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> L IMO (2009), Bremen, Alemania
Killua
mensaje Jul 15 2009, 06:08 PM
Publicado: #1


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50ª OLIMPIADA INTERNACIONAL DE MATEMÁTICA
Bremen, Alemania, 2009


Primera Prueba: Miércoles 15 de julio de 2009


Problema 1: Sea TEX: $n$ un entero positivo y sean TEX: $a_1, a_2, a_3, a_k\ (k\ge{2})$ distintos enteros del conjunto TEX: $\{1, 2, 3, \ldots, n\}$ tales que TEX: $n|a_i(a_{i+1}-1)$ para TEX: $i=1, 2, \ldots, k-1$. Pruebe que TEX: $n$ no divide a TEX: $a_k(a_1-1)$.

Problema 2: Sea TEX: $ABC$ un triángulo de circuncentro TEX: $O$. TEX: $P$ y TEX: $Q$ son puntos interiores de los lados TEX: $\overline{CA}$ y TEX: $\overline{AB}$, respectivamente. Sean TEX: $K, L, M$ los puntos medios de los segmentos TEX: $\overline{BP}, \overline{CQ}$ y TEX: $\overline{PQ}$, respectivamente, y sea TEX: $\Gamma$ la circunferencia circunscrita del triángulo TEX: $KLM$. Si la recta TEX: $\overleftrightarrow{PQ}$ es tangente a TEX: $\Gamma$, muestre que TEX: $OP=OQ$.

Problema 3: Sea TEX: $s_1, s_2, s_3, \ldots$ una secuencia estrictamente creciente de enteros positivos tal que las sub-secuencias TEX: $s_{s_1}, s_{s_2}, s_{s_3}, \ldots$ y TEX: $s_{s_1+1}, s_{s_2+1}, s_{s_3+1}, \ldots$ son ambas progresiones aritméticas. Demuestre que la secuencia TEX: $s_1, s_2, s_3, \ldots$ es una progresión aritmética.

Segunda Prueba: Jueves 16 de julio de 2009


Problema 4: Sea TEX: $ABC$ un triángulo isósceles con TEX: $AB=AC$. Las bisectrices de los ángulos TEX: $\angle{CAB}$ y TEX: $\angle{ABC}$ cortan a los lados TEX: $BC$ y TEX: $CA$ en TEX: $D$ y TEX: $E$, respectivamente. Sea TEX: $K$ el incentro del triángulo TEX: $ADC$. Si se cumple que TEX: $\angle{BEK}=45^o$, encuentre los posibles valores del TEX: $\angle{CAB}$.

Problema 5: Determine todas las funciones TEX: $f:\mathbb{Z}^+\rightarrow\mathbb{Z}^+$ tales que, para todo par de enteros positivos TEX: $a$ y TEX: $b$, existe un triángulo no-degenerado cuyos lados tienen longitudes:

TEX: $a, f(b)$ y TEX: $f(b+f(a)-1)$


(Un triángulo es no-degenerado si sus vértices no son colineales)

Problema 6: Sean TEX: $a_1, a_2, \ldots, a_n$ enteros positivos distintos y sea TEX: $\mathcal{M}$ un conjunto de TEX: $n-1$ enteros positivos, donde TEX: $s=a_1+a_2+\ldots+a_n$ no pertenece a TEX: $\mathcal{M}$. Un saltamontes salta sobre la recta real, comenzando en el punto TEX: $0$ y dando TEX: $n$ saltos a la derecha con longitudes TEX: $a_1, a_2, \ldots, a_n$ en algún orden. Demuestre que es posible elegir un orden de modo que el saltamontes nunca se ubique en algún punto de TEX: $\mathcal{M}$.


Resumen de Soluciones



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Killua
mensaje Jul 15 2009, 07:10 PM
Publicado: #2


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CITA(Killua @ Jul 15 2009, 07:08 PM) *
Problema 2: Sea TEX: $ABC$ un triángulo de circuncentro TEX: $O$. TEX: $P$ y TEX: $Q$ son puntos interiores de los lados TEX: $\overline{CA}$ y TEX: $\overline{AB}$, respectivamente. Sean TEX: $K, L, M$ los puntos medios de los segmentos TEX: $\overline{BP}, \overline{CQ}$ y TEX: $\overline{PQ}$, respectivamente, y sea TEX: $\Gamma$ la circunferencia circunscrita del triángulo TEX: $KLM$. Si la recta TEX: $\overleftrightarrow{PQ}$ es tangente a TEX: $\Gamma$, muestre que TEX: $OP=OQ$.


