Niels Henrik Abels matematikkonkurranse Løsninger

Like dokumenter
Niels Henrik Abels matematikkonkurranse Løsninger

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse Løsninger

A) 12 B) 13 C) 14 D) 15 E) 16

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

Løsningsforslag kapittel 3

Normaler og vinkler. Å tegne normaler. To verktøy er aktuelle når vi skal tegne normaler: Normal linje og Midtnormal. Aschehoug 1

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

GeoGebraøvelser i geometri

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

MA2401 Geometri Vår 2018

A) 4 B) 5 C) 6 D) 7 E) 10

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse Finale Løsninger

Geometri R1. Test, 1 Geometri

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse Første runde

Løsningsforslag Øving 5 TMA4140 Diskret matematikk Høsten 2010

GEOGEBRA (3.0) til R1-kurset

Eksamen MA-104 Geometri, 22. mai 2006

Problemløsing. Treningshefte foran Niels Henrik Abels matematikk-konkurranse. Einar Andreas Rødland 199X

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

Lærerveiledning. Oppgave 1. Hva er arealet av det grå området i figuren? Tips til veiledning:

oppgaver fra abels hjørne i dagbladet

Geometri med GeoGebra Del 2

R1 - Eksamen V Løsningsskisser. Del 1

R1 eksamen høsten 2015 løsning

Det geometriske stedet for punktene som ligger 5 cm fra et punkt A, er en sirkel med radius 5 cm og har sentrum i A.

Hint til oppgavene. Uke 34. Uke 35. Fullstendige løsningsforslag finnes på emnesidene for 2017.

Eksamen høsten 2015 Løsninger

Trekanter er mangekanter med tre sider. Vi skal starte med å bli kjent med verktøyet som brukes til å tegne mangekanter.

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

A) 20 B) 20,5 C) 21 D) 22,5 E) En sirkel og et kvadrat har samme omkrets. Hva er da forholdet mellom sirkelens areal og kvadrates areal?

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

Løsning eksamen R1 våren 2009

Test, 1 Geometri. 1.2 Regning med vektorer. X Riktig. X Galt. R2, Geometri Quiz løsning. Grete Larsen. 1) En vektor har lengde.

OPPGAVER FRA ABELS HJØRNE I DAGBLADET SETT 27 DAG 1 DAG 2

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

MAUMAT644 ALGEBRA vår 2016 Første samling Runar Ile

Eksamen våren 2015 Løsninger

5.4 Konstruksjon med passer og linjal

oppgaver fra abels hjørne i dagbladet

b) 17 går ikke opp i 84 siden vi får en rest på 16 når 84 deles med 17 c) 17 går opp i 357 siden

Del 1. Oppgave 1 (5 poeng) Oppgave 2 (4 poeng) Oppgave 3 (5 poeng) ( ) 2 e x. f x x x. Deriver funksjonene. Løs likningene

Geogebra er viktig i dette kapitlet, samt passer, linjal, blyant og viskelær! Tommy og Tigern:

MAT1030 Diskret Matematikk

oppgaver fra abels hjørne i dagbladet

Mangekanter og figurtall

Litt om diofantiske likninger

SAMMENDRAG OG FORMLER

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

SAMMENDRAG OG FORMLER. Nye Mega 10A og 10B

Sannsynligheten for en hendelse (4.2) Empirisk sannsynlighet. ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

Punktene A, B, C og D ligger på linje med innbyrdes avstander AB = 3, BC = 6, CD = 8 og DE = 4.

Matematisk julekalender for trinn, 2009

oppgaver fra abels hjørne i dagbladet

Matematikk for IT, høsten 2017

SAMMENDRAG OG FORMLER. Nye Mega 9A og 9B

Introduksjon til kjeglesnitt. Forfatter: Eduard Ortega

A) 14,4 B) 15 C) 16 D) 17 E) 18

Norsk informatikkolympiade runde

Matematikk for IT, høsten 2015

TMA4140 Diskret Matematikk Høst 2018

5.5.1 Bruk matriseregning til å vise at en rotasjon er produktet av to speilinger. Løsningsforslag + + = =

A) 6 B) 8 C) 10 D) 13 E) 16

GEOMETRI I PLANET KRISTIAN RANESTAD

Oppgaver MAT2500. Fredrik Meyer. 3. oktober 2014 AD BC + BD CA + CD AB = 0.

b) Hvis det er mulig å svare blankt (dvs. vet ikke) blir det 5 svaralternativer på hvert spørsmål, og dermed mulige måter å svare på.

