IMO 1967
6 problems with complete solutions · Official problem paper (PDF)
Problem 1
Let \(ABCD\) be a parallelogram with side lengths \(AB = a, AD = 1\), and with \(\angle BAD = \alpha\). If \(\triangle ABD\) is acute, prove that the four circles of radius \(1\) with centers \(A, B, C, D\) cover the parallelogram if and only if \[ a \le \cos \alpha + \sqrt{3}\sin \alpha. \]
Problem 2
Prove that if one and only one edge of a tetrahedron is greater than 1, then its volume is \(\le 1/8\).
Problem 3
Let \(k,m,n\) be natural numbers such that \(m+k+1\) is a prime greater than \(n+1\). Let \(c_s=s(s+1)\). Prove that the product \[ (c_{m+1}-c_k)(c_{m+2}-c_k)\cdots(c_{m+n}-c_k) \] is divisible by the product \(c_1c_2\cdots c_n\).
Problem 4
Let \(A_0B_0C_0\) and \(A_1B_1C_1\) be any two acute-angled triangles. Consider all triangles \(ABC\) that are similar to \(\Delta A_1B_1C_1\) (so that vertices \(A_1,B_1,C_1\) correspond to vertices \(A,B,C\), respectively) and circumscribed about triangle \(A_0B_0C_0\) (where \(A_0\) lies on \(BC\), \(B_0\) on \(CA\), and \(AC_0\) on \(AB\)). Of all such possible triangles, determine the one with maximum area, and construct it.
Problem 5
Consider the sequence \(\{c_n\}\), where \[ \begin{aligned} c_1 &= a_1+a_2+\cdots+a_8\\ c_2 &= a_1^2+a_2^2+\cdots+a_8^2\\ &\quad\cdots\\ c_n &= a_1^n+a_2^n+\cdots+a_8^n\\ &\quad\cdots \end{aligned} \] in which \(a_1,a_2,\cdots,a_8\) are real numbers not all equal to zero. Suppose that an infinite number of terms of the sequence \(\{c_n\}\) are equal to zero. Find all natural numbers \(n\) for which \(c_n=0\).
Problem 6
In a sports contest, there were \(m\) medals awarded on \(n\) successive days (\(n > 1\)). On the first day, one medal and \(1/7\) of the remaining \(m - 1\) medals were awarded. On the second day, two medals and \(1/7\) of the now remaining medals were awarded; and so on. On the \(n\)-th and last day, the remaining \(n\) medals were awarded. How many days did the contest last, and how many medals were awarded altogether?
IMO 1967
6 Aufgaben mit vollständigen Lösungen · Offizielles Aufgabenblatt (PDF)
Aufgabe 1
Es sei \(ABCD\) ein Parallelogramm mit den Seitenlängen \(AB = a, AD = 1\) und mit \(\angle BAD = \alpha\). Ist \(\triangle ABD\) spitzwinklig, so beweise, dass die vier Kreise mit Radius \(1\) und den Mittelpunkten \(A, B, C, D\) das Parallelogramm genau dann überdecken, wenn \[ a \le \cos \alpha + \sqrt{3}\sin \alpha. \]
Aufgabe 2
Beweise, dass das Volumen eines Tetraeders, bei dem genau eine Kante länger als 1 ist, \(\le 1/8\) ist.
Aufgabe 3
Es seien \(k,m,n\) natürliche Zahlen, sodass \(m+k+1\) eine Primzahl größer als \(n+1\) ist. Es sei \(c_s=s(s+1)\). Beweise, dass das Produkt \[ (c_{m+1}-c_k)(c_{m+2}-c_k)\cdots(c_{m+n}-c_k) \] durch das Produkt \(c_1c_2\cdots c_n\) teilbar ist.
