Олимпиадные задачи из источника «2015-2016» - сложность 3 с решениями

В треугольнике <i>ABC</i> медианы <i>AM_A, BM_B</i> и <i>CM_C</i> пересекаются в точке <i>M</i>. Построим окружность Ω_<i>A</i>, проходящую через середину отрезка <i>AM</i> и касающуюся отрезка <i>BC</i> в точке <i>MA</i>. Аналогично строятся окружности Ω_<i>B</i> и Ω_<i>C</i>. Докажите, что окружности Ω_<i>A</i>, Ω_<i>B</i> и Ω_<i>C</i> имеют общую точку.

Сумма положительных чисел <i>a, b, c</i> и <i>d</i> равна 3. Докажите неравенство   ¹/_<i>a</i>³ + ¹/_<i>b</i>³ + ¹/_<i>c</i>³ + ¹/_<i>d</i>³ ≤ ¹/_{<i>a</i>³<i>b</i>³<i>c</i>³<i>d</i>³}.

В стране есть  <i>n</i> > 1  городов, некоторые пары городов соединены двусторонними беспосадочными авиарейсами. При этом между каждыми двумя городами существует единственный авиамаршрут (возможно, с пересадками). Мэр каждого города <i>X</i> подсчитал количество таких нумераций всех городов числами от 1 до <i>n</i>, что на любом авиамаршруте, начинающемся в <i>X</i>, номера городов идут в порядке возрастания. Все мэры, кроме одного, заметили, что их результаты подсчётов делятся на 2016. Докажите, что и у оставшегося мэра результат также делится на 2016.

На клетчатый лист бумаги размера 100×100 положили несколько попарно неперекрывающихся картонных равнобедренных прямоугольных треугольничков с катетом 1; каждый треугольничек занимает ровно половину одной из клеток. Оказалось, что каждый единичный отрезок сетки (включая граничные) накрыт ровно одним катетом треугольничка. Найдите наибольшее возможное число клеток, не содержащих ни одного треугольничка.

На доске написаны четыре попарно различных целых числа, модуль каждого из которых больше миллиона. Известно, что не существует натурального числа, большего 1, на которое бы делилось каждое из четырёх написанных чисел. Петя записал в тетрадку шесть попарных сумм этих чисел, разбил эти шесть сумм на три пары и перемножил числа в каждой паре. Могли ли все три произведения оказаться равными?

Дан кубический многочлен  <i>f</i>(<i>x</i>). Назовём <i>циклом</i> такую тройку различных чисел  (<i>a, b, c</i>),  что  <i>f</i>(<i>a</i>) = <i>b,  f</i>(<i>b</i>) = <i>c</i>  и  <i>f</i>(<i>c</i>) = <i>a</i>.  Известно, что нашлись восемь циклов  (<i>a_i, b_i, c_i</i>),  <i>i</i> = 1, 2, ..., 8,  в которых участвуют 24 различных числа. Докажите, что среди восьми чисел вида  <i>a_i + b_i + c_i</i>  есть хотя бы три различных.

Сумма положительных чисел <i>a, b, c</i> и <i>d</i> равна 3. Докажите неравенство   ¹/_<i>a</i>² + ¹/_<i>b</i>² + ¹/_<i>c</i>² + ¹/_<i>d</i>² ≤ ¹/_{<i>a</i>²<i>b</i>²<i>c</i>²<i>d</i>²}.

Окружность ω вписана в треугольник <i>ABC</i>, в котором  <i>AB < AC</i>.  Вневписанная окружность этого треугольника касается стороны <i>BC</i> в точке <i>A'</i>. Точка <i>X</i> выбирается на отрезке <i>A'A</i> так, что отрезок <i>A'X</i> не пересекает ω. Касательные, проведённые из <i>X</i> к ω, пересекают отрезок <i>BC</i> в точках <i>Y</i> и <i>Z</i>. Докажите, что сумма  <i>XY + XZ</i>  не зависит от выбора точки <i>X</i>.

Квадрат разбит на  <i>n</i>² ≥ 4  прямоугольников  2(<i>n</i> – 1)  прямыми, из которых  <i>n</i> – 1  параллельны одной стороне квадрата, а остальные  <i>n</i> – 1  – другой. Докажите, что можно выбрать 2<i>n</i> прямоугольников разбиения таким образом, что для каждых двух выбранных прямоугольников один из них можно поместить в другой (возможно, предварительно повернув).

Из клетчатого бумажного квадрата 100×100 вырезали по границам клеток 1950 доминошек (двуклеточных прямоугольников). Докажите, что из оставшейся части можно вырезать по границам клеток четырёхклеточную фигурку вида <b>Т</b> – возможно, повёрнутую. (Если такая фигурка уже есть среди оставшихся частей, считается, что её получилось вырезать.)

Саша выбрал натуральное число  <i>N</i> > 1  и выписал в строчку в порядке возрастания все его натуральные делители:  <i>d</i>₁ < ... < <i>d_s</i>  (так что  <i>d</i>₁ = 1  и

<i>d_s</i> = <i>N</i>).  Затем для каждой пары стоящих рядом чисел он вычислил их наибольший общий делитель; сумма полученных  <i>s</i> – 1  чисел оказалась равной

<i>N</i> – 2.  Какие значения могло принимать <i>N</i>?

