Олимпиадные задачи из источника «2016-2017»

Дан выпуклый четырёхугольник <i>ABCD</i>. Обозначим через <i>I_A, I_B, I_C</i> и <i>I_D</i> центры вписанных окружностей ω_<i>A</i>, ω_<i>B</i>, ω_<i>C</i> и ω_<i>D</i> треугольников <i>DAB, ABC, BCD</i> и <i>CDA</i> соответственно. Оказалось, что  ∠<i>BI_AA</i> + ∠<i>I_CI_AI_D</i> = 180°.  Докажите, что  ∠<i>BI_BA</i> + ∠<i>I_CI<sub>...

Изначально на доске написано натуральное число <i>N</i>. В любой момент Миша может выбрать число  <i>a</i> > 1  на доске, стереть его и дописать все натуральные делители <i>a</i>, кроме него самого (на доске могут появляться одинаковые числа). Через некоторое время оказалось, что на доске написано <i>N</i>² чисел. При каких <i>N</i> это могло случиться?

В некоторых клетках квадрата 200×200 стоит по одной фишке – красной или синей; остальные клетки пусты. Одна фишка <i>видит</i> другую, если они находятся в одной строке или одном столбце. Известно, что каждая фишка видит ровно пять фишек другого цвета (и, возможно, некоторое количество фишек своего цвета). Найдите наибольшее возможное количество фишек.

У фокусника и помощника есть колода с картами; одна сторона ("рубашка") у всех карт одинакова, а другая окрашена в один из 2017 цветов (в колоде по 1000000 карт каждого цвета). Фокусник и помощник собираются показать следующий фокус. Фокусник выходит из зала, а зрители выкладывают на стол в ряд  <i>n</i> > 1  карт рубашками вниз. Помощник смотрит на эти карты, а затем все, кроме одной, переворачивает рубашкой вверх, не меняя их порядка. Затем входит фокусник, смотрит на стол, указывает на одну из закрытых карт и называет её цвет. При каком наименьшем <i>k</i> фокусник может заранее договориться с помощником так, чтобы фокус гарантированно удался?

Число <i>x</i> таково, что обе суммы  <i>S</i> = sin 64<i>x</i> + sin 65<i>x</i>  и  <i>C</i> = cos 64<i>x</i> + cos 65<i>x</i>  – рациональные числа.

Докажите, что в одной из этих сумм оба слагаемых рациональны.

Неравнобедренный треугольник <i>ABC</i> вписан в окружность с центром <i>O</i> и описан около окружности с центром <i>I</i>. Точка <i>B'</i>, симметричная точке B относительно прямой <i>OI</i>, лежит внутри угла <i>ABI</i>. Докажите, что касательные к описанной окружности треугольника <i>BB'I</i>, проведённые в точках <i>B'</i> и <i>I</i>, пересекаются на прямой <i>AC</i>.

Пусть <i>P</i>(<i>x</i>) – многочлен степени  <i>n</i> ≥ 2  с неотрицательными коэффициентами, а <i>a, b</i> и <i>c</i> – длины сторон некоторого остроугольного треугольника.

Докажите, что числа  <img align="absmiddle" src="/storage/problem-media/66160/problem_66160_img_2.gif">  также являются длинами сторон некоторого остроугольного треугольника.

На доску выписали все собственные делители некоторого составного натурального числа <i>n</i>, увеличенные на 1. Найдите все такие числа <i>n</i>, для которых числа на доске окажутся всеми собственными делителями некоторого натурального числа <i>m</i>.

На доске выписаны в ряд <i>n</i> положительных чисел <i>a</i>₁, <i>a</i>₂, ..., <i>a_n</i>. Вася хочет выписать под каждым числом <i>a_i</i> число  <i>b_i ≥ a_i</i>  так, чтобы для каждых двух из чисел <i>b</i>₁, <i>b</i>₂, ..., <i>b_n</i> отношение одного из них к другому было целым. Докажите, что Вася может выписать требуемые числа так, чтобы выполнялось неравенство  <i>b</i>₁<i>b</i>₂...<i>b<sub>n</...

Изначально на столе лежат три кучки из 100, 101 и 102 камней соответственно. Илья и Костя играют в следующую игру. За один ход каждый из них может взять себе один камень из любой кучи, кроме той, из которой он брал камень на своем предыдущем ходе (при своём первом ходе каждый игрок может брать камень из любой кучки). Ходы игроки делают по очереди, начинает Илья. Проигрывает тот, кто не может сделать ход. Кто из игроков может выиграть, как бы ни играл соперник?

Остроугольный равнобедренный треугольник <i>ABC</i>  (<i>AB = AC</i>)  вписан в окружность с центром <i>O</i>. Лучи <i>BO</i> и <i>CO</i> пересекают стороны <i>AC</i> и <i>AB</i> в точках <i>B'</i> и <i>C'</i> соответственно. Через точку <i>C'</i> проведена прямая <i>l</i>, параллельная прямой <i>AC</i>. Докажите, что прямая <i>l</i> касается описанной окружности ω треугольника <i>B'OC</i>.

На координатной плоскости нарисованы графики двух приведённых квадратных трёхчленов и две непараллельные прямые <i>l</i>₁ и <i>l</i>₂. Известно, что отрезки, высекаемые графиками на <i>l</i>₁, равны, и отрезки, высекаемые графиками на <i>l</i>₂, также равны. Докажите, что графики трёхчленов совпадают.

Каждая клетка доски 100×100 окрашена либо в чёрный, либо в белый цвет, причём все клетки, примыкающие к границе доски – чёрные. Оказалось, что нигде на доске нет одноцветного клетчатого квадрата 2×2. Докажите, что на доске найдётся клетчатый квадрат 2×2, клетки которого окрашены в шахматном порядке.