Aufgabe 4
Es seien \(A_0B_0C_0\) und \(A_1B_1C_1\) zwei beliebige spitzwinklige Dreiecke. Betrachte alle Dreiecke \(ABC\), die zu \(\Delta A_1B_1C_1\) ähnlich sind (wobei die Eckpunkte \(A_1,B_1,C_1\) den Eckpunkten \(A,B,C\) in dieser Reihenfolge entsprechen) und dem Dreieck \(A_0B_0C_0\) umbeschrieben sind (wobei \(A_0\) auf \(BC\), \(B_0\) auf \(CA\) und \(AC_0\) auf \(AB\) liegt). Bestimme unter allen solchen möglichen Dreiecken dasjenige mit dem größten Flächeninhalt und konstruiere es.
Aufgabe 5
Betrachte die Folge \(\{c_n\}\), wobei \[ \begin{aligned} c_1 &= a_1+a_2+\cdots+a_8\\ c_2 &= a_1^2+a_2^2+\cdots+a_8^2\\ &\quad\cdots\\ c_n &= a_1^n+a_2^n+\cdots+a_8^n\\ &\quad\cdots \end{aligned} \] und \(a_1,a_2,\cdots,a_8\) reelle Zahlen sind, die nicht alle gleich null sind. Es sei vorausgesetzt, dass unendlich viele Glieder der Folge \(\{c_n\}\) gleich null sind. Bestimme alle natürlichen Zahlen \(n\), für die \(c_n=0\) gilt.
Aufgabe 6
Bei einem Sportwettkampf wurden an \(n\) aufeinanderfolgenden Tagen (\(n > 1\)) insgesamt \(m\) Medaillen vergeben. Am ersten Tag wurden eine Medaille und \(1/7\) der verbleibenden \(m - 1\) Medaillen vergeben. Am zweiten Tag wurden zwei Medaillen und \(1/7\) der nun verbleibenden Medaillen vergeben; und so weiter. Am \(n\)-ten und letzten Tag wurden die verbleibenden \(n\) Medaillen vergeben. Wie viele Tage dauerte der Wettkampf, und wie viele Medaillen wurden insgesamt vergeben?
IMO 1967
6 soru, tam çözümleriyle · Resmi soru kâğıdı (PDF)
Soru 1
Kenar uzunlukları \(AB = a, AD = 1\) ve \(\angle BAD = \alpha\) olan bir \(ABCD\) paralelkenarı verilsin. \(\triangle ABD\) dar açılı ise, merkezleri \(A, B, C, D\) noktaları olan \(1\) yarıçaplı dört çemberin paralelkenarı örtmesi için gerek ve yeter koşulun \[ a \le \cos \alpha + \sqrt{3}\sin \alpha \] olduğunu kanıtlayınız.
Soru 2
Bir dörtyüzlünün bir ve yalnız bir ayrıtının uzunluğu 1'den büyük ise hacminin \(\le 1/8\) olduğunu kanıtlayınız.
Soru 3
\(k,m,n\), \(m+k+1\) sayısı \(n+1\)'den büyük bir asal sayı olacak şekilde doğal sayılar olsun. \(c_s=s(s+1)\) olarak tanımlansın. \[ (c_{m+1}-c_k)(c_{m+2}-c_k)\cdots(c_{m+n}-c_k) \] çarpımının \(c_1c_2\cdots c_n\) çarpımına bölünebildiğini kanıtlayınız.
Soru 4
\(A_0B_0C_0\) ve \(A_1B_1C_1\) herhangi iki dar açılı üçgen olsun. \(\Delta A_1B_1C_1\) üçgenine benzer (\(A_1,B_1,C_1\) köşeleri sırasıyla \(A,B,C\) köşelerine karşılık gelecek şekilde) ve \(A_0B_0C_0\) üçgenini dıştan çevreleyen (\(A_0\), \(BC\) üzerinde; \(B_0\), \(CA\) üzerinde ve \(AC_0\), \(AB\) üzerinde olacak şekilde) tüm \(ABC\) üçgenlerini ele alalım. Bu koşulları sağlayan tüm üçgenler arasında alanı en büyük olanı belirleyiniz ve çiziniz.
