Category: High School Math

Đề thi chọn HSG Quốc gia của Trung Quốc năm 2019


Ngày thứ nhất
Bài 1. Xét các số thực \displaystyle a;b;c;d;e\geq -1 thỏa mãn \displaystyle a+b+c+d+e=5. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức
\displaystyle S=(a+b)(b+c)(c+d)(d+e)(e+a).
Bài 2. Một tập các số nguyên dương \displaystyle \{a,b,c\} được gọi là tập Pythagorean nếu \displaystyle a,b,c là độ dài các cạnh của một tam giác vuông. Chứng minh rằng với mỗi hai tập Pythagorean \displaystyle P,Q, tồn tại số nguyên \displaystyle m\ge 2 và các tập Pythagorean \displaystyle P_1,P_2,\ldots ,P_m sao cho \displaystyle P=P_1, Q=P_m và \displaystyle \forall 1\le i\le m-1, \displaystyle P_i\cap P_{i+1}\neq \emptyset.
Bài 3. Cho \displaystyle O là tâm đường tròn ngoại tiếp của \displaystyle \triangle ABC(\displaystyle AB<AC) và \displaystyle D là điểm trên phân giác của \displaystyle \angle BAC. Điểm \displaystyle E thuộc \displaystyle BC sao cho \displaystyle OE\parallel AD, \displaystyle DE\perp BC. Điểm \displaystyle K nằm trên \displaystyle EB kéo dài sao cho \displaystyle EK=EA. Đường tròn ngoại tiếp của \displaystyle \triangle ADK cắt \displaystyle BC tại \displaystyle P\neq K, và cắt đường tròn ngoại tiếp của \displaystyle \triangle ABC tại \displaystyle Q\neq A. Chứng minh rằng \displaystyle PQ tiếp xúc với đường tròn ngoại tiếp của \displaystyle \triangle ABC. Continue reading “Đề thi chọn HSG Quốc gia của Trung Quốc năm 2019”

IMO 2018 training (1)


Chào các bạn đồng nghiệp,

đây là một số bài toán tôi dùng để luyện cho đội IMO 2018. Tuyển tập này gồm nhiều phần, đây là phần thứ nhất.

Bài 1. Cho \displaystyle a_1, a_2, \dots, a_{2^{2018}} là các số nguyên dương không lớn hơn \displaystyle 2018 sao cho với mỗi \displaystyle n \leq 2^{2018}, \displaystyle a_1a_2 \dots a_{n} +1 là số chính phương. Chứng minh rằng tồn tại \displaystyle i sao cho \displaystyle a_i=1.
Bài 2. Cho \displaystyle (a_n)_{n\geq 1} là một dãy các số nguyên dương thỏa mãn
\displaystyle a_{n+1}=[\sqrt{a_n}]+[\sqrt[3]{a_n}]+\cdots+[\sqrt[n+1]{a_n}],\quad \forall n\in\mathbb{N}^*. Chứng minh rằng với mỗi số nguyên tố \displaystyle p, có vô hạn các số hạng của dãy chia hết cho \displaystyle p.
Bài 3. Cho số nguyên \displaystyle k>1. Dãy số \displaystyle a_1,a_2, \cdots xác định bởi \displaystyle a_1=1, a_2=k và \displaystyle a_{n+1}-(k+1)a_n+a_{n-1}=0,\,\forall n>1. Tìm tất cả các số nguyên dương \displaystyle n sao cho \displaystyle a_n là một lũy thừa của \displaystyle k.
Bài 4. Hai dãy số \displaystyle \{u_{n}\}, \displaystyle \{v_{n}\} xác định bởi \displaystyle u_{0} =u_{1} =1 ,\displaystyle u_{n}=2u_{n-1}-3u_{n-2} \displaystyle (n\geq 2), \displaystyle v_{0} =a, v_{1} =b , v_{2}=c ,\displaystyle v_{n}=v_{n-1}-3v_{n-2}+27v_{n-3} \displaystyle (n\geq 3). Giả sử có số nguyên dương \displaystyle N sao cho với mỗi \displaystyle n> N ta có \displaystyle u_{n}|v_{n}. Chứng minh rằng \displaystyle 3a=2b+c.
Bài 5. Với mỗi số thực \displaystyle x, gọi \displaystyle M(x) là tập tất cả các số nguyên dương \displaystyle q thỏa mãn: tồn tại số nguyên \displaystyle p sao cho \displaystyle \left|x - \dfrac{p}{q}\right|<\dfrac{1}{10q}. Chứng minh nếu hai số vô tỷ \displaystyle \alpha và \displaystyle \beta thỏa mãn \displaystyle M(\alpha)=M(\beta) thì \displaystyle \alpha+\beta hoặc \displaystyle \alpha- \beta là một số nguyên.
Bài 6. Cho \displaystyle M là một tập con của \displaystyle \mathbb{R} thỏa mãn đồng thời các điều kiện:
a) Với mọi \displaystyle x \in M, n \in \mathbb{Z}, ta có \displaystyle x+n \in M.
b) Với mọi \displaystyle x \in M, ta có \displaystyle -x \in M.
c) \displaystyle M và \displaystyle \mathbb{R}\setminus M chứa một đoạn có độ dài lớn hơn \displaystyle 0.
Với mỗi \displaystyle x, đặt \displaystyle M(x) = \{ n \in \mathbb{Z}^{+} | nx \in M \}. Chứng minh rằng nếu \displaystyle \alpha,\beta là các số vô tỷ thỏa mãn \displaystyle M(\alpha) = M(\beta) thì \displaystyle \alpha + \beta hoặc \displaystyle \alpha - \beta là số hữu tỷ. Continue reading “IMO 2018 training (1)”

