19. Задачи олимпиадного уровня
☀️ 🌙

19. Задачи олимпиадного уровня

Чтобы получить дополнительный функционал нужно войти.


назад
336

(ЕГЭ,2016) Последовательность \(a_1, a_2, \ldots, a_n(n \geq 3)\) состоит из натуральных чисел, причём каждый член последовательности (кроме первого и последнего) больше среднего арифметического соседних (стоящих рядом с ним) членов.

a) Приведите пример такой последовательности, состоящей из четырех членов, сумма которых равна 50.

б) Может ли такая последовательность состоять из шести членов и содержать два одинаковых числа?

в) Какое наименьшее значение может принимать сумма членов такой последовательности при \(n=10\) ?

Решение

a) Например, последовательность
\begin{equation*}
1 ; 12 ; 17 ; 20
\end{equation*}

удовлетворяет условию задачи, а сумма её членов равна 50 .

б) Например, последовательность
\begin{equation*}
1 ; 12 ; 20 ; 20 ; 12 ; 1
\end{equation*}

удовлетворяет условию задачи.

в) Для \(2 \leq k \leq 9\) выполнено неравенство
\begin{equation*}
\frac{a_{k-1}+a_{k+1}}{2}<a_k ; a_{k-1}+a_{k+1}<2 a_k ; a_{k+1}-a_k<a_k-a_{k-1} .
\end{equation*}

То есть последовательность разностей соседних членов последовательности убывает.
Пусть \(d_k=a_{k+1}-a_k\). Тогда
\begin{equation*}
\begin{gathered}
d_k \leq d_{k-1}-1 \leq d_{k-2}-2 \leq \ldots \leq d_1-k+1 ; \\
a_1=a_k-d_{k-1}-\ldots-d_1 \leq a_k-\left(d_k+1\right)-\ldots-\left(d_k+k-1\right)=a_k-(k-1) d_k-\frac{k(k-1)}{2} ; \\
a_{10}=a_k+d_k+\ldots+d_9 \leq a_k+d_k+\left(d_k-1\right)+\ldots+\left(d_k-9+k\right)= \\
=a_k+(10-k) d_k-\frac{(9-k)(10-k)}{2} .
\end{gathered}
\end{equation*}

Заметим, что \(a_1 \geq 1\) и \(a_{10} \geq 1\), откуда
\begin{equation*}
a_k-(k-1) d_k-\frac{k(k-1)}{2} \geq 1, a_k+(10-k) d_k-\frac{(9-k)(10-k)}{2} \geq 1 .
\end{equation*}

Умножив первое неравенство на \(10-k\), а второе на \(k-1\) и сложив их, получаем:
\begin{equation*}
9 a_k-\frac{9(k-1)(10-k)}{2} \geq 9 ; a_k \geq \frac{(k-1)(10-k)}{2}+1 .
\end{equation*}

Таким образом, \(a_1 \geq 1, a_2 \geq 5, a_3 \geq 8, a_4 \geq 10, a_5 \geq 11, a_6 \geq 11, a_7 \geq 10\). \(a_8 \geq 8, a_9 \geq 5, a_{10} \geq 1\), а их сумма не меньше 70 .
Последовательность \(1 ; 5 ; 8 ; 10 ; 11 ; 11 ; 10 ; 8 ; 5 ; 1\) удовлетворяет условию задачи, а сумма её членов равна 70.

Ответ
б) да; в) 70
337

(ЕГЭ,2016) В шахматы можно выиграть, проиграть или сыграть вничью. Шахматист записывает результат каждой сыгранной им партии и после каждой партии подсчитывает три показателя: «победы» - процент побед, округлённый до целого, «ничьи» - процент ничьих, округлённый до целого, и «поражения», равные разности 100 и суммы показателей «побед» и «ничьих». (Например, число 13,2 округляется до 13, число 14,5 округляется до 15 , число 16,8 округляется до 17.)

a) Может ли в какой-то момент показатель «побед» равняться 17, если было сыграно менее 50 партий?

б) Может ли после выигранной партии увеличиться показатель «поражений»?

в) Одна из партий была проиграна. При каком наименьшем количестве сыгранных партий показатель «поражений» может быть равным 1?

Решение

a) Если из 6 партий шахматист выиграл одну, то показатель «победы» равен 17.

б) Если в первых 200 партиях были выиграны 100 , сыграны вничью 5 , а проиграны 95 , то показатель «побед» равен 50 , показатель «ничьих» равен 3, а показатель «поражений» равен 47. Если следующая партия была выиграна, то показатель «побед» остаётся равным 50, показатель «ничьих» становится равным 2, а показатель «поражений» оказывается равным 48.

в) Если партий было 49 или меньше, то суммарный процент побед и ничьих меньше 98. При округлении числа происходит увеличение не более чем на 0,5 , поэтому сумма показателей «побед» и «ничьих» меньше 99. Значит, показатель «поражений» больше 1.

Если партий было ровно 50 , то проценты побед и ничьих целые, округления не происходит. Значит, показатель «поражений» больше 1.

Пусть была сыграна 51 партия, первая из которых была проиграна, а среди остальных 50 было 12 побед и 38 ничьих. Тогда показатель «побед» равен 24 , показатель «ничьих» равен 75, а показатель «поражений» равен 1.

Ответ
а) да; б) да; в) 51
338

(ЕГЭ,2016) Рассмотрим частное трёхзначного числа, в записи которого нет нулей, и произведения его цифр.

a) Приведите пример числа, для которого это частное равно \(\frac{113}{27}\).

