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> VI OMCS (1995), Bolivia
Killua
mensaje May 29 2006, 11:15 PM
Publicado: #1


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6ª OLIMPIADA DE MATEMÁTICAS DEL CONO SUR
Bolivia, 1995


Primera Prueba


Problema 1: Encuentre un número de tres cifras, sabiendo que la suma y el producto de ellas es TEX: $9$ y TEX: $24$, respectivamente, y que leído de derecha a izquierda es TEX: $\dfrac{27}{38}$ del número inicial.

Problema 2: Se marcan diez puntos en una circunferencia. Se numeran de 1 a 10 y se trazan todos los segmentos que ellos determinan. Luego se colorean todos los segmentos, unos con rojo y los otros con azul. Sin cambiar los colores de los segmentos, se renumeran los puntos marcados, del 1 al 10. ¿Es posible colorear los segmentos y renumerar los puntos, de modo que aquellos números que estaban unidos con rojo queden ahora unidos con azul, y viceversa?

Problema 3: La figura muestra el rectángulo TEX: $ABCD$, con TEX: $AB = a$ y TEX: $AD = b$. Dentro de él se trazan dos circunferencias tangentes exteriormente, de manera que una es tangente a los lados TEX: $\overline{AB}, \overline{AD}$, y la otra es tangente a los lados TEX: $\overline{CB}, \overline{CD}$

TEX: $(a)$ Calcule la distancia entre los centros de las circunferencias, en función de a y b
TEX: $(b)$ Haciendo variar los radios (pero manteniendo las tangencias), el punto común de las circunferencias
describe un LG. Determine este LG



Segunda Prueba


Problema 4: Se escriben las cifras de TEX: $1995$ como sigue: TEX: $199511999955111999999555\ldots$

TEX: $(a)$ Calcule cuántos dígitos deben escribirse para que ellos sumen TEX: $2880$
TEX: $(b)$ Determine el dígito que aparece en el lugar TEX: $1995$

Problema 5: La semicircunferencia de centro TEX: $O$ y diámetro TEX: $\overline{AC}$ se divide en dos arcos: TEX: $\widehat{AB}, \widehat{BC}$ en razón TEX: $1:3$. TEX: $M$ es el punto medio de TEX: $\overline{OC}$. Sea TEX: $T\in\widehat{BC}$ el punto que maximiza el área del cuadrilátero TEX: $OBTM$. Calcule dicha área en función del radio.

Problema 6: Si TEX: $\lfloor\cdot\rfloor$ denota la función parte entera, definimos la función TEX: $f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{R}$ por la fórmula:

TEX: $\forall{x}\in\mathbb{R}:f(x)=2x-1995\left\lfloor\dfrac{x}{1000}\right\rfloor$


La notación TEX: $f^r(x)$ significa que aplicamos TEX: $r$ veces la función TEX: $f$ al número TEX: $x\in\mathbb{R}$

TEX: $(a)$ Suponga que para algún TEX: $r\in\mathbb{Z}^+$ se tiene que TEX: $f^r(n) = 1995$. Pruebe que TEX: $n$ es múltiplo de TEX: $1995$
TEX: $(b)$ Si TEX: $n$ es múltiplo de TEX: $1995$, pruebe que existe TEX: $r\in\mathbb{Z}^+$ tal que TEX: $f^r(n) = 1995$
TEX: $©$ Determine TEX: $r$ (de la parte anterior), si TEX: $n = 997500$

Resumen de soluciones



--------------------
"He looks rather ill, but he looks all over the genius he was" (G. H. Hardy)
"A mathematician is a device for turning coffee into theorems" (Paul Erdös)
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Zirou
mensaje Jul 30 2006, 12:50 PM
Publicado: #2


Máquina que convierte café en teoremas
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CITA(Killua @ May 30 2006, 12:15 AM)
TEX: $\boxed{\mathcal{P}_{1}}$

TEX: \noindent Hallar un n\'umero de tres cifras, sabiendo que la suma de sus cifras es $9$, el producto de las mismas es $24$ y adem\'as el n\'umero le\'ido de derecha a izquierda es $\dfrac{27}{38}$ del n\'umero primitivo.