Định lí Dirichlet về các số nguyên tố nằm trong một cấp số cộng


Đây là bản pdf của bài  “Selberg, Atle (1949), An elementary proof of Dirichlet’s theorem about primes in an arithmetic progression,  Annals of Mathematics, 50 (2): 297–304″.

Download

Các bạn học sinh có thể tham khảo thêm các trường hợp đặc biệt ở đây.

Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2018 (China TST 2018) – Phần 2


Mời các bạn xem phần 1 ở https://nttuan.org/2018/04/02/chinatst2018-test1/

Ngày thứ nhất
Bài 1. Cho tam giác \displaystyle ABC và \displaystyle D là một điểm di động trên cạnh \displaystyle BC. Điểm \displaystyle E và điểm \displaystyle F lần lượt thuộc các cạnh \displaystyle AB và \displaystyle AC sao cho \displaystyle BE=CD và \displaystyle CF=BD. \displaystyle (BDE) và \displaystyle (CDF) cắt nhau tại hai điểm khác nhau \displaystyle P và \displaystyle D. Chứng minh tồn tại điểm cố định \displaystyle Q sao cho \displaystyle QP là hằng số.
Bài 2. Với mỗi số nguyên dương \displaystyle n, \textit{một phân hoạch nguyên} của \displaystyle n là một cách viết \displaystyle n thành tổng của các số nguyên dương (không kể thứ tự), số phân hoạch nguyên của \displaystyle n ký hiệu bởi \displaystyle p\left ( n \right ). Tìm tất cả các số nguyên dương \displaystyle n sao cho
\displaystyle p\left ( n \right )+p\left ( n+4 \right )=p\left ( n+2 \right )+p\left ( n+3 \right ).
Bài 3. Cho hai số nguyên dương \displaystyle p,q. Có một cái bảng trên đó viết \displaystyle n số nguyên dương. Cho phép thực hiện phép toán sau: Chọn hai số bằng nhau \displaystyle a,a trên bảng và thay chúng bởi \displaystyle a+p,a+q. Tìm giá trị nhỏ nhất của \displaystyle n sao cho ta có thể thực hiện vô hạn lần phép toán trên. Continue reading “Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2018 (China TST 2018) – Phần 2”

Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2018 (China TST 2018) – Phần 1


Ngày thứ nhất
Bài 1. Cho \displaystyle p;q là các số thực dương có tổng bằng \displaystyle 1. Chứng minh rằng với mỗi bộ \displaystyle n số thực \displaystyle (y_1,y_2,...,y_n), tồn tại bộ \displaystyle n số thực \displaystyle (x_1,x_2,...,x_n) sao cho \displaystyle p\cdot \max\{x_i,x_{i+1}\} + q\cdot \min\{x_i,x_{i+1}\} = y_i với mỗi \displaystyle i=1,2,...,2017, ở đây \displaystyle x_{2018}=x_1.
Bài 2. Một số nguyên dương \displaystyle n được gọi là tốt nếu \displaystyle 2018| d(n). Tìm tất cả các số nguyên dương \displaystyle k sao cho tồn tại cấp số cộng vô hạn có công sai \displaystyle k và mọi số hạng của nó là tốt.
Bài 3. Đường tròn \displaystyle \omega tiếp xúc với các cạnh \displaystyle AB, \displaystyle AC của tam giác \displaystyle ABC tại \displaystyle D, \displaystyle E tương ứng, sao cho \displaystyle D\neq B, \displaystyle E\neq C và \displaystyle BD+CE<BC. \displaystyle F, \displaystyle G nằm trên \displaystyle BC sao cho \displaystyle BF=BD, \displaystyle CG=CE. \displaystyle DG cắt \displaystyle EF tại \displaystyle K. \displaystyle L nằm trên cung nhỏ \displaystyle DE của \displaystyle \omega sao cho tiếp tuyến tại \displaystyle L của \displaystyle \omega song song với \displaystyle BC. Chứng minh rằng tâm nội tiếp của \displaystyle \triangle ABC nằm trên \displaystyle KL. Continue reading “Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2018 (China TST 2018) – Phần 1”

Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2017 (China TST 2017) – Phần 5


Các bạn có thể xem phần 4 tại https://nttuan.org/2018/03/07/chinatst2017-test4/
—
Ngày thứ nhất
Bài 1. Cho số nguyên \displaystyle n\ge 3. Xét dãy \displaystyle a_1,a_2,...,a_n, nếu \displaystyle (a_i,a_j,a_k) thỏa mãn \displaystyle i+k=2j\, (i<j<k) và \displaystyle a_i+a_k\ne 2a_j ta nói nó là tốt. Nếu một dãy chứa ít nhất một bộ ba tốt thì nó chứa ít nhất bao nhiêu bộ ba tốt?
Bài 2. Tìm số nguyên dương \displaystyle m nhỏ nhất có tính chất: với mỗi đa thức \displaystyle f(x) với hệ số thực, tồn tại đa thức \displaystyle g(x) với hệ số thực có bậc không lớn hơn $m$ sao cho tồn tại \displaystyle 2017 số khác nhau \displaystyle a_1,a_2,...,a_{2017} thỏa mãn \displaystyle g(a_i)=f(a_{i+1}) với mọi \displaystyle i=1,2,...,2017. Ở đây chỉ số lấy theo modulo \displaystyle 2017.
Bài 3. Với một điểm hữu tỷ \displaystyle (x,y), nếu \displaystyle xy là số nguyên chia hết cho \displaystyle 2 nhưng không chia hết cho \displaystyle 3 ta tô nó màu đỏ, nếu \displaystyle xy là số nguyên chia hết cho \displaystyle 3 nhưng không chia hết cho \displaystyle 2 ta tô nó màu xanh. Tồn tại hay không một đoạn thẳng chứa đúng \displaystyle 2017 điểm xanh và đúng \displaystyle 58 điểm đỏ? Continue reading “Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2017 (China TST 2017) – Phần 5”

Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2017 (China TST 2017) – Phần 4


Các bạn có thể xem phần 3 tại https://nttuan.org/2017/04/14/topic-880/
—

Ngày thứ nhất
Bài 1. Chứng minh rằng \displaystyle\sum_{k=0}^{58}C_{2017+k}^{58-k}C_{2075-k}^{k}=\sum_{p=0}^{29}C_{4091-2p}^{58-2p}.
Bài 2. Cho tam giác \displaystyle ABC, đường tròn bàng tiếp góc \displaystyle A tiếp xúc với cạnh \displaystyle BC, đường thẳng \displaystyle AB và \displaystyle AC lần lượt tại \displaystyle E,D,F. \displaystyle EZ là đường kính của đường tròn. \displaystyle B_1 và \displaystyle C_1 thuộc \displaystyle DF sao cho \displaystyle BB_1\perp{BC}, \displaystyle CC_1\perp{BC}. Đường thẳng \displaystyle ZB_1,ZC_1 cắt \displaystyle BC tại \displaystyle X,Y tương ứng. \displaystyle EZ cắt \displaystyle DF tại \displaystyle H, \displaystyle ZK vuông góc với \displaystyle FD tại \displaystyle K. Chứng minh rằng nếu \displaystyle H là trực tâm của tam giác \displaystyle XYZ thì \displaystyle H,K,X,Y cùng nằm trên một đường tròn.
Bài 3. Tìm số các bộ \displaystyle (x_1,...,x_{100}) thỏa mãn đồng thời ba điều kiện
i) \displaystyle x_1,...,x_{100}\in\{1,2,..,2017\};
ii) \displaystyle 2017|x_1+...+x_{100};
iii) \displaystyle 2017|x_1^2+...+x_{100}^2. Continue reading “Đề thi chọn đội tuyển Trung Quốc tham dự IMO 2017 (China TST 2017) – Phần 4”

Đề thi chọn HSG Quốc gia của Trung Quốc năm 2018 (China MO 2018)


