Klauzurní část školního kola kategorie A se koná

Podobné dokumenty
Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

55. ročník matematické olympiády

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

Úlohy krajského kola kategorie A

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie B

64. ročník matematické olympiády Řešení úloh krajského kola kategorie A

Úlohy krajského kola kategorie B

(4x) 5 + 7y = 14, (2y) 5 (3x) 7 = 74,

Úlohy krajského kola kategorie A

Úlohy krajského kola kategorie C

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

Úlohy krajského kola kategorie C

67. ročník matematické olympiády III. kolo kategorie A. Přerov, března 2018

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

Úlohy II. kola kategorie A

Úlohy krajského kola kategorie A

Úlohy krajského kola kategorie C

66. ročníku MO (kategorie A, B, C)

Úlohy domácí části I. kola kategorie C

68. ročník matematické olympiády Řešení úloh klauzurní části školního kola kategorie A

Úlohy domácího kola kategorie B

pro každé i. Proto je takových čísel m právě N ai 1 +. k k p

Úlohy krajského kola kategorie C

61. ročník matematické olympiády III. kolo kategorie A. Hradec Králové, března 2012

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Příklady k analytické geometrii kružnice a vzájemná poloha kružnice a přímky

Návody k domácí části I. kola kategorie A

Lingebraické kapitolky - Analytická geometrie

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

Požadavky na konkrétní dovednosti a znalosti z jednotlivých tematických celků

Úlohy krajského kola kategorie B

53. ročník matematické olympiády. q = 65

MATEMATIKA Maturitní témata společná část MZ základní úroveň (vychází z Katalogu požadavků MŠMT)

MATEMATIKA 5. TŘÍDA. C) Tabulky, grafy, diagramy 1 - Tabulky, doplnění řady čísel podle závislosti 2 - Grafy, jízní řády 3 - Magické čtverce

Návody k domácí části I. kola kategorie C

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

Návody k domácí části I. kola kategorie C

Matematická olympiáda ročník ( ) Komentáře k úlohám 2. kola pro kategorie Z5 až Z9. kategorie Z5 Z5 II 1 Z5 II 2 Z5 II 3

Úlohy domácí části I. kola kategorie C

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

CVIČNÝ TEST 39. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 5 III. Klíč 11 IV. Záznamový list 13

X = A + tu. Obr x = a 1 + tu 1 y = a 2 + tu 2, t R, y = kx + q, k, q R (6.1)

63. ročník matematické olympiády Řešení úloh krajského kola kategorie B. 1. Odečtením druhé rovnice od první a třetí od druhé dostaneme dvě rovnice

Zajímavé matematické úlohy

Úlohy domácí části I. kola kategorie C

Nerovnice v součinovém tvaru, kvadratické nerovnice

CVIČNÝ TEST 35. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Mgr. Tomáš Kotler. I. Cvičný test 2 II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

Návody k úlohám domácí části I. kola 59. ročníku MO kategorie B

CVIČNÝ TEST 9 OBSAH. Mgr. Václav Zemek. I. Cvičný test 2 II. Autorské řešení 5 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

11. VEKTOROVÁ ALGEBRA A ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ. u. v = u v + u v. Umět ho aplikovat při

February 05, Čtyřúhelníky lichoběžníky.notebook. 1. Vzdělávací oblast: Matematika a její aplikace

Témata absolventského klání z matematiky :

Příklad. Řešte v : takže rovnice v zadání má v tomto případě jedno řešení. Pro má rovnice tvar

II. kolo kategorie Z9

2.1 Pokyny k otevřeným úlohám. Výsledky pište čitelně do vyznačených bílých polí. 2.2 Pokyny k uzavřeným úlohám

Odvození středové rovnice kružnice se středem S [m; n] a o poloměru r. Bod X ležící na kružnici má souřadnice [x; y].

Základní poznatky, Rovnice a nerovnice, Planimetrie 1. část

CVIČNÝ TEST 37. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 5 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

KoMáR - Řešení 5. série školní rok 2015/2016. Řešení Páté Série

Rozpis výstupů zima 2008 Geometrie

1 Lineární prostory a podprostory

Shodná zobrazení. bodu B ležet na na zobrazené množině b. Proto otočíme kružnici b kolem

CVIČNÝ TEST 5. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Václav Zemek. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

11. VEKTOROVÁ ALGEBRA A ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ

a počtem sloupců druhé matice. Spočítejme součin A.B. Označme matici A.B = M, pro její prvky platí:

Matematika NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY DUBNA 2017

Cvičné texty ke státní maturitě z matematiky

Vzdělávací oblast: Matematika a její aplikace Vzdělávací obor: Matematický kroužek pro nadané žáky ročník 9.