Soru 5
\(\{c_n\}\) dizisini ele alalım; burada \[ \begin{aligned} c_1 &= a_1+a_2+\cdots+a_8\\ c_2 &= a_1^2+a_2^2+\cdots+a_8^2\\ &\quad\cdots\\ c_n &= a_1^n+a_2^n+\cdots+a_8^n\\ &\quad\cdots \end{aligned} \] olup \(a_1,a_2,\cdots,a_8\) hepsi birden sıfır olmayan gerçel sayılardır. \(\{c_n\}\) dizisinin sonsuz sayıda teriminin sıfıra eşit olduğunu varsayalım. \(c_n=0\) olan tüm \(n\) doğal sayılarını bulunuz.
Soru 6
Bir spor yarışmasında art arda \(n\) gün boyunca \(m\) madalya dağıtılmıştır (\(n > 1\)). İlk gün bir madalya ve kalan \(m - 1\) madalyanın \(1/7\)'si dağıtılmıştır. İkinci gün iki madalya ve bundan sonra kalan madalyaların \(1/7\)'si dağıtılmış; sonraki günlerde de aynı biçimde devam edilmiştir. \(n\). ve son gün, kalan \(n\) madalya dağıtılmıştır. Yarışma kaç gün sürmüş ve toplam kaç madalya dağıtılmıştır?
IMO 1967
6 problemas con soluciones completas · Enunciado oficial (PDF)
Problema 1
Sea \(ABCD\) un paralelogramo cuyos lados tienen longitudes \(AB = a, AD = 1\), y tal que \(\angle BAD = \alpha\). Si \(\triangle ABD\) es acutángulo, demuestre que los cuatro círculos de radio \(1\) con centros en \(A, B, C, D\) cubren el paralelogramo si y solo si \[ a \le \cos \alpha + \sqrt{3}\sin \alpha. \]
Problema 2
Demuestre que, si una y solo una arista de un tetraedro es mayor que 1, entonces su volumen es \(\le 1/8\).
Problema 3
Sean \(k,m,n\) números naturales tales que \(m+k+1\) es un número primo mayor que \(n+1\). Sea \(c_s=s(s+1)\). Demuestre que el producto \[ (c_{m+1}-c_k)(c_{m+2}-c_k)\cdots(c_{m+n}-c_k) \] es divisible por el producto \(c_1c_2\cdots c_n\).
Problema 4
Sean \(A_0B_0C_0\) y \(A_1B_1C_1\) dos triángulos acutángulos cualesquiera. Considere todos los triángulos \(ABC\) semejantes a \(\Delta A_1B_1C_1\) (de modo que los vértices \(A_1,B_1,C_1\) correspondan a los vértices \(A,B,C\), respectivamente) y circunscritos al triángulo \(A_0B_0C_0\) (donde \(A_0\) se encuentra en \(BC\), \(B_0\) en \(CA\) y \(AC_0\) en \(AB\)). De entre todos esos triángulos posibles, determine el de área máxima y constrúyalo.
Problema 5
Considere la sucesión \(\{c_n\}\), donde \[ \begin{aligned} c_1 &= a_1+a_2+\cdots+a_8\\ c_2 &= a_1^2+a_2^2+\cdots+a_8^2\\ &\quad\cdots\\ c_n &= a_1^n+a_2^n+\cdots+a_8^n\\ &\quad\cdots \end{aligned} \] y \(a_1,a_2,\cdots,a_8\) son números reales no todos iguales a cero. Suponga que una cantidad infinita de términos de la sucesión \(\{c_n\}\) son iguales a cero. Halle todos los números naturales \(n\) para los que \(c_n=0\).
Problema 6
En una competición deportiva se entregaron \(m\) medallas a lo largo de \(n\) días consecutivos (\(n > 1\)). El primer día se entregaron una medalla y \(1/7\) de las \(m - 1\) medallas restantes. El segundo día se entregaron dos medallas y \(1/7\) de las medallas que quedaban entonces; y así sucesivamente. El día \(n\)-ésimo y último se entregaron las \(n\) medallas restantes. ¿Cuántos días duró la competición y cuántas medallas se entregaron en total?
