме<i> P<sub>2</sub> </i>и<i> P<sub>4</sub> </i>, и т.д.,<i> P</i>12пересекался с каждым из оставшихся, кроме<i> P</i...
В стране 1001 город, каждые два города соединены дорогой с односторонним движением. Из каждого города выходит ровно 500 дорог, в каждый город входит ровно 500 дорог. От страны отделилась независимая республика, в которую вошли 668 городов. Докажите, что из каждого города этой республики можно доехать до любого другого ее города, не выезжая за пределы республики.
Клетки таблицы 100×100 окрашены в 4 цвета так, что в каждой строке и в каждом столбце ровно по 25 клеток каждого цвета.
Докажите, что найдутся две строки и два столбца, все четыре клетки на пересечении которых окрашены в разные цвета.
В квадрате<i> n</i>×<i>n </i>клеток бесконечной шахматной доски расположены<i> n<sup>2</sup> </i>фишек, по одной фишке в каждой клетке. Ходом называется перепрыгивание любой фишкой через соседнюю по стороне фишку, непосредственно за которой следует свободная клетка. При этом фишка, через которую перепрыгнули, с доски снимается. Докажите, что позиция, в которой дальнейшие ходы невозможны, возникнет не ранее, чем через[<i><img src="/storage/problem-media/109694/problem_109694_img_2.gif"></i>]ходов.
В однокруговом футбольном турнире играли  <i>n</i> > 4 команд. За победу давалось 3 очка, за ничью 1, за проигрыш 0. Оказалось, что все команды набрали поровну очков.
а) Докажите, что найдутся четыре команды, имеющие поровну побед, поровну ничьих и поровну поражений.
б) При каком наименьшем <i>n</i> могут не найтись пять таких команд?
Для каждой пары действительных чисел<i>a</i>и<i>b</i>рассмотрим последовательность чисел<i>p</i><sub>n</sub>= [2{<i>an</i>+<i>b</i>}]. Любые<i>k</i>подряд идущих членов этой последовательности назовем словом. Верно ли, что любой упорядоченный набор из нулей и единиц длины<i>k</i>будет словом последовательности, заданной некоторыми<i>a</i>и<i>b</i>при<i>k</i>= 4; при<i>k</i>= 5? Примечание: [<i>c</i>] - целая часть, {<i>c</i>} - дробная часть числа <i>c</i>.
На пол положили правильный треугольник<i>ABC</i>, выпиленный из фанеры. В пол вбили три гвоздя (по одному вплотную к каждой стороне треугольника) так, что треугольник невозможно повернуть, не отрывая от пола. Первый гвоздь делит сторону<i>AB</i>в отношении 1 : 3, считая от вершины<i>A</i>, второй делит сторону<i>BC</i>в отношении 2 : 1, считая от вершины<i>B</i>. В каком отношении делит сторону<i>AC</i>третий гвоздь?
На плоскости дано конечное число полос, сумма ширин которых равна 100, и круг радиуса 1.
Докажите, что каждую из полос можно параллельно перенести так, чтобы все они вместе покрыли круг.
В таблице 2<i><sup>n</sup>×n</i> были выписаны всевозможные строки длины <i>n</i> из чисел 1 и –1. Затем часть чисел заменили нулями. Докажите, что можно выбрать несколько строк, сумма которых есть строка из нулей. (Суммой строк называется строка, элементы которой являются суммами соответствующих элементов слагаемых.)
Из выпуклого многогранника с 9 вершинами, одна из которых<i>A</i>, параллельными переносами, переводящими<i>A</i>в каждую из остальных вершин, образуется 8 равных ему многогранников. Докажите, что хотя бы два из этих 8 многогранников пересекаются (по внутренним точкам).
Петя разрезал прямоугольный лист бумаги по прямой. Затем он разрезал по прямой один из получившихся кусков. Затем он проделал то же самое с одним из трёх получившихся кусков и т.д. Докажите, что после достаточного количества разрезаний можно будет выбрать среди получившихся кусков 100 многоугольников с одинаковым числом вершин (например, 100 треугольников или 100 четырёхугольников и т.д.).