Rovnice, soustavy rovnic, funkce, podobnost a funkce úhlů, jehlany a kužely

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V ROVINĚ

Maturitní zkouška z matematiky (v profilové části) Informace o zkoušce, hodnocení zkoušky, povolené pomůcky a požadavky

Analytická geometrie lineárních útvarů

ROVNICE, NEROVNICE A JEJICH SOUSTAVY

M - Příprava na 3. čtvrtletní písemnou práci

Matematika I, část I. Rovnici (1) nazýváme vektorovou rovnicí roviny ABC. Rovina ABC prochází bodem A a říkáme, že má zaměření u, v. X=A+r.u+s.

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

Extrémy funkce dvou proměnných

Úvodní opakování, Kladná a záporná čísla, Dělitelnost, Osová a středová souměrnost

CVIČNÝ TEST 15. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

MATEMATIKA Maturitní témata společná část MZ vyšší úroveň (vychází z Katalogu požadavků MŠMT)

Přijímací zkouška na MFF UK v Praze

Modelové úlohy přijímacího testu z matematiky

ICT podporuje moderní způsoby výuky CZ.1.07/1.5.00/ Matematika analytická geometrie. Mgr. Pavel Liška

PRIMA Přirozená čísla Celá čísla Desetinná čísla Číselná osa Pravidla pro násobení a dělení 10, 100, a 0,1, 0,01, 0,001.. Čísla navzájem opačná

Funkce pro studijní obory

Univerzita Karlova v Praze Pedagogická fakulta

kuncova/, 2x + 3 (x 2)(x + 5) = A x 2 + B Přenásobením této rovnice (x 2)(x + 5) dostaneme rovnost

56. ročník Matematické olympiády. tedy číslice 1, 2, a 3. Dále nám zbývají zlomky. Má-li být jejich součet co nejmenší,

Internetová matematická olympiáda listopadu 2008

Lineární algebra : Metrická geometrie

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

Věta o dělení polynomů se zbytkem

Svobodná chebská škola, základní škola a gymnázium s.r.o. Vrcholové úhly. Souhlasné úhly

Návody k domácí části I. kola kategorie B

Transkript:

56. ročník matematické olympiády Úlohy klauzurní části školního kola kategorie 1. rčete všechna reálná čísla s, pro něž má rovnice 4x 4 20x 3 + sx 2 + 22x 2 = 0 čtyři různé reálné kořeny, přičemž součin dvou z nich je roven číslu 2. 2. važujme množinu {1, 2, 4, 5, 8, 10, 16, 20, 32, 40, 80, 160} a všechny její tříprvkové podmnožiny. Rozhodněte, zda je více těch, které mají součin svých prvků větší než 2 006, nebo těch, které mají součin svých prvků menší než 2 006. 3. Je dán lichoběžník s pravým úhlem při vrcholu a základnou, v němž platí >. Označme průsečík os jeho vnitřních úhlů při vrcholech, a průsečík os vnitřních úhlů při vrcholech,. Podobně označme, průsečíky os vnitřních úhlů při vrcholech,, resp.,. a) kažte, že přímky a jsou rovnoběžné. b) okažte, že průsečík E polopřímky s přímkou a body,, leží na téže kružnici. Klauzurní část školního kola kategorie se koná v úterý 5. prosince 2006 tak, aby začala dopoledne a aby soutěžící měli na řešení úloh 4 hodiny čistého času. Za každou úlohu může soutěžící získat 6 bodů, úspěšným řešitelem je ten žák, který získá 10 bodů nebo více. Povolené pomůcky jsou psací a rýsovací potřeby, školní MF tabulky a kalkulátory bez grafického displeje. yto údaje se žákům sdělí před zahájením soutěže.