IMO 1967
6 道题及完整解答 · 官方试卷 (PDF)
问题 1
设 \(ABCD\) 是一个平行四边形,其边长为 \(AB = a, AD = 1\),且 \(\angle BAD = \alpha\)。若 \(\triangle ABD\) 是锐角三角形,证明:以 \(A, B, C, D\) 为圆心、半径为 \(1\) 的四个圆覆盖该平行四边形,当且仅当 \[ a \le \cos \alpha + \sqrt{3}\sin \alpha. \]
问题 2
证明:如果一个四面体有且仅有一条棱的长度大于 1,那么它的体积 \(\le 1/8\)。
问题 3
设 \(k,m,n\) 为自然数,且 \(m+k+1\) 是大于 \(n+1\) 的素数。令 \(c_s=s(s+1)\)。证明乘积 \[ (c_{m+1}-c_k)(c_{m+2}-c_k)\cdots(c_{m+n}-c_k) \] 能被乘积 \(c_1c_2\cdots c_n\) 整除。
问题 4
设 \(A_0B_0C_0\) 和 \(A_1B_1C_1\) 为任意两个锐角三角形。考虑所有与 \(\Delta A_1B_1C_1\) 相似(顶点 \(A_1,B_1,C_1\) 分别对应于顶点 \(A,B,C\))且外接于三角形 \(A_0B_0C_0\) 的三角形 \(ABC\)(其中 \(A_0\) 在 \(BC\) 上,\(B_0\) 在 \(CA\) 上,\(AC_0\) 在 \(AB\) 上)。在所有这样的三角形中,确定面积最大的一个,并将它作出。
问题 5
考虑数列 \(\{c_n\}\),其中 \[ \begin{aligned} c_1 &= a_1+a_2+\cdots+a_8\\ c_2 &= a_1^2+a_2^2+\cdots+a_8^2\\ &\quad\cdots\\ c_n &= a_1^n+a_2^n+\cdots+a_8^n\\ &\quad\cdots \end{aligned} \] 且 \(a_1,a_2,\cdots,a_8\) 是不全为零的实数。假设数列 \(\{c_n\}\) 中有无穷多项等于零。求所有使 \(c_n=0\) 的自然数 \(n\)。
问题 6
在一次体育比赛中,连续 \(n\) 天共颁发了 \(m\) 枚奖牌(\(n > 1\))。第一天,先颁发一枚奖牌,再颁发剩余 \(m - 1\) 枚奖牌的 \(1/7\)。第二天,先颁发两枚奖牌,再颁发此时剩余奖牌的 \(1/7\);以后依此类推。在第 \(n\) 天,即最后一天,颁发了剩余的 \(n\) 枚奖牌。比赛共持续了多少天,总共颁发了多少枚奖牌?
IMO 1967
6 задач с полными решениями · Официальный текст задач (PDF)
Задача 1
Пусть \(ABCD\) — параллелограмм со сторонами \(AB = a, AD = 1\) и углом \(\angle BAD = \alpha\). Если \(\triangle ABD\) остроугольный, докажите, что четыре круга радиуса \(1\) с центрами \(A, B, C, D\) покрывают параллелограмм тогда и только тогда, когда \[ a \le \cos \alpha + \sqrt{3}\sin \alpha. \]
Задача 2
Докажите, что если ровно одно ребро тетраэдра больше 1, то его объём \(\le 1/8\).
Задача 3
Пусть \(k,m,n\) — натуральные числа, для которых \(m+k+1\) — простое число, большее \(n+1\). Пусть \(c_s=s(s+1)\). Докажите, что произведение \[ (c_{m+1}-c_k)(c_{m+2}-c_k)\cdots(c_{m+n}-c_k) \] делится на произведение \(c_1c_2\cdots c_n\).
Задача 4
Пусть \(A_0B_0C_0\) и \(A_1B_1C_1\) — любые два остроугольных треугольника. Рассмотрим все треугольники \(ABC\), подобные \(\Delta A_1B_1C_1\) (так что вершинам \(A_1,B_1,C_1\) соответствуют вершины \(A,B,C\)) и описанные около треугольника \(A_0B_0C_0\) (где \(A_0\) лежит на \(BC\), \(B_0\) — на \(CA\), а \(AC_0\) — на \(AB\)). Среди всех таких треугольников определите треугольник наибольшей площади и постройте его.