TEX: \noindent Sea el numero $abc$, por enunciado tenemos:\\<br />\begin{equation*}<br />\begin{aligned}<br />a+b+c &=9\\<br />a\cdot b\cdot c &=24<br />\end{aligned}<br />\end{equation*}<br />Analizando los divisores de 24 tenemos que:\\<br />$24=2^3\cdot3$\\<br />Donde obtenemos que existen 12 posibilidades.\\<br />Por simple inspeccion vemos que los numeros indicados son 2, 3 y 4.\\<br />\\<br />Sabemos que:\\<br />\begin{align}<br />\dfrac{27}{38}\cdot abc & =cba\\<br />27\cdot abc & = 38\cdot cba<br />\end{align}<br /> En (2) la parte derecha siempre sera multiplo sera par (ya que es multiplo de 28)\\<br />entonces para que la parte izquierda sea par abc debe serlo; infieriendose que $c=2k$\\ <br />En (1), sin perdida de la generalidad se deduce que $abc>cba$\\<br />De donde se obtiene que $a>c$ (porque $a \not =c \not =b$) Entonces $c\not =4$ y $a\not =2$\\<br />como $c=2k$ ;pero $c\not =4$ se deduce que $c=2$\\<br />Obteniendose asi que:\\<br />$a=3 \vee 4 $\\<br />$b=3 \vee 4$\\<br />$c=2$

TEX: \noindent Tenemos dos casos:\\<br />$\boxed{Caso_{1}\ a=3}$\\<br />\\<br />(Metodo Sudoku) si a=3 y c=2, entonces b=4; obteniendo asi el nuemero $abc=342$<br />comprobando con (1):\\<br />\begin{equation*}<br />\begin{aligned}<br />\dfrac{27}{38}\cdot 324&=cba\\<br />423&=cba<br />\end{aligned}<br />\end{equation*}<br />Lo que comprueba que el caso 1 si funcina\\<br />\\<br />$\boxed{Caso_{2}\ a=4}$\\<br />\\<br />Si $a=4$ y $c=2$ entonces $b=3$; Por lo tanto $abc=423$\\<br />Verificando con la ecuacion (1) nos queda:\\<br />\begin{equation*}<br />\begin{aligned}<br />\dfrac{27}{38}\cdot 432 & = cba\\<br />306.9473 & \approx cba<br />\end{aligned}<br />\end{equation*}<br />Pero cba es entero... $\rightarrow\leftarrow$\\<br />\\<br />De esta forma el numero buscado es 324


egresado.gif

Mensaje modificado por zirou el Jan 4 2007, 07:02 PM


--------------------
TEX: $mathcal{Z}$  $imath$ $Re$ $varnothing$ $mho$





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"Un Matemático es una máquina que trasforma café en teoremas"(Erdös)


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sebagarage
mensaje Feb 20 2007, 11:14 PM
Publicado: #3


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CITA(zirou @ Jul 30 2006, 02:50 PM)


Solución correctísima.
Saludos.


--------------------
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pelao_malo
mensaje Sep 16 2007, 09:50 PM
Publicado: #4


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CITA(Killua @ May 30 2006, 12:15 AM) *
Problema 4: Se escriben las cifras de TEX: $1995$ como sigue: TEX: $199511999955111999999555\ldots$

TEX: $(a)$ Calcule cuántos dígitos deben escribirse para que ellos sumen TEX: $2880$
TEX: $(b)$ Determine el dígito que aparece en el lugar TEX: $1995$


(a) Sea TEX: $\pi(n)$ la suma de las cifras de TEX: $n$, TEX: $\phi(n)$ la cantidad de cifras de TEX: $n$ , y TEX: $l_n$ será la representación que le daremos al número TEX: $19951199955.....111111111....999999....55555$ que contenga TEX: $n\ unos$ en su último 11..99..55....