56. ročník matematické olympiády Řešení úloh klauzurní části školního kola kategorie 1. Předpokládejme, že číslo s vyhovuje zadání úlohy, a označme kořeny x 1, x 2, x 3, x 4 dané rovnice tak, aby platilo x 1 x 2 = 2. (0) Z rozkladu na kořenové činitele 4x 4 20x 3 + sx 2 + 22x 2 = 4(x x 1 )(x x 2 )(x x 3 )(x x 4 ) po roznásobení a porovnání koeficientů u stejných mocnin x dostaneme iètovy vztahy x 1 + x 2 + x 3 + x 4 = 5, (1) x 1 x 2 + x 1 x 3 + x 1 x 4 + x 2 x 3 + x 2 x 4 + x 3 x 4 = s 4, (2) x 1 x 2 x 3 + x 1 x 2 x 4 + x 1 x 3 x 4 + x 2 x 3 x 4 = 11 2, (3) x 1 x 2 x 3 x 4 = 1 2. (4) Z rovností (0) a (4) ihned plyne x 3 x 4 = 1 4. Z rovnosti (3) upravené do tvaru (x 1 + x 2 )x 3 x 4 + (x 3 + x 4 )x 1 x 2 = 11 2 po dosazení hodnot x 1 x 2 a x 3 x 4 vychází rovnice 1 4 (x 1 + x 2 ) 2(x 3 + x 4 ) = 11 2, která spolu s rovnicí (1) tvoří soustavu dvou lineárních rovnic pro neznámé součty x 1 + x 2 a x 3 + x 4. nadným výpočtem zjistíme, že řešením této soustavy je dvojice hodnot x 1 + x 2 = 2 a x 3 + x 4 = 3. osadíme-li vše zjištěné do rovnosti (2) upravené do tvaru x 1 x 2 + (x 1 + x 2 )(x 3 + x 4 ) + x 3 x 4 = s 4, zjistíme, že nutně s = 17. Nyní musíme provést zkoušku: z rovností x 1 + x 2 = 2 a x 1 x 2 = 2

vyplývá, že čísla x 1,2 jsou kořeny kvadratické rovnice x 2 2x 2 = 0, tedy x 1,2 = 1 ± 3; (5) z rovností x 3 + x 4 = 3 a x 3 x 4 = 1 4 zase plyne, že čísla x 3,4 jsou kořeny kvadratické rovnice x 2 3x + 1 4 = 0, tedy x 3,4 = 3 2 ± 2. (6) idíme, že x 1,2,3,4 jsou skutečně čtyři navzájem různá reálná čísla, která splňují sou stavu rovnic (1) (4) pro hodnotu s = 17, takže to jsou kořeny rovnice ze zadání. Zdůraz něme, že zadáním úlohy nebylo tyto kořeny vypočítat. Nestačilo by ovšem jen ověřit, že každá z kvadratických rovnic v (5) a (6) má dva různé reálné kořeny (to nastane, právě když jejich diskriminanty jsou kladná čísla), kromě toho by bylo nutné ještě ukázat, že tyto dvě rovnice nemají společný kořen. Hledané číslo s je jediné a má hodnotu s = 17. Jiné řešení. Označme x 1,2 ty kořeny dané rovnice, pro něž má platit x 1 x 2 = 2. Mno hočlen z levé strany rovnice je dělitelný mnohočlenem (x x 1 )(x x 2 ), tedy mnohočlenem tvaru x 2 + px 2 (kde p = x 1 x 2 ), platí tudíž rozklad 4x 4 20x 3 + sx 2 + 22x 2 = (x 2 + px 2)(4x 2 + qx + r). Roznásobením a porovnáním koeficientů u stejných mocnin x dostaneme soustavu 20 = 4p + q, s = 8 + pq + r, 22 = 2q + pr, 2 = 2r. Ze čtvrté rovnice máme r = 1, po dosazení do třetí 22 = 2q + p, což spolu s první rovnicí dává p = 2 a q = 12. Ze zbylé (druhé) rovnice pak určíme hodnotu s = 17. íme, že pro ni má mnohočlen ze zadané rovnice rozklad 4x 4 20x 3 + 17x 2 + 22x 2 = (x 2 2x 2)(4x 2 12x + 1), zbývá provést zkoušku (stejně jako při prvním postupu). Za úplné řešení udělte 6 bodů, z toho 4 body za nalezení hodnoty s = 17, přitom 1 bod za nalezení obou trojčlenů s kořeny x 1,2 resp. x 3,4 a 1 bod za zkoušku. Pokud řešitel pouze správně vypíše soustavu iètových vztahů (a z ní případně ještě určí hodnotu součinu x 3 x 4 ), udělte 2 body. 2. važovaná množina je množinou právě všech (přirozených) dělitelů čísla 160 = 2 5 5. Její prvky můžeme sdružit do dvojic tak, aby součin čísel v každé dvojici byl roven číslu 160: 1 160 = 2 80 = 4 40 = 5 32 = 8 20 = 10 16. o znamená, že je-li = {a, b, c} trojice navzájem různých dělitelů čísla 160, je i = = {160/a, 160/b, 160/c} trojice navzájem různých dělitelů čísla 160.

