MathLabs

アジア太平洋数学オリンピック · 2009年

問題

  1. 第1問黒板に書かれた正の実数に次の操作を行う。黒板上の数 rr を選んで消し、2r2=ab2r^2=ab を満たす正の実数 aa と bb の組を書き込む。最初に黒板には正の実数 rr だけがあり、この操作を k2−1k^2-1 回行って、必ずしも相異ならない k2k^2 個の正の実数を得る。このとき黒板上に krkr 以下の数が存在することを示せ。解答: 1
  2. 第2問a1,a2,a3,a4,a5a_1,a_2,a_3,a_4,a_5 を実数とし、k=1,2,3,4,5k=1,2,3,4,5 に対して a1k2+1+a2k2+2+a3k2+3+a4k2+4+a5k2+5=1k2\frac{a_1}{k^2+1}+\frac{a_2}{k^2+2}+\frac{a_3}{k^2+3}+\frac{a_4}{k^2+4}+\frac{a_5}{k^2+5}=\frac1{k^2} を満たすとする。a137+a238+a339+a440+a541\frac{a_1}{37}+\frac{a_2}{38}+\frac{a_3}{39}+\frac{a_4}{40}+\frac{a_5}{41} の値を求めよ(1つの分数で表せ)。解答: 1
  3. 第3問平面上に、互いに交わらず外部にある3つの円 Γ1,Γ2,Γ3\Gamma_1,\Gamma_2,\Gamma_3 を取る。3円の外部の各点 PP に対し、6点 A1,B1,A2,B2,A3,B3A_1,B_1,A_2,B_2,A_3,B_3 を次のように構成する。各 i=1,2,3i=1,2,3 について、直線 PAiPA_i と PBiPB_i がともに Γi\Gamma_i の接線となる相異なる点 Ai,BiA_i,B_i を Γi\Gamma_i 上に取る。3直線 A1B1,A2B2,A3B3A_1B_1,A_2B_2,A_3B_3 が一点で交わるとき PP を例外点と呼ぶ。存在するすべての例外点が同一円周上にあることを示せ。解答: 1
  4. 第4問任意の正整数 kk に対し、互いに素な正整数 ai,bia_i,b_i (i=1,2,…,ki=1,2,\ldots,k) を用いて表される有理数の等差数列 a1b1,a2b2,…,akbk\frac{a_1}{b_1},\frac{a_2}{b_2},\ldots,\frac{a_k}{b_k} で、正整数 a1,b1,a2,b2,…,ak,bka_1,b_1,a_2,b_2,\ldots,a_k,b_k がすべて相異なるものが存在することを証明せよ。解答: 1
  5. 第5問Larry と Rob は1台の車を運転して Argovia から Zillis へ向かう2台のロボットである。両者は操舵を制御し、次の規則に従う。Larry は出発から ℓ\ell km 走るごとに90°左折し、Rob は rr km 走るごとに90°右折する。ただし ℓ\ell と rr は互いに素な正整数とする。両方の旋回が同時なら車は方向を変えずに進む。地面は平らで車は任意の方向に動けるとする。車は Argovia から Zillis に向いて出発する。Argovia からの距離に関係なく必ず Zillis に到達するのはどの組 (ℓ,r)(\ell,r) か。解答: 1