TEX: $\pi(1995)=24=l_1=24\cdot 1=24\cdot\sum\limits_{k=1}^1 k$
TEX: $\pi(199511999955)=72=l_2=24\cdot 3=24\cdot\sum\limits_{k=1}^2 k$
TEX: $\pi(199511999955111999999555)=144=l_3=24\cdot 6=24\cdot\sum\limits_{k=1}^3 k$
...
Y en general:
TEX: $\pi(199511999955.......\underbrace{11.....11}_{x\ unos}\underbrace{9...99....99}_{2x\ nueves}\underbrace{5....5...55}_{x\ cincos}=24\cdot\sum\limits_{k=1}^x k=l_x$
este último tiene que dar 2880, osea:
TEX: $24\cdot\sum\limits_{k=1}^x k=2880$
TEX: $\sum\limits_{k=1}^x=120$
TEX: $\frac{x(x+1)}{2}=120$
TEX: $x^2+x=240$
TEX: $x=15$
O sea, TEX: $l_1+l_2+l_3+...+l_{15}=2880$.
Pero
TEX: $\phi(l_1)=4$
TEX: $\phi(l_2)=8=4\cdot 2$
TEX: $\phi(l_3)=12=4\cdot 3$
...
TEX: $\phi(l_{15})=60=4\cdot 15$
Eso nos dará la suma de las cifras de los números TEX: $l_1$ , TEX: $l_2$ .. TEX: $l_{15}$ con los cuales se obtiene 2880.
TEX: $\sum\limits_{k=1}^{15} \phi(l_k)=4(1+2+3+...+15)=4\cdot 120=480$
O sea, se necesitan 480 números escritos de la forma TEX: $199511999955......11....1....1....9....999....5...555$ para que sus cifras sumen 2880.


(b) Sacando conclusiones extrañas, logre descubrir que
Las posiciones del 1 en el número 1995119999551119999995551111999999995555.....
son: TEX: $\underbrace{1}_{1\ numero}$, TEX: $\underbrace{5,6}_{2\ numeros}$ ,TEX: $\underbrace{13,14,15}_{3\ numeros}$ TEX: $\underbrace{25,26,27,28}_{4\ numeros}$ ...
Pero hay que notar que:
TEX: $5=4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{1} k)+1$ , que contiene 2 números en su grupito.

TEX: $13=4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{2} k)+1$ , que contiene 3 números en su grupito.

TEX: $25=4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{3} k)+1$ , que contiene 4 números en su grupito.
Buscaremos un número TEX: $x$ tal que
TEX: $4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{x})+1=1995$

TEX: $4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{x})=1994$

TEX: $4\cdot\frac{x(x+1)}{2}=1994$

TEX: $2(x^2+x)=1994$
TEX: $x^2+x=997$
Hay que hacer notar que TEX: $31^2+31=992$ , asi que como los siguientes 32 números son 1, y necesitamos solo 5 números mas, concluimos que este es un 1.

Mensaje modificado por pelao_malo el Sep 18 2007, 05:40 PM


--------------------
TEX: $\sqrt{5}=41$
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p.j.t
mensaje Jan 22 2008, 04:59 PM
Publicado: #5


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TEX: \boxed{\mathcal{P}_{3}, \text{parte } (a)}

