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国際数学オリンピック · 2007年

問題

  1. 第1問実数 a1,a2,…,ana_1, a_2, \ldots, a_n が与えられている。各 ii(1≤i≤n1 \le i \le n)に対して di=max⁡{aj:1≤j≤i}−min⁡{aj:i≤j≤n}d_i = \max\{a_j : 1 \le j \le i\} - \min\{a_j : i \le j \le n\} と定め、d=max⁡{di:1≤i≤n}d = \max\{d_i : 1 \le i \le n\} とおく。(a) 任意の実数 x1≤x2≤⋯≤xnx_1 \le x_2 \le \cdots \le x_n に対し、max⁡{∣xi−ai∣:1≤i≤n}≥d2\max\{|x_i - a_i| : 1 \le i \le n\} \ge \dfrac{d}{2} を証明せよ。(b) この不等式で等号が成り立つような実数 x1≤x2≤⋯≤xnx_1 \le x_2 \le \cdots \le x_n が存在することを示せ。解答: 1
  2. 第2問5点 A,B,C,D,EA, B, C, D, E を、ABCDABCD が平行四辺形で BCEDBCED が円に内接する四角形となるように取る。AA を通る直線を ℓ\ell とする。ℓ\ell が線分 DCDC の内部と FF で交わり、直線 BCBC と GG で交わるとする。さらに EF=EG=ECEF = EG = EC と仮定する。ℓ\ell が角 DABDAB の二等分線であることを証明せよ。解答: 1
  3. 第3問数学コンテストに参加する競技者の中には友人同士の者がいる。友情は常に相互的である。任意の二人が友人であるような競技者の集合をクリークと呼ぶ。(特に、2人未満の任意の集合もクリークである。)クリークの要素数をそのサイズと呼ぶ。このコンテストでクリークの最大サイズが偶数であるとき、競技者を二つの部屋に配置して、一方の部屋に含まれるクリークの最大サイズと他方の部屋に含まれるクリークの最大サイズが等しくなるようにできることを証明せよ。解答: 1
  4. 第4問三角形 ABCABC において、角 BCABCA の二等分線は外接円と再び RR で交わり、BCBC の垂直二等分線と PP で交わり、ACAC の垂直二等分線と QQ で交わる。BCBC の中点を KK、ACAC の中点を LL とする。三角形 RPKRPK と三角形 RQLRQL の面積が等しいことを証明せよ。解答: 1
  5. 第5問aa と bb を正の整数とする。4ab−14ab-1 が (4a2−1)2(4a^2-1)^2 を割り切るならば a=ba=b であることを示せ。解答: 1
  6. 第6問nn を正の整数とする。S={(x,y,z):x,y,z∈{0,1,…,n}, x+y+z>0}S=\{(x,y,z) : x,y,z\in\{0,1,\ldots,n\},\ x+y+z>0\} を三次元空間内の (n+1)3−1(n+1)^3-1 個の点からなる集合とみなす。SS を含むが (0,0,0)(0,0,0) を含まないような平面の和集合として可能な最小の平面の個数を求めよ。解答: 1