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> Primera Maratón Olímpica 2010, Saga bicentenario
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mensaje May 2 2010, 05:13 PM
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Damas y caballeros, a petición de un usuario, se organizará una mini maratón olímpica. Esta maratón no será tan formal como la PSU del verano pero espero que sea entretenida.

El formato será el siguiente: Yo comenzaré proponiendo el problema 1, y a continuación un usuario responde el propuesto. Si lo responde correctamente, entonces él debe proponer el problema 2, y así sucesivamente.

Pero hay varias condiciones.
  • Solamente deben participar estudiantes de media.
  • Deben ser problemas olímpicos, no estilos de PSU ni de preuniversitario ni universitarios.
  • Si un participante resuelve el n-ésimo problema, él propone el siguiente, pero el que propuso el n-ésimo problema no debe responder el n+1-esimo problema. Por ejemplo, yo propongo el primero, un usuario x propone el segundo pero yo no debo responder.
  • Es necesario ocupar LaTex para las respuestas.
  • El que propone un problema lo revisa. Además, queda a cargo del proponente colocar hints cuando lo considere pertinente ó cambiar el problema de la maratón si en un plazo razonable no hay respuesta satisfactoria.
  • Cualquier duda por favor NO PREGUNTAR EN EL TOPIC. Envíeme un mp.
  • En caso de haber dos soluciones distintas, queda a cargo del proponente validar la que considere pertinente.
  • Si es necesario, se añadirán nuevas reglas
Listo, let's go:

TEX: \textbf {Problema 1:} Sean $a,b,c$ reales positivos cualesquiera. Demuestre que: $$\dfrac{a^2+b^2}{ab+c^2}+\dfrac{b^2+c^2}{bc+a^2}+\dfrac{c^2+a^2}{ca+b^2}\ge 3$$

Hint: Tal vez le pueda servir la Desigualdad de Nesbitt. Esta desigualdad está en Sector Olímpico--->Desigualdades--->Resueltos.


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Ricardo Vargas Obando
Ex-alumno Deutsche Schule La Unión (Generación 2010, de los 150 años).
Novato de Licenciatura en Matemática/Estadística, en la Pontificia Universidad Católica de Chile.




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  • "What we learned as children, that one plus one equals two, we know to be false. One plus one
    equals one. We even have a word when you plus another, equals one. That word is love."

  • "Todos piensan en cambiar el mundo, pero nadie piensa en cambiarse a sí mismo."
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mensaje May 2 2010, 06:16 PM
Publicado: #2


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TEX: Tenemos que $a^2+b^2\ge 2ab$, entonces $\dfrac {a^2+b^2}{ab+c^2}+\dfrac {a^2+c^2}{ac+b^2}+\dfrac {b^2+c^2}{bc+a^2}\ge \dfrac {2a^2+2b^2}{a^2+b^2+2c^2}+\dfrac {2a^2+2c^2}{a^2+c^2+2b^2}+\dfrac {2b^2+2c^2}{b^2+c^2+2a^2}$, entonces lo pedido es equivalente a probar que $\dfrac {a^2+b^2}{a^2+b^2+2c^2}+\dfrac {a^2+c^2}{a^2+c^2+2b^2}+\dfrac {b^2+c^2}{b^2+c^2+2a^2}\ge \dfrac {3}{2}$. Notemos $a^2+b^2=k$,$a^2+c^2=v$,$b^2+c^2=w$, entonces $2a^2=k+v-w$,$2b^2=k+w-v$,$2c^2=v+w-k$, entonces susituyendo $\dfrac {a^2+b^2}{a^2+b^2+2c^2}+\dfrac {a^2+c^2}{a^2+c^2+2b^2}+\dfrac {b^2+c^2}{b^2+c^2+2a^2}=\dfrac {k}{v+w}+\dfrac {v}{k+w}+\dfrac {w}{k+v}\ge \dfrac {3}{2}$ esto  ultimo por  Nesbitt. Demostrando lo pedido

Mensaje modificado por Pedantic Anarchy el May 2 2010, 06:34 PM


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mensaje May 2 2010, 06:28 PM
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CITA(Pedantic Anarchy @ May 2 2010, 08:16 PM) *
TEX: Tenemos que $a^2+b^2\ge 2ab$, entonces $\dfrac {a^2+b^2}{ab+c^2}+\dfrac {a^2+c^2}{ac+b^2}+\dfrac {b^2+c^2}{bc+a^2}\ge \dfrac {2a^2+2b^2}{a^2+b^2+2c^2}+\dfrac {2a^2+2c^2}{a^2+c^2+2b^2}+\dfrac {2b^2+2c^2}{b^2+c^2+2a^2}$, entonces lo pedido es equivalente a probar que $\dfrac {a^2+b^2}{a^2+b^2+2c^2}+\dfrac {a^2+c^2}{a^2+c^2+2b^2}+\dfrac {b^2+c^2}{b^2+c^2+2a^2}\ge \dfrac {3}{2}$. Lo que es Nesbitt.