A)8 B) 10 C) 14 D) 20 E) Sidekantene i en terning økes med 20%. Hvor mye øker terningens volum? A) 20 % B) 44 % C) 56,2 % D) 60 % E) 72,8 %

MAT1140: Kort sammendrag av grafteorien

Prøveeksamen i MAT0100V våren 2016

Oversikt over kvadratiske kongruenser og Legendresymboler

LØSNINGSFORSLAG, SIF 5015, DISKRET MATEMATIKK 12. august 2003 Oppgave 1. La oss begynne med å bygge en ikke-deterministisk maskin:

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse

Eksamen i FO929A Matematikk Underveiseksamen Dato 9. desember 2008 Tidspunkt Antall oppgaver 6. Tillatte hjelpemidler Godkjent kalkulator

Populærvitenskapelig kilde: Robin Wilson, Four Colours Suffice/How the Map Problem was Solved, Penguin Books 2003, ISBN X.

Løsningsforslag Matematikk for ungdomstrinnet Del 1, Modul 1, 4MX130UM1-K

MAT1140: Kort sammendrag av grafteorien

Lærerveiledning. Oppgave 1. Tallene på figuren viser omkretsen av hver av de fire små trekantene. Hva er omkretsen av den store trekanten?

Innføring i bevisteknikk

Bevis i Geometri. 23. April, Kristian Ranestad Matematisk Institutt, Universitetet i Oslo

Eksamensoppgave i MA2401/MA6401 Geometri: LF

R1 kapittel 6 Geometri Løsninger til kapitteltesten i læreboka

Oversikt over det kinesiske restteoremet

Løsningsforslag til problemløsningsoppgaver i MA-132 Geometri høsten 2008.

Eksamen R2 høsten 2014 løsning

Eksamen R2, Våren 2011 Løsning

Eksamen R2 høsten 2014

Algoritmer og datastrukturer Kapittel 2 - Delkapittel 2.1

MA2401 Geometri Vår 2018

Rasjonale potenser. For å finne side av kvadrat med gitt areal A løser vi likning x 2 = A.

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse Første runde

Karakteriseringen av like mengder. Mengder definert ved en egenskap.

Løsningsforslag til del 2 av oppgavesettet Tall og algebra i Sirkel oppgavebok 10B, kapittel 6

DEL 1. Uten hjelpemidler. Oppgave 1 (3 poeng) Oppgave 2 (3 poeng) Oppgave 3 (4 poeng) Oppgave 4 (4 poeng) Deriver funksjonene. b) g( x) 5e sin(2 x)

Manual til. GeoGebra. Ungdomstrinnet. Ressurs til. Grunntall Bjørn Bakke og Inger Nygjelten Bakke ELEKTRONISK UNDERVISNINGSFORLAG AS

Oppgave 578. Tilleggsspørsmål: a. (Som i original oppgave)

KARTLEGGING AV MATEMATIKKFERDIGHETER

Eksamen i matematikk løsningsforslag

Transkript:

Niels Henrik Abels matematikkonkurranse 20 202 Løsninger Finale 8 mars 202 Oppgave a (i) Om Berit veksler to femkroner og en tjuekrone til tre tikroner, og så to femkroner og tre tikroner til to tjuekroner, så er resultatet det samme som om hun veksler fire femkroner til en tjuekrone (Prosessen krever at hun har en tjuekrone i tillegg, men slik er det jo her) Gjør hun dette tre ganger, har hun fått vekslet sine tolv femkroner til tre tjuekroner, og ender opp med 4 tjuekroner og (fortsatt) 4 tikroner (ii) Hver gang Berit veksler er pengebeløpet uforandret Hun har i alt 420 kroner, og trenger derfor å veksle til 420/(5 + 0 + 20) = 2 mynter av hver av de tre sortene Når hun veksler, vil hennes beholdning av tikroner øke eller minke med tre I alt kan hun bare endre beholdningen av tikroner med et heltallig multiplum av tre tikroner Hun starter med 4 tikroner, og kan dermed ikke ende opp med 2 tikroner b Vi ønsker å vise at to tall m og m + 5 må ha samme farge Anta først at m er farget hvitt og m + 5 svart Siden m er hvitt, må m + 20 og m + 40 også være hvite Men siden m + 5 er svart, må også (m + 5) + 35 = m + 40 være svart, som er en selvmotsigelse Anta nå at m er svart og m + 5 hvitt Da må m + 05 = m + 3 35 = (m + 5) + 5 20 både være svart og hvitt, som igjen er en selvmotsigelse Dette viser at m og m + 5 må ha samme farge Motsatt vil kravene i oppgaven være oppfylt når m og m + 5 alltid har samme farge Vi deler nå tallene fra til 50 inn i fem grupper Gruppe k (k = 0,, 2, 3, 4) består av alle tall som har rest lik k når tallet deles på 5 I forrige avsnitt beviste vi at alle tall innenfor en slik gruppe må ha samme farge, men gruppene kan fargelegges uavhengig av hverandre Så enten 0, 0, 20, 30, 40 eller 50 av tallene kan være hvite

Abelkonkurransen 20 202 Finale Løsninger Side 2 av 5 Oppgave 2 a Husk at vinkelhalveringsstrålen til en vinkel består av punkter som ligger like langt fra vinkelbena Siden linjestykket O O 2 er en del av både halveringsstrålen til L 2 O M 2 og halveringsstrålen til L O 2 M vil punktene på denne ligge like langt fra O L 2 som fra O M 2 og like langt fra O 2 L som fra O 2 M Vi kaller skjæringa mellom O L 2 og O 2 L for B, og trekker halveringsstrålen til vinkelen O BO 2 Der denne skjærer O O 2 (O 2 på figuren), vil avstanden til alle de fire linjestykkene O L 2, O M 2, O 2 L og O 2 M være like Sirkelen med sentrum i dette punktet som tangerer ett av linjestykkene, vil derfor også tangere de andre, og oppgaven er løst Entydigheten følger av at det bare er ett skjæringspunkt mellom halveringslinjen til O BO 2 og O O 2 Men vi må passe litt på: Man skulle tro vi kunne bruke den andre vinkelhalveringslinjen i B, altså den som halverer O BL I figuren, der R < R 2, vil denne møte forlengelsen av O O 2 til venstre for O Men en sirkel med sentrum der kan ikke tangere linjestykket O 2 L 2, fordi tangeringspunktet til forlengelsen av linjestykket måtte ligge til venstre for L Av tilsvarende grunner ser vi at det ikke er aktuelt å søke en sirkel med sentrum på den andre halveringslinjen mellom forlengelsene av O L 2 og O M 2, det vil si på normalen til O O 2 gjennom O Merk: Hvis vi bytter om punktene L 2 og M 2 holder fortsatt argumentet, men punktet B havner utenfor figuren vår, og vi må forlenge noen linjer for å finne det L 2 L B O A O 2 O 2 M M 2 b Med referanse til figuren over finner vi to likeformede trekanter O AO 2 og O L 2 O 2 Det gir AO 2 : L 2 O 2 = O O 2 : O O 2, eller R 2 = O O 2 O O 2

Abelkonkurransen 20 202 Finale Løsninger Side 3 av 5 På samme måte får vi og legger vi de to sammen, får vi som vi like godt kan skrive R = O 2O 2 O O 2, R + R 2 =, = R + R 2 Tilsvarende gjelder for alle par av sirkler S i, S j, altså R ij = R i + R j Setter vi dette inn i formelen som skal vises, blir den opplagt Oppgave 3 a Produktet er delelig med 25, siden både 5 og 25 er blant faktorene Siden også 000 er delelig med 25, må tallet representert ved de tre siste sifrene i produktet være delelig med 25 Det må også være et oddetall, siden det bare er odde faktorer i produktet Så de tre siste sifrene er enten 25, 375, 625 eller 875 Disse fire tallene gir rest lik henholdsvis 5, 7, og 3 etter divisjon med 8 Vi deler nå opp produktet slik: 3 (5 7 9 ) (3 5 7 9) (2005 2007 2009 20) Uttrykket i hver parentes kan skrives (8n 3) (8n ) (8n + ) (8n + 3) = (64n 2 9) (64n 2 ) som gir rest etter divisjon med 8 Da gjelder dette også for produktet av alle parentesene, og vi står igjen med rest 3 når de første to faktorene tas med De tre siste sifrene i produktet må derfor være 875 b Vi ser først at m kan være, 2 eller 4 For m = er dette opplagt For m = 2 likeså, siden (2j + ) 2 = 4j 2 + 4j er delelig med 4

