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> Maraton
Jean Renard Gran...
mensaje Jul 26 2013, 10:52 AM
Publicado: #281


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TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Veamos }}2{\text{ intentos de solucion de este problema.}} \hfill \\<br />  {\text{Un primer intento de solucion, denotemos por }}{U_3}{\text{ el cjto de raices primitivas }} \hfill \\<br />  {\text{cubicas de la unidad. Notemos que el polinomio }}{x^5} + {x^4} + 1{\text{ puede ser}} \hfill \\<br />  {\text{factorizado usando raices primitivas de la unidad. En efecto, sea }}\zeta  \in {U_3},{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{notemos que }}{\zeta ^5} + {\zeta ^4} + 1 = {\zeta ^2} + \zeta  + 1 = \tfrac{{{\zeta ^3} - 1}}{{\zeta  - 1}} = 0.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Por otra parte, notemos que el polinomio minimal para }}\zeta {\text{ es }}m\left( x \right) = {x^2} + x + 1.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Entonces, tenemos que }}m{\text{ factoriza al polinomio }}{x^5} + {x^4} + 1.{\text{ Ahora, sea }}n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{tenemos que  }}m\left( n \right) = {n^2} + n + 1 > 3.{\text{ Luego, }}\forall n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{n^5} + {n^4} + 1{\text{ no es primo. }} \hfill \\<br />   \hfill \\<br />  {\text{Un segundo intento de solucion, notemos prmero que si }}n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{\text{ }}{n^3} - n > 0.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Entonces, tenemos que}} \hfill \\<br />  {n^5} + {n^4} + 1 = {n^5} + {n^4} + {n^3} - {n^3} + {n^2} - n - {n^2} + n + 1 = {n^5} + {n^4} + 1 = p\left( n \right).{\text{ }} \hfill \\<br />  p\left( n \right) = {n^3}\left( {{n^2} + n + 1} \right) - n\left( {{n^2} + n + 1} \right) + \left( {{n^2} + n + 1} \right) = \left( {{n^3} - n + 1} \right)\left( {{n^2} + n + 1} \right).{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Por la primera observacion, tenemos si }}n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{n^3} - n + 1 > 1.{\text{ Se concluye.}} \hfill \\<br />   \hfill \\<br />  {\text{Saludos }} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$


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Kaissa
mensaje Jul 26 2013, 11:31 AM
Publicado: #282


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CITA(DHN @ Jul 26 2013, 02:42 AM) *
Fuente: 23rd IMO


Yo al menos no pesqué este problema (ni el de Pedantic) justamente por ser problemas conocidos de IMO cuya solución por tanto es parte casi del folcklore y acá justamente se pretende llegar con algo novedoso (resolver a estas alturas un IMO antiguo de forma exitosa y novedosa igual es como medio... "complicado" ¿no crees?)


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DHN
mensaje Jul 26 2013, 01:04 PM
Publicado: #283