Solución al problema 2



TEX: \noindent Sean: $\alpha=\angle{BAC}, \beta=\angle{AQP}, R_B$ el punto medio de $\overline{AC}$ y $R_C$ el punto medio de $\overline{AB}$.\\<br /><br />\noindent Como $M$ y $K$ son los puntos medios de $\overline{PQ}$ y $\overline{PB}$, respectivamente, se sigue que $\overline{MK}$ es paralela media en el $\triangle{PQB}$, y por lo tanto: $\overline{MK}\parallel\overline{QB}$ y $MK=\frac{QB}{2}$. Dado que $\overline{MK}\parallel\overline{QB}$, se sigue que $\angle{AQM}=\angle{KMQ}=\beta$, y como $\overleftrightarrow{QM}$ es tangente en $M$ a $\Gamma$, se tiene que $\angle{QMK}=\angle{MLK}=\beta$ (\'angulos semi-inscrito e inscrito, respectivamente, en el arco $MK$ de $\Gamma$).\\<br /><br />\noindent Como $M$ y $L$ son los puntos medios de $\overline{QP}$ y $\overline{QC}$, respectivamente, se sigue que $\overline{ML}$ es paralela media en el $\triangle{QPC}$, y entonces: $\overline{ML}\parallel\overline{PC}$ y $ML=\frac{PC}{2}$.\\<br /><br />\noindent Ya que $\overline{MK}\parallel{AB}$ y $\overline{ML}\parallel\overline{AC}\Rightarrow\angle{BAC}=\angle{KML}=\alpha$. Notemos ahora que $\triangle{AQP}\sim\triangle{MLK}$ (porque $\angle{QAP}=\angle{LMK}=\alpha$ y $\angle{AQP}=\angle{MLK}=\beta$), y as\'i, aplicando la proporcionalidad entre los lados correspondientes:<br /><br />$$\displaystyle\frac{AQ}{ML}=\frac{AP}{MK}\Leftrightarrow\frac{AQ}{\frac{PC}{2}}=\frac{AP}{\frac{QB}{2}}\Leftrightarrow\frac{AB-BQ}{AC-AP}=\frac{AP}{QB}$$<br />$$\Rightarrow{AB\cdot{QB}-QB^2=AP\cdot{AC}-AP^2}$$<br />$$\Rightarrow\boxed{AP^2-AP\cdot{AC}=BQ^2-AB\cdot{QB}=k}\ (i)$$

TEX: \noindent Ahora, ya que $O$ es el circuncentro del $\triangle{ABC}$, tenemos que $\overline{OR_B}\perp\overline{AC}$ y que $\overline{OR_C}\perp\overline{AB}$. Por teorema de Pit\'agoras en el $\triangle{OR_BP}$, recordando que $AR_B=\frac{AC}{2}$, y usando $(i)$:<br /><br />$$OP^2=OR_B^2+\left(\frac{AC}{2}-AP\right)^2\Leftrightarrow{OP}^2=OR_B^2+\displaystyle\frac{AC^2}{4}+AP^2-AC\cdot{AP}$$<br />$$OP^2=R^2+k$$<br />$$\boxed{OP=\sqrt{R^2+k}}\ (ii)$$<br /><br />\noindent N\'otese que usamos que $OR_B^2+\left(\displaystyle\frac{AC}{2}\right)^2=R^2$, donde $R$ es el circunradio del $\triangle{ABC}$, lo que es consecuencia del teorema de Pit\'agoras en el $\triangle{OAR_B}$ (recordemos que $\overline{OA}=R$). De la misma forma, $OR_C^2+\left(\displaystyle\frac{AB}{2}\right)^2=R^2$.\\<br /><br />\noindent Por teorema de Pit\'agoras en el $\triangle{OR_CQ}$, teniendo en cuenta que $BR_C=\displaystyle\frac{AB}{2}$, y usando $(i)$:<br /><br />$$OQ^2=OR_C^2+\left(\displaystyle\frac{AB}{2}-BQ\right)^2\Leftrightarrow{OQ}^2=OR_C^2+\displaystyle\frac{AB^2}{4}+BQ^2-AB\cdot{BQ}$$<br />$$OQ^2=R^2+k$$<br />$$\boxed{OQ=\sqrt{R^2+k}}\ (iii)$$<br /><br />\noindent Por $(ii)$ y $(iii)$ tenemos que $OP=\sqrt{R^2+k}=OQ$, o sea $OP=OQ$, que es lo pedido $\blacksquare$