Archivo Adjunto  p3.PNG ( 5.46k ) Número de descargas:  2


TEX: Si trazamos el radio tangente $r$ a $AD$, que intersecte a $AD$ en $A'$, y prolongamos tal segmento hasta que intersecte en un punto $D'$ obtendremos que tal segmento es paralelo a $AB$, debido a que $\sphericalangle DA'D'= \sphericalangle DAB$, por lo que son angulos correspondientes. Hacemos lo mismo con la circunferencia mas peque\~na, tal que el radio $R$ intersecte a $DC$ en $B'$ y al prolongar el radio intersecte a $AB$ en $C'$. Sean $X,Y$, los otros puntos que resultan de la tangencia. Notemos que $AX=r$ (debido a que se forma un cuadrado), $CY=R$ (por lo mismo), $D'B=r$ (rectangulo $AA'D'B'$ y $A'A=r$) y $C'B=R$ (rectangulo $BCB'C'$ y $B'C=R$), Por lo que $XC'=AB-AX-BC'=a-(r+R)$ y $YD'=BC-D'B-CY=b-(r+R)$. Se nos forma un triangulo rectangulo de lados $r+R, a-(r+R), b-(r+R)$ (debido a los rectangulos, y a la union de los radios $r$ y $R$). Usamos el teorema de pitagoras: $\begin{aligned} (a-(r+R))^2+(b-(r+R))^2&=(r+R)^2 \\ a^2-2a(r+R)+(r+R)^2+b^2-2b(r+R)+(r+R)^2&=(r+R)^2 \\ (a^2+b^2) -2(a+b)(r+R)+2(r+R)^2&=(r+R)^2 \Big/ +(2ab-(r+R)^2) \\ (a+b)^2-2(a+b)(r+R)+(r+R)^2&=2ab \\ ((a+b)-(R+r))^2&=2ab \end{aligned}$ \\ Como $a+b>r+R$, podemos sacar raiz cuadrada: \\ $\begin{aligned} (a+b)-(r+R)&= \sqrt{2ab} \\ -(r+R)&=\sqrt{2ab}-a-b \Big/ \cdot(-1) \\ r+R&= a+b-\sqrt{2ab} \end{aligned}$ \\ Es decir, \boxed{r+R= a+b-\sqrt{2ab}}

Saludos, jpt_chileno.gif aporte.gif


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asdf
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S. E. Puelma Moy...
mensaje Jan 23 2008, 06:17 AM
Publicado: #6


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CITA(pelao_malo @ Sep 16 2007, 10:50 PM) *
(a) Sea TEX: $\pi(n)$ la suma de las cifras de TEX: $n$, TEX: $\phi(n)$ la cantidad de cifras de TEX: $n$ , y TEX: $l_n$ será la representación que le daremos al número TEX: $19951199955.....111111111....999999....55555$ que contenga TEX: $n\ unos$ en su último 11..99..55....

TEX: $\pi(1995)=24=l_1=24\cdot 1=24\cdot\sum\limits_{k=1}^1 k$
TEX: $\pi(199511999955)=72=l_2=24\cdot 3=24\cdot\sum\limits_{k=1}^2 k$
TEX: $\pi(199511999955111999999555)=144=l_3=24\cdot 6=24\cdot\sum\limits_{k=1}^3 k$
...
Y en general:
TEX: $\pi(199511999955.......\underbrace{11.....11}_{x\ unos}\underbrace{9...99....99}_{2x\ nueves}\underbrace{5....5...55}_{x\ cincos}=24\cdot\sum\limits_{k=1}^x k=l_x$
este último tiene que dar 2880, osea:
TEX: $24\cdot\sum\limits_{k=1}^x k=2880$
TEX: $\sum\limits_{k=1}^x=120$
TEX: $\frac{x(x+1)}{2}=120$
TEX: $x^2+x=240$
TEX: $x=15$
O sea, TEX: $l_1+l_2+l_3+...+l_{15}=2880$.
Pero
TEX: $\phi(l_1)=4$
TEX: $\phi(l_2)=8=4\cdot 2$
TEX: $\phi(l_3)=12=4\cdot 3$
...
TEX: $\phi(l_{15})=60=4\cdot 15$
Eso nos dará la suma de las cifras de los números TEX: $l_1$ , TEX: $l_2$ .. TEX: $l_{15}$ con los cuales se obtiene 2880.
TEX: $\sum\limits_{k=1}^{15} \phi(l_k)=4(1+2+3+...+15)=4\cdot 120=480$
O sea, se necesitan 480 números escritos de la forma TEX: $199511999955......11....1....1....9....999....5...555$ para que sus cifras sumen 2880.
(b) Sacando conclusiones extrañas, logre descubrir que
Las posiciones del 1 en el número 1995119999551119999995551111999999995555.....
son: TEX: $\underbrace{1}_{1\ numero}$, TEX: $\underbrace{5,6}_{2\ numeros}$ ,TEX: $\underbrace{13,14,15}_{3\ numeros}$ TEX: $\underbrace{25,26,27,28}_{4\ numeros}$ ...
Pero hay que notar que:
TEX: $5=4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{1} k)+1$ , que contiene 2 números en su grupito.

TEX: $13=4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{2} k)+1$ , que contiene 3 números en su grupito.