Натуральное число <i>N</i> представляется в виде  <i>N = a</i>₁ – <i>a</i>₂ = <i>b</i>₁ – <i>b</i>₂ = <i>c</i>₁ – <i>c</i>₂ = <i>d</i>₁ – <i>d</i>₂,  где <i>a</i>₁ и <i>a</i>₂ – квадраты, <i>b</i>₁ и <i>b</i>₂ – кубы, <i>c</i>₁ и <i>c</i>₂ – пятые степени, а <i>d</i><sub>1</su...

Найдите все такие пары различных действительных чисел <i>x</i> и <i>y</i>, что  <i>x</i>¹⁰⁰ – <i>y</i>¹⁰⁰ = 2⁹⁹(<i>x – y</i>)  и  <i>x</i>²⁰⁰ – <i>y</i>²⁰⁰ = 2¹⁹⁹(<i>x – y</i>).

По кругу стоят <i>n</i> мальчиков и <i>n</i> девочек. Назовём пару из мальчика и девочки <i> хорошей</i>, если на одной из дуг между ними стоит поровну мальчиков и девочек (в частности, стоящие рядом мальчик и девочка образуют хорошую пару). Оказалось, что есть девочка, которая участвует ровно в 10 хороших парах. Докажите, что есть и мальчик, который участвует ровно в 10 хороших парах.

Дан выпуклый четырёхугольник <i>ABCD</i>, в котором  ∠<i>DAB</i> = 90°.  Пусть <i>M</i> – середина стороны <i>BC</i>. Оказалось. что  ∠<i>ADC</i> = ∠<i>BAM</i>.

Докажите, что  ∠<i>ADB</i> = ∠<i>CAM</i>.

В белой таблице 2016×2016 некоторые клетки окрасили чёрным. Назовём натуральное число <i>k удачным</i>, если  <i>k</i> ≤ 2016,  и в каждом из клетчатых квадратов со стороной <i>k</i>, расположенных в таблице, окрашено ровно <i>k</i> клеток. (Например, если все клетки чёрные, то удачным является только число 1.) Какое наибольшее количество чисел могут быть удачными?

Дана клетчатая таблица 100×100, клетки которой покрашены в чёрный и белый цвета. При этом во всех столбцах поровну чёрных клеток, в то время как во всех строках разные количества чёрных клеток. Каково максимальное возможное количество пар соседних по стороне разноцветных клеток?

В пространстве расположены 2016 сфер, никакие две из них не совпадают. Некоторые из сфер – красного цвета, а остальные – зелёного. Каждую точку касания красной и зелёной сферы покрасили в синий цвет. Найдите наибольшее возможное количество синих точек.

Есть клетчатая доска 2015×2015. Дима ставит в <i>k</i> клеток по детектору. Затем Коля располагает на доске клетчатый корабль в форме квадрата 1500×1500. Детектор в клетке сообщает Диме, накрыта эта клетка кораблём или нет. При каком наименьшем <i>k</i> Дима может расположить детекторы так, чтобы гарантированно восстановить расположение корабля?

В треугольнике <i>ABC</i> проведена биссектриса <i>BL</i>. На отрезке <i>CL</i> выбрана точка <i>M</i>. Касательная в точке <i>B</i> к описанной окружности Ω треугольника <i>ABC</i> пересекает луч <i>CA</i> в точке <i>P</i>. Касательные в точках <i>B</i> и <i>M</i> к описанной окружности Γ треугольника <i>BLM</i>, пересекаются в точке <i>Q</i>. Докажите, что прямые <i>PQ</i> и <i>BL</i> параллельны.

Внутри равнобокой трапеции <i>ABCD</i> с основаниями <i>BC</i> и <i>AD</i> расположена окружность ω с центром <i>I</i>, касающаяся отрезков <i>AB, CD</i> и <i>DA</i>. Описанная окружность треугольника <i>BIC</i> вторично пересекает сторону <i>AB</i> в точке <i>E</i>. Докажите, что прямая <i>CE</i> касается окружности ω.

Назовём непустое (конечное или бесконечное) множество <i>A</i>, состоящее из действительных чисел, <i> полным</i>, если для любых действительных <i>a</i> и <i>b</i> (не обязательно различных и не обязательно лежащих в <i>A</i>), при которых  <i>a + b</i>  лежит в <i>A</i>, число <i>ab</i> также лежит в <i>A</i>. Найдите все полные множества действительных чисел.

Петя выбрал 10 последовательных натуральных чисел и каждое записал либо красным, либо синим карандашом (оба цвета присутствуют).

Может ли сумма наименьшего общего кратного всех красных чисел и наименьшего общего кратного всех синих чисел оканчиваться на 2016?

Назовём непустое (конечное или бесконечное) множество <i>A</i>, состоящее из натуральных чисел, <i> полным</i>, если для любых натуральных <i>a</i> и <i>b</i> (не обязательно различных и не обязательно лежащих в <i>A</i>), при которых  <i>a + b</i>  лежит в <i>A</i>, число <i>ab</i> также лежит в <i>A</i>. Найдите все полные множества натуральных чисел.

У царя Гиерона есть 11 металлических слитков, неразличимых на вид; царь знает, что их веса (в некотором порядке) равны 1, 2, ..., 11 кг. Ещё у него есть мешок, который порвётся, если в него положить больше 11 кг. Архимед узнал веса всех слитков и хочет доказать Гиерону, что первый слиток имеет

вес 1 кг. За один шаг он может загрузить несколько слитков в мешок и продемонстрировать Гиерону, что мешок не порвался (рвать мешок нельзя!). За какое наименьшее число загрузок мешка Архимед может добиться требуемого?