Неравнобедренный треугольник <i>ABC</i>, в котором  ∠<i>C</i> = 60°,  вписан в окружность Ω. На биссектрисе угла <i>A</i> выбрана точка <i>A'</i>, а на биссектрисе угла <i>B</i> – точка <i>B'</i> так, что  <i>AB' || BC</i>  и  <i>B'A || AC</i>.  Прямая <i>A'B'</i> пересекает Ω в точках <i>D</i> и <i>E</i>. Докажите, что треугольник <i>CDE</i> равнобедренный.

Верно ли, что для любых трёх различных натуральных чисел <i>a, b</i> и <i>c</i> найдётся квадратный трёхчлен с целыми коэффициентами и положительным старшим коэффициентом, принимающий в некоторых целых точках значения <i>a</i>³, <i>b</i>³ и <i>c</i>³?

На доске написаны  <i>n</i> > 3  различных натуральных чисел, меньших чем  (<i>n</i> – 1)!.  Для каждой пары этих чисел Серёжа поделил большее на меньшее с остатком и записал в тетрадку полученное неполное частное (так, если бы он делил 100 на 7, то он бы получил  100 = 14·7 + 2  и записал бы в тетрадку число 14). Докажите, что среди чисел в тетрадке найдутся два равных.

Существует ли такая бесконечная возрастающая последовательность <i>a</i>₁, <i>a</i>₂, <i>a</i>₃, ... натуральных чисел, что сумма любых двух различных членов последовательности взаимно проста с суммой любых трёх различных членов последовательности?

Сто гномов, веса которых равны 1, 2, 3, ..., 100 фунтов, собрались на левом берегу реки. Плавать они не умеют, но на этом же берегу находится гребная лодка грузоподъемностью 100 фунтов. Из-за течения плыть обратно трудно, поэтому у каждого гнома хватит сил грести с правого берега на левый не более одного раза (грести в лодке достаточно любому из гномов; гребец в течение одного рейса не меняется). Смогут ли все гномы переправиться на правый берег?

Дана равнобокая трапеция <i>ABCD</i> с основаниями <i>BC</i> и <i>AD</i>. Окружность ω проходит через вершины <i>B</i> и <i>C</i> и вторично пересекает сторону AB и диагональ <i>BD</i> в точках <i>X</i> и <i>Y</i> соответственно. Касательная, проведённая к окружности ω в точке <i>C</i>, пересекает луч <i>AD</i> в точке <i>Z</i>. Докажите, что точки <i>X, Y</i> и <i>Z</i> лежат на одной прямой.

В стране некоторые пары городов соединены односторонними прямыми авиарейсами (между любыми двумя городами есть не более одного рейса). Скажем, что город <i>A доступен</i> для города <i>B</i>, если из <i>B</i> можно долететь в <i>A</i>, возможно, с пересадками. Известно, что для любых двух городов <i>P</i> и <i>Q</i> существует город <i>R</i>, для которого и <i>P</i>, и <i>Q</i> доступны. Докажите, что существует город, для которого доступны все города страны. (Считается, что город доступен для себя.)

Изначально на стол кладут 100 карточек, на каждой из которых записано по натуральному числу; при этом среди них ровно 28 карточек с нечётными числами. Затем каждую минуту проводится следующая процедура. Для каждых 12 карточек, лежащих на столе, вычисляется произведение записанных на них чисел, все эти произведения складываются, и полученное число записывается на новую карточку, которая добавляется к лежащим на столе. Можно ли выбрать исходные 100 чисел так, что для любого натурального <i>d</i> на столе рано или поздно появится карточка с числом, кратным 2^<i>d</i>?

На плоскости проведено несколько прямых, никакие две из которых не параллельны и никакие три не проходят через одну точку. Докажите, что в областях, на которые прямые поделили плоскость, можно расставить положительные числа так, чтобы суммы чисел по обе стороны каждой из проведённых прямых были равны.

Четырёхугольник <i>ABCD</i> вписан в окружность Г c центром в точке <i>O</i>. Его диагонали <i>AC</i> и <i>BD</i> перпендикулярны и пересекаются в точке P, причём точка <i>O</i> лежит внутри треугольника <i>BPC</i>. На отрезке <i>BO</i> выбрана точка <i>H</i> так, что  ∠<i>BHP</i> = 90°.  Описанная окружность ω треугольника <i>PHD</i> вторично пересекает отрезок <i>PC</i> в точке <i>Q</i>. Докажите, что  <i>AP = CQ</i>.

Окружность ω описана около остроугольного треугольника <i>ABC</i>. На стороне <i>AB</i> выбрана точка <i>D</i>, а на стороне <i>BC</i> – точка <i>E</i> так, что  <i>DE || AC</i>.  Точки <i>P</i> и <i>Q</i> на меньшей дуге <i>AC</i> окружности ω таковы, что  <i>DP || EQ</i>.  Лучи <i>QA</i> и <i>PC</i> пересекают прямую <i>DE</i> в точках <i>X</i> и <i>Y</i> соответственно. Докажите, что  ∠<i>XBY</i> + ∠<i>PBQ</i> = 180°.

Изначально на стол положили 100 карточек, на каждой из которых записано по натуральному числу; при этом было ровно 43 карточки с нечётными числами. Затем каждую минуту проводилась следующая процедура. Для каждых трёх карточек, лежащих на столе, вычислялось произведение записанных на них чисел, все эти произведения складывались, и полученное число записывалось на новую карточку, которая добавлялась к лежащим на столе. Через год после начала процесса выяснилось, что на столе есть карточка с числом, кратным 2¹⁰⁰⁰⁰. Докажите, что число, кратное 2¹⁰⁰⁰⁰, было на одной из карточек уже через день после начала.