Abelkonkurransen 20 202 Finale Løsninger Side 4 av 5 For m = 4 ser vi at (2j + ) 4 = 6j 4 + 4 8j 3 + 6 4j 2 + 4 2j = 6j 4 + 32j 3 + 8j(3j + ) er delelig med 6 (siden en av faktorene j, 3j + i det siste leddet er et partall) Ingen odde m 3 passer, for vi kan velge k = 2 m mod 2 m, som gir k m mod 2 m Ingen partall m 6 passer heller: La nemlig k = 2 m/2 +, som gir k m m 2 m/2 + Men m 2 m/2 er ikke delelig med 2 m, fordi m < 2 m/2 når m 6 Alternativ løsning: Vi vil beregne største j slik at 3 m er delelig med 2 j, betegnet ved ord 2 (3 m ) Anta m er et partall, dvs m = 2n Da er 3 m = 3 2n 2 = (3 n )(3 n + ) Merk at modulo 8 er 3 n 2, om n er et partall, + 4, om n er et oddetall Derfor vil ord 2 (3 m ord 2 (3 n ) +, ) = ord 2 (3 n ) + 2, om n er et partall, om n er et oddetall La m = 2 a b hvor a 0 og b er et oddetall Dersom a, vil ord 2 (3 m ) = ord 2 (3 b ) + a + Siden b er odde, er 3 b 3 = 2 modulo 8, og derfor ord 2 (3 b ) = Dermed får vi ord 2 (3 m, når a = 0, ) = a + 2, når a > 0 Kravet om at 2 m skal dele 3 m er ekvivalent med m ord 2 (3 m ) Med m = 2 a b får vi ulikheten om a = 0: b om a : 2 a b a + 2 Denne likningen har opplagt ingen løsninger for a 3, mens vi for a 2 får b = som eneste mulighet Dette gir at m må være et av tallene, 2 eller 4

Abelkonkurransen 20 202 Finale Løsninger Side 5 av 5 Oppgave 4 a Vi ganger ut og får den ekvivalente ulikheten Fra ( x 2 + 3 y x) + y ( (x )2 ( ) ) ( y 2 (x )3 ( ) ) y 3 + 3 + + + 6 y x y x ( a a ) 2 0 følger den velkjente ulikheten a + a Bruker vi denne for a = x/y, a = (x/y) 2 og a = (x/y) 3 får vi ( x 2 + 3 y x) + y ( (x )2 ( ) ) ( y 2 (x )3 ( ) ) y 3 + 3 + + + y x y x som var det vi skulle vise b Først ser vi at a m 0 for alle m (ved induksjon på m) 2 for alle a > 0 2 + 3 2 + 3 2 + 2 6, Videre er a m a m + b m, og et nytt induksjonsargument gir For m 2 får vi a m c m, der c m = b + + b m a 2 m = s 2 a 2 m + 2sa m b m + b 2 m s 2 a 2 m + 2sc m b m + b 2 m s 2 a 2 m + 2c m b m + b 2 m Vi adderer likheten a 2 = b 2 og ulikhetene over for m = 2,, n, og får a 2 + + a 2 n s 2 (a 2 + + a 2 n ) + 2c b 2 + + 2c n b n + b 2 + + b 2 n = s 2 (a 2 + + a 2 n ) + (b + + b n ) 2 s 2 (a 2 + + a 2 n + a 2 n) + 0 2, som gir ulikheten det spørres etter