Ngày thứ nhất

Bài 1. Cho số nguyên dương \displaystyle n. Gọi \displaystyle A_n là tập các số nguyên tố \displaystyle p sao cho tồn tại các số nguyên dương \displaystyle a,b thỏa mãn \displaystyle \dfrac{a+b}{p} và \displaystyle \dfrac{a^n + b^n}{p^2} là các số nguyên nguyên tố cùng nhau với \displaystyle p. Nếu \displaystyle A_n hữu hạn, gọi \displaystyle f(n) là số phần tử của nó.
a) Chứng minh \displaystyle A_n hữu hạn khi và chỉ khi \displaystyle n \not = 2.
b) Cho \displaystyle m,k là các số nguyên dương lẻ và \displaystyle d=(m,k). Chứng minh
\displaystyle f(d) \leq f(k) + f(m) - f(km) \leq 2 f(d).
Bài 2. Cho \displaystyle n, \displaystyle k là các số nguyên dương và tập
\displaystyle T = \{ (x,y,z) \in \mathbb{N}^3 \mid 1 \leq x,y,z \leq n \}.
Biết \displaystyle 3n^2 - 3n + 1 + k điểm của \displaystyle T được tô đỏ sao cho nếu \displaystyle P, \displaystyle Q là các điểm đỏ và \displaystyle PQ song song với một trong các trục thì tất cả các điểm thuộc PQ đều được tô đỏ. Chứng minh tồn tại ít nhất k hình lập phương đơn vị mà tất cả các đỉnh của chúng đều mang màu đỏ.
Bài 3. Cho \displaystyle q là số nguyên dương không phải là lập phương của một số nguyên. Chứng minh tồn tại hằng số dương \displaystyle C sao cho với mỗi số nguyên dương \displaystyle n, ta có \displaystyle \{ nq^{\frac{1}{3}} \} + \{ nq^{\frac{2}{3}} \} \geq Cn^{-\frac{1}{2}}.

Continue reading “Đề thi chọn HSG Quốc gia của Trung Quốc năm 2018 (China MO 2018)”

IMO 2014 Shortlist – Number theory


Bài 1. Cho số nguyên \displaystyle n \ge 2, và tập \displaystyle A_n = \{2^n - 2^k\mid k \in \mathbb{Z},\, 0 \le k < n\}. Xác định số nguyên dương lớn nhất không thể viết thành tổng của một hoặc một vài phần tử (không nhất thiết phân biệt) của \displaystyle A_n.
Bài 2. Tìm tất cả các cặp số nguyên dương \displaystyle (x, y) sao cho \displaystyle \sqrt[3]{7x^2-13xy+7y^2}=|x-y|+1.
Bài 3. Với mỗi số nguyên dương \displaystyle n, ngân hàng phát hành các đồng xu với mệnh giá \displaystyle \frac{1}{n}. Cho một họ hữu hạn các đồng xu như vậy (không nhất thiết các đồng xu có mệnh giá khác nhau) sao cho tổng các mệnh giá của các đồng xu không vượt quá \displaystyle 99+\frac{1}{2}. Chứng minh rằng có thể chia họ này thành không quá \displaystyle 100 nhóm, sao cho tổng mệnh giá của các đồng xu trong mỗi nhóm không vượt quá \displaystyle 1.
Bài 4. Cho số nguyên \displaystyle n > 1 và dãy số \displaystyle (a_k )_{k\ge 1} xác định bởi \displaystyle a_k=\left[\frac{n^k}{k}\right],\,\,\forall k\geq 1. Chứng minh rằng dãy số \displaystyle (a_k )_{k\ge 1} chứa vô hạn số hạng lẻ.
Bài 5. Tìm tất cả các số nguyên tố \displaystyle p và các cặp số nguyên dương \displaystyle (x, y) sao cho \displaystyle x^{p -1} + y và \displaystyle x + y^ {p -1} đều là các lũy thừa của \displaystyle p.
Bài 6. Cho \displaystyle a_1 < a_2 < \cdots <a_n là các số nguyên dương đôi một nguyên tố cùng nhau sao cho \displaystyle a_1 là số nguyên tố và \displaystyle a_1 \ge n + 2. Trên đoạn \displaystyle I = [0, a_1 a_2 \cdots a_n ] của trục số, đánh dấu tất cả các số nguyên chia hết cho ít nhất một trong các số \displaystyle a_1, \displaystyle a_2, \displaystyle \ldots, \displaystyle a_n. Các điểm này chia \displaystyle I thành các đoạn nhỏ hơn. Chứng minh rằng tổng bình phương của các độ dài của các đoạn đó chia hết cho \displaystyle a_1. Continue reading “IMO 2014 Shortlist – Number theory”