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CITA(Jean Renard Granier @ Jul 26 2013, 10:52 AM) *
TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Veamos }}2{\text{ intentos de solucion de este problema.}} \hfill \\<br />  {\text{Un primer intento de solucion, denotemos por }}{U_3}{\text{ el cjto de raices primitivas }} \hfill \\<br />  {\text{cubicas de la unidad. Notemos que el polinomio }}{x^5} + {x^4} + 1{\text{ puede ser}} \hfill \\<br />  {\text{factorizado usando raices primitivas de la unidad. En efecto, sea }}\zeta  \in {U_3},{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{notemos que }}{\zeta ^5} + {\zeta ^4} + 1 = {\zeta ^2} + \zeta  + 1 = \tfrac{{{\zeta ^3} - 1}}{{\zeta  - 1}} = 0.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Por otra parte, notemos que el polinomio minimal para }}\zeta {\text{ es }}m\left( x \right) = {x^2} + x + 1.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Entonces, tenemos que }}m{\text{ factoriza al polinomio }}{x^5} + {x^4} + 1.{\text{ Ahora, sea }}n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{tenemos que  }}m\left( n \right) = {n^2} + n + 1 > 3.{\text{ Luego, }}\forall n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{n^5} + {n^4} + 1{\text{ no es primo. }} \hfill \\<br />   \hfill \\<br />  {\text{Un segundo intento de solucion, notemos prmero que si }}n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{\text{ }}{n^3} - n > 0.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Entonces, tenemos que}} \hfill \\<br />  {n^5} + {n^4} + 1 = {n^5} + {n^4} + {n^3} - {n^3} + {n^2} - n - {n^2} + n + 1 = {n^5} + {n^4} + 1 = p\left( n \right).{\text{ }} \hfill \\<br />  p\left( n \right) = {n^3}\left( {{n^2} + n + 1} \right) - n\left( {{n^2} + n + 1} \right) + \left( {{n^2} + n + 1} \right) = \left( {{n^3} - n + 1} \right)\left( {{n^2} + n + 1} \right).{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Por la primera observacion, tenemos si }}n \in {\mathbb{N}_{ > 1}},{n^3} - n + 1 > 1.{\text{ Se concluye.}} \hfill \\<br />   \hfill \\<br />  {\text{Saludos }} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$


Ambas soluciones son correctas, demuestras que P no puede ser primo porque es el producto de dos numeros naturales mayores que 1, que era lo que se pretendia abordar en el problema, supongo. Propones! biggrin.gif
CITA(Kaissa @ Jul 26 2013, 11:31 AM) *
Yo al menos no pesqué este problema (ni el de Pedantic) justamente por ser problemas conocidos de IMO cuya solución por tanto es parte casi del folcklore y acá justamente se pretende llegar con algo novedoso (resolver a estas alturas un IMO antiguo de forma exitosa y novedosa igual es como medio... "complicado" ¿no crees?)

Disculpa, usare otras fuentes de ahora en adelante. Lamentablemente, el problema de arriba tambien era bien conocido. emot-fail.gif

Mensaje modificado por DHN el Jul 26 2013, 01:05 PM


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Como ser un gran escritor - Charles Bukowski

La rotura - Charles Bukowski
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Jean Renard Gran...
mensaje Jul 26 2013, 03:38 PM
Publicado: #284


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CITA(Kaissa @ Jul 26 2013, 11:31 AM) *
Yo al menos no pesqué este problema (ni el de Pedantic) justamente por ser problemas conocidos de IMO cuya solución por tanto es parte casi del folcklore y acá justamente se pretende llegar con algo novedoso (resolver a estas alturas un IMO antiguo de forma exitosa y novedosa igual es como medio... "complicado" ¿no crees?)


Me pasó lo mismo sad.gif


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Jean Renard Gran...
mensaje Jul 26 2013, 03:51 PM
Publicado: #285


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CITA(DHN @ Jul 26 2013, 01:04 PM) *
Ambas soluciones son correctas, demuestras que P no puede ser primo porque es el producto de dos numeros naturales mayores que 1, que era lo que se pretendia abordar en el problema, supongo. Propones! biggrin.gif


TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Sean }}p{\text{ un primo, }}n \in \mathbb{N},{\text{ }}S{\text{ cjto tq }}\left| S \right| = {p^n}.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Sea }}P{\text{ una familia de particiones de }}S{\text{ en partes no vacias de tama\~n o }} \hfill \\<br />  0\bmod \left( p \right){\text{ tq la interseccion a pares de partes que ocurren en alguna de las}} \hfill \\<br />  {\text{particiones  tienen a lo mas un elemento. Encontrar }}\max \left| P \right|. \hfill \\ <br />\end{gathered}$$


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Jean Renard Gran...
mensaje Jul 27 2013, 05:30 PM
Publicado: #286


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CITA(Jean Renard Granier @ Jul 26 2013, 03:51 PM) *
TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Sean }}p{\text{ un primo, }}n \in \mathbb{N},{\text{ }}S{\text{ cjto tq }}\left| S \right| = {p^n}.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Sea }}P{\text{ una familia de particiones de }}S{\text{ en partes no vacias de tama\~n o }} \hfill \\<br />  0\bmod \left( p \right){\text{ tq las intersecciones a pares de partes que ocurren en alguna de las}} \hfill \\<br />  {\text{particiones  tienen a lo mas un elemento. Encontrar }}\max \left| P \right|. \hfill \\ <br />\end{gathered}$$



TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Dadas las reglas, resolvemos el problema.   }} \hfill \\<br />  {\text{Sea S el conjunto a particionar, sean }}{{\text{S}}_1},...,{S_j}{\text{ sus particiones en cjtos tq}} \hfill \\<br />  {\text{cumplen con la hipotesis.}} \hfill \\<br />  {\text{Sea }}s \in S,{\text{ sea }}{{\text{S}}_p}\left( s \right){\text{ la clase de }}{{\text{S}}_p}{\text{ tq }}s \in {S_p}.{\text{ Luego tenemos que }} \hfill \\<br />  {S_1}\left( s \right) - \left\{ s \right\},...,{S_j}\left( s \right) - \left\{ s \right\}{\text{ son disjuntos de a pares, y en cada caso hay al menos}} \hfill \\<br />  p - 1{\text{ elementos, luego tenemos que }}j\left( {p - 1} \right) \leqslant \left( {{p^n} - 1} \right) \Rightarrow j \leqslant \tfrac{{{p^n} - 1}}{{p - 1}}.{\text{  }} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$

TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Consideremos ahora S como el cjto de todos los numeros con }}n{\text{ digitos }} \hfill \\<br />  {\text{modulo }}p.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Este cjto tiene }}{p^n}{\text{ elementos. Ahora, consideremos las particiones como funciones}} \hfill \\<br />  {\text{a valores enteros. En efecto, dado }}x \in S,{\text{ }}f\left( x \right){\text{ denota el numero de la clase que}} \hfill \\<br />  {\text{contiene a  }}x.{\text{ Estas funciones estan indexadas por }} \hfill \\<br />  \left( {r,q\left( r \right)} \right);r = 0,1,...,n - 1,q\left( r \right) = 0,1,...,{p^r} - 1,{\text{ luego el numero de posibles valores }} \hfill \\<br />  {\text{de }}q{\text{ dado }}r{\text{ es }}{p^r},{\text{ por lo que el numero total de funciones es igual a }}\tfrac{{{p^n} - 1}}{{p - 1}} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$

TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Entonces, definimos }}{f_{rq}}\left( x \right){\text{ de la siguiente forma. Representamos }}x{\text{ y }}q{\text{ en base}} \hfill \\<br />  p{\text{ como }}x = {\alpha _0} + ... + {\alpha _{n - 1}}{p^{n - 1}},q = {\beta _0} + ... + {\beta _{r - 1}}{p^{r - 1}}.{\text{               }} \hfill \\<br />  {\text{Sea }}\left[ l \right]{\text{ el residuo no negativo minimo de un entero  }}l\bmod \left( p \right).{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{Ahora, sea }} \hfill \\<br />  {f_{rq}}\left( x \right) = \left[ {{\alpha _0} + {\beta _0}{\alpha _r}} \right] + ... + \left[ {{\alpha _{r - 1}} + {\beta _{r - 1}}{\alpha _r}} \right]{p^{r - 1}} + {\alpha _{r + 1}}{p^r} + ... + {\alpha _{n - 1}}{p^{n - 2}}.{\text{ }} \hfill \\<br />  {\text{En particular tenemos que }}{f_{00}}\left( x \right) = \sum\limits_{m = 1}^{n - 1} {{\alpha _m}{p^{m - 1}}} .{\text{ }} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$

TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Veamos que cada clase contiene }}p{\text{ elementos. En efecto, dado el valor}} \hfill \\<br />  {f_{rq}}\left( x \right) = z = \sum\limits_{m = 0}^{n - 2} {{\lambda _m}p{}^m} ,{\text{ tenemos que }}{\alpha _m} = {\lambda _{m - 1}},m = r + 1,...,n,{\text{ podemos}} \hfill \\<br />  {\text{escoger el valor de }}{\alpha _r}{\text{ que va a dar }}p{\text{ posibilidades, y despues de fijar}} \hfill \\<br />  {\alpha _r}{\text{ podemos obtener }}{\alpha _0},..,{\alpha _{r - 1}}{\text{ de las congruencias }} \hfill \\<br />  {\alpha _m} + {\beta _m}{\alpha _r} = \lambda {}_m\bmod \left( p \right),m = 0,..,r - 1.{\text{ }} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$

TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Ahora, nos basta probar que la interseccion de 2 clases tienen a lo mas}} \hfill \\<br />  {\text{un elemento. En este caso, significa que el sistema de ecuaciones }} \hfill \\<br />  {f_{rq}}\left( x \right) = z,{f_{r'q'}}\left( x \right) = z'{\text{ tiene a lo mas una solucion. }} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$

TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Supongamos primero que }}r' < r,{\text{ entonces obtenemos }}{\alpha _r} = {{\lambda '}_r}{\text{ y por lo}} \hfill \\<br />  {\text{anterior ya sabemos que }}{f_{rq}}\left( x \right),{\alpha _r}{\text{ determinan }}x{\text{ de forma unica. }} \hfill \\<br />  {\text{Supongamos finalmente que  }}r' = r,{\text{ debemos tener que }}q \ne q',{\text{ digamos que}} \hfill \\<br />  {\beta _l} \ne {{\beta '}_l}{\text{ para algun digito }}l \leqslant r - 1.{\text{ Entonces el sistema de congruencias}} \hfill \\<br />  {\alpha _l} + {\beta _l}{\alpha _r} = {\lambda _l}\bmod \left( p \right),{\alpha _l} + {\beta _l}^\prime {\alpha _r} = {{\lambda '}_l}\bmod \left( p \right){\text{ determina }}{\alpha _r},{\text{ que junto con }} \hfill \\<br />  {\text{ }}{f_{rq}}\left( x \right){\text{ determinan }}x{\text{ de forma unica.}} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$

TEX: $$\begin{gathered}<br />  {\text{Por lo tanto, }}\max \left| P \right| = \tfrac{{{p^n} - 1}}{{p - 1}}.{\text{  }} \hfill \\<br />  {\text{Fuente: Aunque usted lo dude, problema auxiliar Matematicas Discretas, sepa}} \hfill \\<br />  {\text{moya fuente XD. }} \hfill \\<br />  {\text{Si alguno de los usuarios quiere postear su problema, bienvenido sea.}} \hfill \\<br />  {\text{Saludos                  }} \hfill \\ <br />\end{gathered}$$


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Kaissa
mensaje Jul 28 2013, 02:13 PM
Publicado: #287


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TEX: $ $\\<br />Propongo uno liviano para seguir.\\<br />$ $\\<br />Determine los \'ultimos dos d\'igitos (de la derecha) de $19^{18^{17^{16...^{1}}}}$.


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Heiricar
mensaje Jul 28 2013, 02:57 PM
Publicado: #288


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Kaissa
mensaje Jul 28 2013, 03:19 PM
Publicado: #289


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Eeeeeeeeesa Heiricar!

felicitaciones.


Fuente: Singapore Math Olympiad (SMO) 2012, senior round.

Tu turno.


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Heiricar
mensaje Jul 28 2013, 03:37 PM
Publicado: #290


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Aquí va el problema smile.gif

Se da un TEX: $\triangle{ABC}$, en la de la altura por TEX: $A$ (o en su extención) se toman los puntos TEX: $A_{1}$ y TEX: $A_{2}$ de modo que TEX: $AA_{1}=AA_{2}=BC$ (TEX: $A_{1}$ es mas proximo a la recta TEX: $BC$ que TEX: $A_{2}$), de manera análoga se obtienen los puntos TEX: $B_{1}$ y TEX: $B_{2}$, demuestre que los segmentos TEX: $A_{1}B_{2}$ y TEX: $A_{2}B_{1}$ son iguales y mutuamente perpendiculares
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