Олимпиадные задачи из источника «Книги, журналы» - сложность 3 с решениями

Будем называть "размером" прямоугольного параллелепипеда сумму трёх его измерений – длины, ширины и высоты.

Может ли случиться, что в некотором прямоугольном параллелепипеде поместился больший по размеру прямоугольный параллелепипед?

Имеется 20 бусинок десяти цветов, по две бусинки каждого цвета. Их как-то разложили в 10 коробок. Известно, что можно выбрать по бусинке из каждой коробки так, что все цвета будут представлены. Докажите, что число способов такого выбора есть ненулевая степень двойки.

a) Двое показывают карточный фокус. Первый снимает пять карт из колоды, содержащей 52 карты (предварительно перетасованной кем-то из зрителей), смотрит в них и после этого выкладывает их в ряд слева направо, причём одну из карт кладёт рубашкой вверх, а остальные – картинкой вверх. Второй участник фокуса отгадывает закрытую карту. Докажите, что они могут так договориться, что второй всегда будет угадывать карту. б) Второй фокус отличается от первого тем, что первый участник выкладывает слева направо четыре карты картинкой вверх, а одну не выкладывает. Могут ли и в этом случае участники фокуса так договориться, чтобы второй всегда угадывал невыложенную карту?

Назовём <i>лабиринтом</i> шахматную доску 8×8, где между некоторыми полями вставлены перегородки. Если ладья может обойти все поля, не перепрыгивая через перегородки, то лабиринт называется <i>хорошим</i>, иначе – <i>плохим</i>. Каких лабиринтов больше – хороших или плохих?

Внутренняя точка <i>M</i> выпуклого четырёхугольника <i>ABCD</i> такова, что треугольники <i>AMB</i> и <i>CMD</i> – равнобедренные с углом величиной 120° при вершине <i>M</i>.

Докажите существование такой точки <i>N</i>, что треугольники <i>BNC</i> и <i>DNA</i> – правильные.

  В треугольнике <i>ABC</i> отрезки <i>CM</i> и <i>BN</i> – медианы, <i>P</i> и <i>Q</i> – точки соответственно на <i>AB</i> и <i>AC</i> такие, что биссектриса угла <i>C</i> треугольника одновременно является биссектрисой угла <i>MCP</i>, а биссектриса угла <i>B</i> – биссектрисой угла <i>NBQ</i>. Можно ли утверждать, что треугольник <i>ABC</i> равнобедренный, если

  а)  <i>BP = CQ</i>;

  б)  <i>AP = AQ</i>;

  в)  <i>PQ || BC</i>? 

Верны ли утверждения:

  а) Если многоугольник можно разбить ломаной на два равных многоугольника, то его можно разбить отрезком на два равных многоугольника.

  б) Если выпуклый многоугольник можно разбить ломаной на два равных многоугольника, то его можно разбить отрезком на два равных многоугольника.

  в) Если выпуклый многоугольник можно разбить ломаной на два многоугольника, которые можно перевести друг в друга движением, сохраняющим ориентацию (то есть поворотом или параллельным переносом), то его можно разбить отрезком на два многоугольника, которые можно перевести друг в друга таким же движением.

Раскрашенный в чёрный и белый цвета кубик с гранью в одну клетку поставили на одну из клеток шахматной доски и прокатили по ней так, что кубик побывал на каждой клетке ровно по одному разу. Можно ли так раскрасить кубик и так прокатить его по доске, чтобы каждый раз цвета клетки и соприкоснувшейся с ней грани совпадали?

Докажите, что существует бесконечно много таких троек чисел  <i>n</i> – 1,  <i>n</i>,  <i>n</i> + 1,  что:

  a) <i>n</i> представимо в виде суммы двух квадратов натуральных (целых положительных) чисел, а  <i>n</i> – 1  и  <i>n</i> + 1  – нет;

  б) каждое из трёх чисел представимо в виде суммы двух квадратов натуральных чисел.

В равнобедренном треугольнике <i>ABC</i>  (<i>AB = AC</i>)  угол <i>A</i> равен α. На стороне <i>AB</i> взята точка <i>D</i> так, что  <i>AD = ^AB</i>/_<i>n</i>.  Найдите сумму  <i>n</i> – 1  углов, под которыми виден отрезок <i>AD</i> из точек, делящих сторону <i>BC</i> на <i>n</i> равных частей:

  а) при  <i>n</i> = 3;

  б) при произвольном <i>n</i>.

Вдоль лыжной трассы расставлено в ряд бесконечное число кресел, занумерованных по порядку: 1, 2, 3, ... Кассирша продала билеты на первые <i>m</i> мест, но на некоторые места она продала не один билет, и общее число проданных билетов  <i>n > m</i>.  Зрители входят на трассу по одному. Каждый, подходя к месту, указанному на его билете, занимает его, если оно свободно, а если оно занято, говорит "Ох!" и идёт к следующему по номеру месту. Если оно свободно, то занимает его, если же занято, снова говорит "Ох!" и двигается дальше – до первого свободного места. Докажите, что общее количество "охов" не зависит от того, в каком порядке зрители выходят на трассу.

Существует ли возрастающая арифметическая прогрессия

  а) из 11,

  б) из 10000,

  в) из бесконечного числа натуральных чисел,

такая что последовательность сумм цифр её членов – также возрастающая арифметическая прогрессия?