Saludos avioncito.gif


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mensaje Jul 15 2009, 09:16 PM
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2 cosas: 1) gracias por subir los problemas gracias.gif

2) te felicito por haber resuelto un problema de la IMO, esto solamente
demuestra tu dedicacion y habilidad
ademas esta bien clara la resolucion a mi me cuesta bastante la geometria pero pude seguirlo perfecto
Zidolo.gif
un buen antecedente para la olimpiada nacional (supongo que iras xD)


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Empezando con Desigualdades? Encuentra aquí problemas resueltos
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Killua
mensaje Jul 16 2009, 08:04 PM
Publicado: #4


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CITA(Killua @ Jul 15 2009, 07:08 PM) *
Problema 4: Sea TEX: $ABC$ un triángulo isósceles con TEX: $AB=AC$. Las bisectrices de los ángulos TEX: $\angle{CAB}$ y TEX: $\angle{ABC}$ cortan a los lados TEX: $BC$ y TEX: $CA$ en TEX: $D$ y TEX: $E$, respectivamente. Sea TEX: $K$ el incentro del triángulo TEX: $ADC$. Si se cumple que TEX: $\angle{BEK}=45^o$, encuentre los posibles valores del TEX: $\angle{CAB}$.


Solución al problema 4

TEX: \noindent Sean: $I$ el incentro del $\triangle{ABC}$, $\beta=\angle{ABI}=\angle{IBC}=\angle{ACI}=\angle{BCI}$. Notemos que $\overline{AD}\perp{BC}$ y que $D$ es el punto medio de $\overline{BC}$, porque $\overline{AD}$ es la bisectriz del \'angulo no basal en el $\triangle{ABC}$. Sea $R$ la proyecci\'on ortogonal de $I$ sobre el lado $\overline{AC}$. Tenemos dos casos:

Caso 1: TEX: $R\neq{E}$.



TEX: \noindent Notemos que $R$ es el punto donde el inc\'irculo del $\triangle{ABC}$ corta a $\overline{AC}$, y entonces $CR=CD$ por ser tangentes al inc\'irculo. Luego, por $LAL\ \triangle{DCK}\cong\triangle{RCK}$ (ya que $DC=RC, \angle{DCK}=\angle{RCK}$ y $KC=KC$), por lo tanto $\angle{CRK}=\angle{CDK}=45$, y dado que $\angle{IRC}=90$, se sigue que $\angle{IRK}=45$. O sea, tenemos que $\angle{IEK}=\angle{IRK}=45\Rightarrow\ IERK$ es c\'iclico, de donde se sigue que $\angle{EIK}=\angle{KRC}=45$, pero $\angle{EIK}=\angle{IBC}+\angle{ICB}=2\beta$, por lo que $2\beta=45\Rightarrow\angle{CAB}=180-4\beta=90^o$.\\<br /><br />\noindent En este caso $\boxed{\angle{CAB}=90^o}$

Caso 2: TEX: $R=E$



TEX: \noindent En este caso, el tri\'angulo es equil\'atero, pero primero debemos probar que efectivamente cumple con el enunciado, es decir, $\angle{BEK}=45$. Veamos que $\angle{IBD}=\angle{ICD}=30$, y que $\angle{CID}=60=\angle{CIE}$. Notemos que $K$ es la intersecci\'on de la bisectriz del $\angle{EID}$ y del $\angle{IDC}$, que son \'angulos exteriores del $\triangle{IBD}$, por lo tanto la bisectriz interior del $\angle{IBD}$ tambi\'en pasa por $K$ (este punto es uno de los excentros del $\triangle{IBD}$), luego $K$ es el incentro del $\triangle{EBC}$ (porque $\overleftrightarrow{CK}$ y $\overleftrightarrow{BK}$ son ambas bisectrices), entonces $\angle{BEK}=\angle{CEK}=\dfrac{90}{2}=45$, como quer\'iamos.\\<br /><br />\noindent En este caso $\boxed{\angle{CAB}=60^o}$\\<br /><br />\noindent Como los casos $1$ y $2$ son todos los posibles, los posibles valores del $\angle{CAB}$ son $90^o$ \'o $60^o\ \blacksquare$