Докажите, что первые цифры чисел вида 2<sup>2<sup>n</sup></sup> образуют непериодическую последовательность.
На прямоугольном листе бумаги нарисован круг, внутри которого Миша мысленно выбирает<i>n</i>точек, а Коля пытается их разгадать. За одну попытку Коля указывает на листе (внутри или вне круга) одну точку, а Миша сообщает Коле расстояние от нее до ближайшей неразгаданной точки. Если оно оказывается нулевым, то после этого указанная точка считается разгаданной. Коля умеет отмечать на листе точки, откладывать расстояния и производить построения циркулем и линейкой. Может ли Коля наверняка разгадать все выбранные точки менее, чем за (<i>n</i>+1)<sup>2</sup>попыток?
<i>X</i>и<i>Y</i>— два выпуклых многоугольника, причём многоугольник<i>X</i>содержится внутри<i>Y</i>. Пусть<i>S</i>(<i>X</i>) и<i>S</i>(<i>Y</i>) — площади этих многоугольников, а<i>P</i>(<i>X</i>) и<i>P</i>(<i>Y</i>) — их периметры. Доказать, что${\frac{S(X)}{P(X)}}$< 2<sup> . </sup>${\frac{S(Y)}{P(Y)}}$.
а) Доказать, что сумма цифр числа <i>K</i> не более чем в 8 раз превосходит сумму цифр числа 8<i>K</i>.
б) Для каких натуральных <i>k</i> существует такое положительное число <i>c<sub>k</sub></i>, что <img align="absmiddle" src="/storage/problem-media/78791/problem_78791_img_2.gif"> ≥ <i>c<sub>k</sub></i> для всех натуральных <i>N</i>? Найдите наибольшее подходящее значение <i>c<sub>k</sub></i>.
Посередине между двумя параллельными улицами стоят в один ряд одинаковые дома со стороной, равной <i>a</i>. Расстояние между улицами – 3<i>a</i>, а расстояние между двумя соседними домами – 2<i>a</i> (см. рис.). <div align="center"><img src="/storage/problem-media/78571/problem_78571_img_2.gif"></div>Одна улица патрулируется полицейскими, которые движутся на расстоянии 9<i>a</i> друг от друга со скоростью <i>v</i>. К тому времени, как первый полицейский проходит мимо середины некоторого дома, точно напротив него на другой улице появляется гангстер. С какой постоянной скоростью и в какую сторону должен двигаться по этой улице гангстер, чтобы ни один полицейский его не заметил?
При дворе короля Артура собрались 2<i>n</i>рыцарей, причём каждый из них имеет среди присутствующих не более <i>n</i>– 1 врага. Доказать, что Мерлин, советник Артура, может так рассадить рыцарей за круглым столом, что ни один из них не будет сидеть рядом со своим врагом.
Доказать, что на сфере нельзя так расположить три дуги больших окружностей в300<sup><tt>o</tt></sup>каждая, чтобы никакие две из них не имели ни общих точек, ни общих концов. <i>Примечание</i>: Большая окружность – это окружность, полученная в сечении сферы плоскостью, проходящей через ее центр.
Автобусный маршрут содержит 14 остановок (считая две конечные). В автобусе одновременно могут ехать не более 25 пассажиров. Доказать, что во время поездки автобуса из одного конца в другой
a) найдутся восемь таких различных остановок <i>A</i><sub>1</sub>, <i>B</i><sub>1</sub>, <i>A</i><sub>2</sub>, <i>B</i><sub>2</sub>, <i>A</i><sub>3</sub>, <i>B</i><sub>3</sub>, <i>A</i><sub>4</sub>, <i>B</i><sub>4</sub>, что ни один пассажир не едет от <i>A</i><sub>1</sub> до <i>B</i><sub>1</sub>, ни один пассажир не едет от <i>A</i><sub>2</su...
Числа 1, 2, 3, ..., 101 выписаны в ряд в каком-то порядке.
Докажите, что из них можно вычеркнуть 90 так, что оставшиеся 11 будут расположены по их величине (либо возрастая, либо убывая).
Докажите, что числа вида 2<sup>n</sup>при различных целых положительных<i>n</i>могут начинаться на любую наперёд заданную комбинацию цифр.