TEX: $25=4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{3} k)+1$ , que contiene 4 números en su grupito.
Buscaremos un número TEX: $x$ tal que
TEX: $4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{x})+1=1995$

TEX: $4\cdot(\sum\limits_{k=1}^{x})=1994$

TEX: $4\cdot\frac{x(x+1)}{2}=1994$

TEX: $2(x^2+x)=1994$
TEX: $x^2+x=997$
Hay que hacer notar que TEX: $31^2+31=992$ , asi que como los siguientes 32 números son 1, y necesitamos solo 5 números mas, concluimos que este es un 1.

Tanto tiempo llevamos sin revisar esta solución... la primera parte está correcta, aunque la notación puede ser mejorada un poco.
La segunda parte no es correcta. O sea, está "bien" si intuyes que con x=31 estás cerca de solucionar la ecuación cuadrática x²+x=997. Sin embargo, el argumento para concluir que ese dígito es 1, no es claro. No hay un fundamento de por medio


--------------------
Sebastián Elías Puelma Moya
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S. E. Puelma Moy...
mensaje Jan 23 2008, 06:23 AM
Publicado: #7


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CITA(p.j.t @ Jan 22 2008, 05:59 PM) *
TEX: \boxed{\mathcal{P}_{3}, \text{parte } (a)}

Archivo Adjunto  p3.PNG ( 5.46k ) Número de descargas:  2


TEX: Si trazamos el radio tangente $r$ a $AD$, que intersecte a $AD$ en $A'$, y prolongamos tal segmento hasta que intersecte en un punto $D'$ obtendremos que tal segmento es paralelo a $AB$, debido a que $\sphericalangle DA'D'= \sphericalangle DAB$, por lo que son angulos correspondientes. Hacemos lo mismo con la circunferencia mas peque\~na, tal que el radio $R$ intersecte a $DC$ en $B'$ y al prolongar el radio intersecte a $AB$ en $C'$. Sean $X,Y$, los otros puntos que resultan de la tangencia. Notemos que $AX=r$ (debido a que se forma un cuadrado), $CY=R$ (por lo mismo), $D'B=r$ (rectangulo $AA'D'B'$ y $A'A=r$) y $C'B=R$ (rectangulo $BCB'C'$ y $B'C=R$), Por lo que $XC'=AB-AX-BC'=a-(r+R)$ y $YD'=BC-D'B-CY=b-(r+R)$. Se nos forma un triangulo rectangulo de lados $r+R, a-(r+R), b-(r+R)$ (debido a los rectangulos, y a la union de los radios $r$ y $R$). Usamos el teorema de pitagoras: $\begin{aligned} (a-(r+R))^2+(b-(r+R))^2&=(r+R)^2 \\ a^2-2a(r+R)+(r+R)^2+b^2-2b(r+R)+(r+R)^2&=(r+R)^2 \\ (a^2+b^2) -2(a+b)(r+R)+2(r+R)^2&=(r+R)^2 \Big/ +(2ab-(r+R)^2) \\ (a+b)^2-2(a+b)(r+R)+(r+R)^2&=2ab \\ ((a+b)-(R+r))^2&=2ab \end{aligned}$ \\ Como $a+b>r+R$, podemos sacar raiz cuadrada: \\ $\begin{aligned} (a+b)-(r+R)&= \sqrt{2ab} \\ -(r+R)&=\sqrt{2ab}-a-b \Big/ \cdot(-1) \\ r+R&= a+b-\sqrt{2ab} \end{aligned}$ \\ Es decir, \boxed{r+R= a+b-\sqrt{2ab}}

Saludos, jpt_chileno.gif aporte.gif

La verificación que se necesita antes de usar teorema de Pitágoras, la leí a grandes rasgos... creo que está bien, aunque no verifique posibles errores de tipeo. El manejo de expresiones algebraicas para llegar la respuesta (incluyendo la extracción de raíz cuadrada) es correcto. Ahora viene la parte b, que es más difícil...


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Sebastián Elías Puelma Moya
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juancodmw
mensaje Jun 26 2016, 09:47 PM
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Mensaje modificado por juancodmw el Jun 26 2016, 10:05 PM


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