б) Может ли это частное равняться \(\frac{125}{27}\) ?

в) Какое наибольшее значение может принимать это частное, если оно равно несократимой дроби со знаменателем 27 ?

Решение

a) Например, частное числа 339 и произведения его цифр равно \(\frac{113}{27}\).

б) Пусть это частное равно \(\frac{125}{27}\). Тогда число делится на 25 , а его две последние цифры равны 2 и 5 или 7 и 5. Но произведение цифр числа должно делиться на 27. Ни 2 , ни 5 , ни 7 не делятся на 3 , а первая цифра не больше 9. Значит, частное не может равняться \(\frac{125}{27}\).

в) Если число и произведение его цифр имеют общий делитель, больший 1 , то частное числа и произведения его цифр не превосходит \(\frac{999}{54}<\frac{500}{27}\). Если произведение цифр числа равняется 27, то число состоит из единиц, троек и девяток. Наибольшее такое число с произведением цифр 27 равняется 931. Частное этого числа и произведения его цифр равняется \(\frac{931}{27}\).

Ответ
б) нет; в) \(\frac{931}{27}\)
339

(ЕГЭ,2016) На доске написано 30 чисел: десять «5», десять «4» и десять « 3 ». Эти числа разбивают на две группы, в каждой из которых есть хотя бы одно число. Среднее арифметическое чисел в первой группе равно \(A\), среднее арифметическое чисел во второй группе равно \(B\). (Для группы из единственного числа среднее арифметическое равно этому числу.)

a) Приведите пример разбиения исходных чисел на две группы, при котором среднее арифметическое всех чисел меньше \(\frac{A+B}{2}\).

б) Докажите, что если разбить исходные числа на две группы по 15 чисел, то среднее арифметическое всех чисел будет равно \(\frac{A+B}{2}\).

в) Найдите наибольшее возможное значение выражения \(\frac{A+B}{2}\).

Решение

a) Среднее арифметическое всех чисел равно 4. Разобьём исходные числа на две группы: в первой группе все « 5 », во второй - все « 3 » и « 4 ». Тогда
\begin{equation*}
A=5 ; B=\frac{30+40}{20}=3,5 ; \frac{A+B}{2}=4,25>4 .
\end{equation*}

б) Пусть числа разбиты на две групны по 15 чисел в каждой; сумма чисел в первой группе равна \(S_1\), а во второй группе \(-S_2\). Тогда
\begin{equation*}
A=\frac{S_1}{15}, B=\frac{S_2}{15}, \frac{A+B}{2}=\frac{\frac{S_1}{15}+\frac{S_2}{15}}{2}=\frac{S_1+S_2}{30} .
\end{equation*}

что равно среднему арифметическому всех чисел.

в) Если в каждой из двух групп количество «3» равно количеству «5», то
\begin{equation*}
A=B=4 \text { и } \frac{A+B}{2}=4 \text {. }
\end{equation*}

В противном случае в одной из групп количество « 3 » больше количества « 5 ». Значит, среднее арифметическое чисел в этой группе меньше 4. Можно считать, что это первая группа. Среди дробей, меньших 4, знаменатель которых не превосходит 29 , наибольшая дробь - это \(3 \frac{28}{29}\), то есть \(A\) не превосходит \(3 \frac{28}{29}\). Очевидно, что \(B\) не может быть больше 5. Значит,
\begin{equation*}
\frac{A+B}{2} \leq \frac{3 \frac{28}{29}+5}{7}=4 \frac{14}{29} \text {. }
\end{equation*}

Если в одной группе одна «5», а в другой все остальные числа, то
\begin{equation*}
A=5 ; B=3 \frac{28}{29} ; \frac{A+B}{2}=4 \frac{14}{29} .
\end{equation*}

Ответ
в) \(4 \frac{14}{29}\)
340

(ЕГЭ,2016) Последовательность \(a_1, a_2, \ldots, a_6\) состоит из неотрицательных однозначных чисел. Пусть \(M_k\) - среднее арифметическое всех членов этой последовательности, кроме \(k\)-го. Известно, что \(M_1=1, M_2=2\).

a) Приведите пример такой последовательности, для которой \(M_3=1,6\).

б) Существует ли такая последовательность, для которой \(M_3=3\) ?

в) Найдите наибольшее возможное значение \(M_3\).

Решение

a) Например, последовательность
\begin{equation*}
5 ; 0 ; 2 ; 1 ; 1 ; 1
\end{equation*}

удовлетворяет условию задачи.

б) Если \(M_1=1, M_3=3\), получаем:
\begin{equation*}
a_1+a_2+a_4+a_5+a_6=15, a_2+a_3+a_4+a_5+a_6=5 \text {, }
\end{equation*}

откуда \(a_1-a_3=10\), что невозможно. Значит, не существует такой последовательности, для которой \(M_3=3\).

в) Поскольку \(M_1=1\), получаем:
\begin{equation*}
a_2+a_3+a_4+a_5+a_6=5,
\end{equation*}

а так как \(a_1-a_3 \leq 9\), получаем:
\begin{equation*}
a_1+a_2+a_4+a_5+a_6 \leq 14,
\end{equation*}

то есть \(M_3 \leq 2,8\).
В последовательности \(9 ; 4 ; 0 ; 1 ; 0 ; 0\) имеем:
\begin{equation*}
M_1=1, M_2=2, M_3=2,8 \text {. }
\end{equation*}

Ответ
б) нет; в) 2,8