Solución correcta Pedantic jpt_chileno.gif

Sólo dos aclaraciones a lo expuesto.
  • Pedantic establece la desigualdad TEX: $\dfrac{a^2+b^2}{c^2+ac}\ge \dfrac{2(a^2+b^2)}{2c^2+a^2+b^2}$ ya que TEX: $a^2+b^2\ge 2ab$ por TEX: $A\ge G$
  • En la desigualdad final, a simple vista no parece Nesbitt pero tomando TEX: $x=b^2+c^2$, TEX: $y=c^2+a^2$, TEX: $z=a^2+b^2$ se ve que sí es.

Ahora, atentos que Pedantic debe disparar.


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mensaje May 2 2010, 06:31 PM
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io llegue a lo mismo q pedantyc, pero no se me ocurrio aplicar nesbit de esa manera, pense q el problema no podia ser tan facil, bueno ahora a esperar a q pedantyc lanze


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mensaje May 2 2010, 06:42 PM
Publicado: #5


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TEX: \textbf {Problema 2:} Encuentre todas las pareja $a,b\in\mathbb{N}$, tales que $$a^2+b^2=2010$$.
Razón de edición: Faltó indicar que éste es el p2. -F.C-


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mensaje May 2 2010, 06:48 PM
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TEX: Como 3 divide a 2010, tenemos que 3 divide a $a^2+b^2$ y entonces 3 divide a $a$ y a $b$, pero entonces 9 divide a $a^2+b^2$, pero como 9 no divide a 2010, hay contradiccion, y por lo tanto no hay soluciones enteras


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mensaje May 2 2010, 06:57 PM
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CITA(xD13G0x @ May 2 2010, 07:48 PM) *
TEX: Como 3 divide a 2010, tenemos que 3 divide a $a^2+b^2$ y entonces 3 divide a $a$ y a $b$, pero entonces 9 divide a $a^2+b^2$, pero como 9 no divide a 2010, hay contradiccion, y por lo tanto no hay soluciones enteras

Solucion correcta, aunque te hubieses podido explicar un poco mas, notando que TEX: $x^2\equiv 1,0(mod 3)$, entonces $1+1\equiv 0(mod 3)$contradiccion, $1+0\equiv 0(mod 3)$,contradiccion , o $0+0\equiv 0(mod 3)$. Por lo tanto $a,b\equiv 0(mod3)$

Mensaje modificado por Pedantic Anarchy el May 2 2010, 07:10 PM


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TEX: \textbf {Problema 3:} Dado cualquier natural N, demuestre la siguiente desigualdad:

TEX: $\sqrt{2 \sqrt{3 \sqrt{4... \sqrt{(N-1) \sqrt{N}}}}}<3$

Hint: Utilize """""""""""""induccion""""""""""""" (notar que puse muchas comillas zceja.png.gif )


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mensaje May 2 2010, 07:16 PM
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CITA(Pedantic Anarchy @ May 2 2010, 08:57 PM) *
Solucion correcta, aunque te hubieses podido explicar un poco mas, notando que TEX: $x^2\equiv 1,0(mod 3)$, entonces $1+1\equiv 0(mod 3)$contradiccion, $1+0\equiv 0(mod 3)$,contradiccion , o $0+0\equiv 0(mod 3)$. Por lo tanto $a,b\equiv 0(mod3)$


Como dato interesante, hay una "conocida" propiedad que señala lo siguiente.

CITA
TEX: Sea $p$ un primo de la forma $4k+3$. Si $p|x^2+y^2$, entonces $p|x$ y $p|y$


Su prueba requiere un poco de manejo en residuos cuadráticos pero no es complicada



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mensaje May 4 2010, 02:05 PM
Publicado: #10


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Para no enfriar la maraton, podre un hint:


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