Saludos avioncito.gif


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Killua
mensaje Jul 19 2009, 01:00 PM
Publicado: #5


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Ya están los resultados de la IMO: Aníbal Velozo (The Lord) obtuvo medalla de plata con 29 puntos jpt_chileno.gif Felicitaciones compadre, te lo mereces por tu trabajo y talento, disfruta tu segunda plata IMO y buena suerte en todo lo que viene smile.gif

En el siguiente link aparece el resultado del equipo completo. Felicitaciones! pompomgirl.gif
http://www.imo-official.org/team_r.aspx?co...I&year=2009


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iMPuRe
mensaje Jul 19 2009, 07:54 PM
Publicado: #6


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felicitaciones al amigo anibal sign_google.gif


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Jorgeston
mensaje Jul 19 2009, 08:15 PM
Publicado: #7


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CITA(Killua @ Jul 19 2009, 02:00 PM) *
Ya están los resultados de la IMO: Aníbal Velozo (The Lord) obtuvo medalla de plata con 29 puntos jpt_chileno.gif Felicitaciones compadre, te lo mereces por tu trabajo y talento, disfruta tu segunda plata IMO y buena suerte en todo lo que viene smile.gif

En el siguiente link aparece el resultado del equipo completo. Felicitaciones! pompomgirl.gif
http://www.imo-official.org/team_r.aspx?co...I&year=2009


Grande The Lord !!!

felicitaciones, la cagó
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Shinichi
mensaje Jul 19 2009, 08:20 PM
Publicado: #8


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Excelente el resultado alcanzado por The Lord, y felicitaciones también a Sebastián, que es ex alumno del mismo colegio que yo.

Saludos


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"Caer, Aprender, Levantarse y Seguir" R.C.B.

"Education is an admirable thing, but it is well to remember from time to
time that nothing worth knowing can be taught". Oscar Wilde, “The Critic as Artist,” 1890.


"That's the reason they're called lessons, because they lesson from day to day". Lewis Carroll
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makmat
mensaje Jul 19 2009, 10:44 PM
Publicado: #9


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Excelente Aníbal simplemente excelente... espero verte este año en la _Nacional
para felicitarte personalmente

Su segunda medalla plata en la IMO eres un crack xDDD


--------------------
TEX: $displaystyle oint _{gamma} F cdot dr = displaystyle int int_{R} (dfrac{partial N}{partial x} - dfrac{partial M}{partial y}) dA$


TEX: $frac{a+b}{2}ge sqrt{ab}$





TEX: $displaystyle int_{Mak^2}^{Mat}Mak^{Mat^{Mak}_{Mat}}dx$


Doctor en Matemáticas
Estudiando y creando problemas




TEX: $displaystyle oint_{gamma} F cdot dr= int int_{R} rot F cdot black{N}  dS$

Adiós Kazajstán...
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pelao_malo
mensaje Jul 20 2009, 09:15 PM
Publicado: #10


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felicitaciones al anibal the lord seko el loko!!!!!!!
eso es sakarle provecho al talento y al esfuerzo
espero que hallas logrado lo que querias anibal egresado.gif
segunda medalla de IMO loko uno de los pocos chilenos con ese privilegio
admirable viejo, lo mismo q makmat, espero poder kedar en el nacional y felicitarte
personalmente po
igual salu2 a los otros cabros q fueron, es q no los cacho muxo xDDDDDDDDDDDD

PD: tamben una felicitaciones pa killua, hizo los 2 problemas de geo el loko! se nota
que ai estao poniendole washo!

PD2: ANIBAL TAY EN EL SALÓN DE LA FAMA !!!! wena!!!!!!!!!!!!!
yau nos vemos brokas carita2.gif

Mensaje modificado por pelao_malo el Jul 20 2009, 09:20 PM


--------------------
TEX: $\sqrt{5}=41$
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