Прямоугольник разбит на прямоугольные треугольники, граничащие друг с другом только по целым сторонам, так, что общая сторона двух треугольников всегда служит катетом одного и гипотенузой другого. Докажите, что отношение большей стороны прямоугольника к меньшей не менее 2.

Дано <i>n</i> чисел, <i>p</i> – их произведение. Разность между <i>p</i> и каждым из этих чисел – нечётное число. Докажите, что все данные <i>n</i> чисел иррациональны.

Существуют ли такие

  а) 4 различных натуральных числа;

  б) 5 различных натуральных чисел;

  в) 5 различных целых чисел;

  г) 6 различных целых чисел,

что сумма каждых трёх из них – простое число?

Есть доска 1×1000, вначале пустая, и куча из <i>n</i> фишек. Двое ходят по очереди. Первый своим ходом "выставляет" на доску не более 17 фишек по одной на любое свободное поле (он может взять все 17 из кучи, а может часть – из кучи, а часть – переставить на доске). Второй снимает с доски любую <i>серию</i> фишек (серия – это несколько фишек, стоящих подряд, то есть без свободных полей между ними) и кладёт их обратно в кучу. Первый выигрывает, если ему удастся выставить все фишки в ряд без пробелов.

  а) Докажите, что при  <i>n</i> = 98  первый всегда может выиграть.

  б) При каком наибольшем <i>n</i> первый всегда может выиграть?

а) Существуют ли два равных семиугольника, все вершины которых совпадают, но никакие стороны не совпадают?

б) А три таких семиугольника?

В компанию из <i>n</i> человек пришёл журналист. Ему известно, что в этой компании есть человек <i>Z</i>, который знает всех остальных членов компании, но его не знает никто. Журналист может к каждому члену компании обратиться с вопросом: "Знаете ли вы такого-то?"

  а) Может ли журналист установить, кто из компании есть <i>Z</i>, задав менее <i>n</i> вопросов?

  б) Найдите наименьшее количество вопросов, достаточное для того, чтобы наверняка найти <i>Z</i>, и докажите, что меньшим числом вопросов обойтись нельзя.

(Все отвечают на вопросы правдиво. Одному человеку можно задавать несколько вопросов.)

Докажите, что среди 50 человек найдутся двое, у которых чётное число общих знакомых (быть может, 0) среди остальных 48 человек.  

а) Разбейте отрезок  [0, 1]  на чёрные и белые отрезки так, чтобы для любого многочлена <i>p</i>(<i>x</i>) степени не выше второй сумма приращений <i>p</i>(<i>x</i>) по всем чёрным отрезкам равнялась сумме приращений <i>p</i>(<i>x</i>) по всем белым интервалам.

(Приращением многочлена <i>p</i> по отрезку  (<i>a, b</i>)  называется число  <i>p</i>(<i>b</i>) – <i>p</i>(<i>a</i>).) б) Удастся ли проделать аналогичную операцию для всех многочленов степени не выше 1995?  

Геологи взяли в экспедицию 80 банок консервов, веса которых все известны и различны (имеется список). Через некоторое время надписи на консервах стали нечитаемыми, и только завхоз знает, где что. Он может это всем доказать (то есть обосновать, что в какой банке находится), не вскрывая консервов и пользуясь только сохранившимся списком и двухчашечными весами со стрелкой, показывающей разницу весов.

Докажите, что для этой цели ему

  а) достаточно четырёх взвешиваний и

  б) недостаточно трёх.

а) Существуют ли такие натуральные числа <i>a, b, c</i>, что из двух чисел  ^<i>a</i>/<i>_b + ^b</i>/<i>_c + ^c</i>/_<i>a</i>  и  ^<i>b</i>/<i>_a + ^c</i>/<i>_b + ^a</i>/_<i>c</i>  ровно одно – целое? б) Докажите, что если они оба целые, то  <i>a = b = c</i>.

Прямая отрезает от правильного <i>n</i>-угольника со стороной 1 треугольник <i>APQ</i> так, что  <i>AP + AQ</i> = 1  (<i>A</i> – вершина <i>n</i>-угольника).

Найдите сумму углов, под которыми отрезок <i>PQ</i> виден из всех вершин <i>n</i>-угольника, кроме <i>A</i>.

Капитан нашёл Остров Сокровищ, имеющий форму круга. На его берегу растут шесть пальм. Капитан знает, что клад закопан в середине отрезка, соединяющего ортоцентры треугольников <i>ABC</i> и <i>DEF</i>, где <i>A, B, C, D, E, F</i> – эти шесть пальм, но он не знает, какой буквой обозначена каждая пальма. Докажите, что тем не менее он может найти клад с первой же попытки.

В какое наименьшее число цветов нужно раскрасить клетки бесконечного листа клетчатой бумаги, чтобы

  а) каждые две клетки на расстоянии 6 были покрашены в разные цвета?   б) каждые четыре клетки, образующие фигуру формы буквы Г, были покрашены в четыре разных цвета? (Расстояние между клетками – наименьшее число линий сетки, горизонтальных и вертикальных, которые должна пересечь ладья на пути из одной клетки в другую.)