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国際数学オリンピック · 2018年

問題

  1. 第1問Γ\Gamma を鋭角三角形 ABCABC の外接円とする。点 DD と EE はそれぞれ線分 ABAB と ACAC 上にあり、AD=AEAD=AE を満たす。線分 BDBD と CECE の垂直二等分線はそれぞれ、Γ\Gamma の小弧 ABAB および ACAC と、点 FF および GG で交わる。直線 DEDE と FGFG が平行であるか、または一致することを証明せよ。解答: 1
  2. 第2問an+1=a1a_{n+1}=a_1、an+2=a2a_{n+2}=a_2 を満たし、かつ i=1,2,…,ni=1,2,\ldots,n に対して aiai+1+1=ai+2a_ia_{i+1}+1=a_{i+2} を満たす実数 a1,a2,…,ana_1, a_2, \ldots, a_n が存在するような整数 n≥3n \ge 3 をすべて求めよ。解答: 1
  3. 第3問anti-Pascal 三角形とは、最下段の数を除き、各数がその真下にある二つの数の差の絶対値であるような正三角形状の数の配列である。次は 1 から 10 までのすべての整数を含む 4 段の anti-Pascal 三角形である。 42657183109\begin{array}{ccccccccccc} &&&&4&&&&\\ &&&2&&6&&&\\ &5&&7&&1&&&\\ 8&&3&&10&&9 \end{array} 1 から 1+2+⋯+20181+2+\cdots+2018 までのすべての整数を含む 2018 段の anti-Pascal 三角形は存在するか。解答: 1
  4. 第4問サイトとは、平面上の点 (x,y)(x,y) で x,y∈{1,2,…,20}x,y\in\{1,2,\ldots,20\} を満たすものとする。はじめ、400個のサイトはすべて空いている。Amy と Ben は空いているサイトに交互に石を置き、Amy が先手である。Amy は、赤い石が置かれた任意の2サイト間の距離が 5\sqrt{5} にならないように赤石を置く。Ben は距離の制限なしに、空いている任意のサイトへ青石を置く。どちらかが石を置けなくなった時点で終了する。Ben の置き方によらず、Amy が少なくとも KK 個の赤石を置けることを保証できる最大の KK を求めよ。解答: 1
  5. 第5問a1,a2,…a_1,a_2,\ldots を正の整数からなる無限列とする。ある整数 N>1N>1 が存在し、すべての n≥Nn\ge N について、数 a1a2+a2a3+⋯+an−1an+ana1\frac{a_1}{a_2}+\frac{a_2}{a_3}+\cdots+\frac{a_{n-1}}{a_n}+\frac{a_n}{a_1} が整数であるとする。ある正整数 MM が存在して、すべての m≥Mm\ge M で am=am+1a_m=a_{m+1} となることを証明せよ。解答: 1
  6. 第6問凸四角形 ABCDABCD が AB⋅CD=BC⋅DAAB\cdot CD=BC\cdot DA を満たしている。点 XX は ABCDABCD の内部にあり、∠XAB=∠XCD\angle XAB=\angle XCD および ∠XBC=∠XDA\angle XBC=\angle XDA を満たす。∠BXA+∠DXC=180∘\angle BXA+\angle DXC=180^\circ を証明せよ。解答: 1