oučin abc prvků trojice se dá vyjádřit ve tvaru 2 k 5 l, kde k {0, 1, 2,..., 14}, l {0, 1, 2, 3} (1) (číslo 160 má jen dva dělitele, jež jsou násobkem 2 5, proto se v rozkladu součinu abc nemůže objevit 2 15 ). Není těžké zjistit, že největší přirozené číslo tvaru (1), které je menší než 2 006, je číslo 2 000 = 2 4 5 3 a nejmenší přirozené číslo, které je tvaru (1) a je větší než 2 006, je číslo 2 048 = 2 11 (samo číslo 2 006 tvaru (1) není). Přitom 2 000 2 048 = 160 3. Je-li tedy součin prvků trojice menší než 2 006, je nutně abc 2 000 a součin 160 3 /(abc) prvků odpovídající trojice je nejméně 160 3 /2 000 = 2 048. Naopak, je-li součin prvků trojice větší než číslo 2 006, je abc 2 048 a součin prvků trojice je nejvýše 160 3 /2 048 = 2 000. Jinými slovy tříprvkových podmnožin se součinem prvků menším než 2 006 je právě tolik jako tříprvkových podmnožin se součinem prvků větším než 2 006. Za úplné řešení udělte 6 bodů, z toho 2 body za zjištění, že uvažovaná množina je množinou dělitelů čísla 160, další 2 body za následné párování tříprvkových podmnožin. vede-li řešitel fakt abc / / 2 001, 2 047 bez důkazu, není to na závadu (celá čísla z tohoto intervalu lze na prvočinitele rychle jednotlivě otestovat). Protokol, ve kterém se žák pouze zabývá otázkou, jakých konkrétních hodnot může součin abc nabývat (ne však kolikrát se tak pro jednotlivé hodnoty stane), oceňte nejvýše 2 body. 3. od jako průsečík os vnitřních úhlů při vrcholech a daného lichoběžníku má stejnou vzdálenost od stran, a zároveň i od stran,. o znamená, že má stejnou vzdálenost od obou základen, lichoběžníku. Podobně i bod, který je průsečíkem os úhlů při vrcholech a, má od obou základen stejnou vzdálenost. Jsou tedy přímky a rovnoběžné. ím je vyřešena část a). Protože součet vnitřních úhlů jak při vrcholech a, tak při vrcholech a je 180, je součet úhlů přilehlých straně trojúhelníku roven 90 stejně jako součet úhlů přilehlých straně trojúhelníku. o znamená, že oba uvedené trojúhelníky jsou pravoúhlé (s pravým úhlem při vrcholu, resp., obr. 1). Čtyřúhelník je tedy tětivový (z předpokladu úlohy > plyne, že polopřímky a se neprotínají, body a proto leží v opačných polorovinách určených přímkou a body,,, leží na kružnici v uvedeném pořadí). Obr. 1 Jak už víme, jsou přímky, a rovnoběžné, je tedy = = = 45. Z rovnosti obvodových úhlů nad stranou tětivového čtyřúhelníku tak plyne = = 45. o je zároveň i velikost obvodového úhlu příslušného

tětivě kružnice opsané trojúhelníku (obr. 2). Zbývá ukázat, že na téže kružnici leží i bod E. o je zřejmé, pokud E =. opačném případě stačí zjistit, že velikost úhlu E je 180 45 nebo 45 podle toho, zda přímka body, E odděluje či nikoli, což okamžitě plyne z toho, že přímka svírá se základnou úhel 45 (obr. 2 a 3). ím je vyřešena část b). E E Obr. 2 Obr. 3 Za úplné řešení udělte 6 bodů, z toho 2 body za důkaz rovnoběžnosti, dále 1 bod za objev pravých úhlů a a 1 bod za důsledek, že čtyřúhelník je tětivový. Nelze čekat, že žáci použijí charakterizaci cykličnosti čtyř bodů pomocí orientovaných úhlů přímek, jejich řešení by tedy mělo pamatovat přinejmenším na dvě možné vzájemné polohy bodů E a (opominutí triviálního případu E = ztrátou bodu netrestejte). Pokud bude důkaz proveden jen pro jednu z možných poloh, strhněte 1 bod.