Задача 5
Рассмотрим последовательность \(\{c_n\}\), где \[ \begin{aligned} c_1 &= a_1+a_2+\cdots+a_8\\ c_2 &= a_1^2+a_2^2+\cdots+a_8^2\\ &\quad\cdots\\ c_n &= a_1^n+a_2^n+\cdots+a_8^n\\ &\quad\cdots \end{aligned} \] и \(a_1,a_2,\cdots,a_8\) — действительные числа, не все равные нулю. Предположим, что бесконечно много членов последовательности \(\{c_n\}\) равны нулю. Найдите все натуральные числа \(n\), для которых \(c_n=0\).
Задача 6
На спортивных соревнованиях в течение \(n\) последовательных дней (\(n > 1\)) было вручено \(m\) медалей. В первый день вручили одну медаль и \(1/7\) от оставшихся \(m - 1\) медалей. Во второй день вручили две медали и \(1/7\) от оставшихся после этого медалей; и так далее. В \(n\)-й, последний день вручили оставшиеся \(n\) медалей. Сколько дней длились соревнования и сколько всего медалей было вручено?
IMO 1967
6 مسائل مع حلول كاملة · ورقة المسائل الرسمية (PDF)
المسألة 1
ليكن \(ABCD\) متوازي أضلاع طولا ضلعيه \(AB = a, AD = 1\)، وفيه \(\angle BAD = \alpha\). إذا كان \(\triangle ABD\) حاد الزوايا، فأثبت أن الدوائر الأربع التي نصف قطر كل منها \(1\) ومراكزها \(A, B, C, D\) تغطي متوازي الأضلاع إذا وفقط إذا كان \[ a \le \cos \alpha + \sqrt{3}\sin \alpha. \]
المسألة 2
أثبت أنه إذا كان طول حرف واحد فقط من أحرف رباعي وجوه أكبر من 1، فإن حجمه \(\le 1/8\).
المسألة 3
لتكن \(k,m,n\) أعدادًا طبيعية بحيث يكون \(m+k+1\) عددًا أوليًا أكبر من \(n+1\). وليكن \(c_s=s(s+1)\). أثبت أن حاصل الضرب \[ (c_{m+1}-c_k)(c_{m+2}-c_k)\cdots(c_{m+n}-c_k) \] يقبل القسمة على حاصل الضرب \(c_1c_2\cdots c_n\).
المسألة 4
ليكن \(A_0B_0C_0\) و\(A_1B_1C_1\) مثلثين حادّي الزوايا كيفما كانا. نعتبر جميع المثلثات \(ABC\) المشابهة للمثلث \(\Delta A_1B_1C_1\) (بحيث تقابل الرؤوس \(A_1,B_1,C_1\) الرؤوس \(A,B,C\)، على الترتيب) والمحيطة بالمثلث \(A_0B_0C_0\) (حيث تقع \(A_0\) على \(BC\)، و\(B_0\) على \(CA\)، و\(AC_0\) على \(AB\)). من بين جميع هذه المثلثات الممكنة، حدّد المثلث ذا المساحة العظمى وأنشئه.
المسألة 5
نعتبر المتتالية \(\{c_n\}\)، حيث \[ \begin{aligned} c_1 &= a_1+a_2+\cdots+a_8\\ c_2 &= a_1^2+a_2^2+\cdots+a_8^2\\ &\quad\cdots\\ c_n &= a_1^n+a_2^n+\cdots+a_8^n\\ &\quad\cdots \end{aligned} \] وفيها \(a_1,a_2,\cdots,a_8\) أعداد حقيقية ليست كلها مساوية للصفر. افترض أن عددًا لا نهائيًا من حدود المتتالية \(\{c_n\}\) يساوي الصفر. أوجد جميع الأعداد الطبيعية \(n\) التي من أجلها \(c_n=0\).
المسألة 6
في مسابقة رياضية، وُزِّعت \(m\) ميدالية خلال \(n\) أيام متتالية (\(n > 1\)). في اليوم الأول، وُزِّعت ميدالية واحدة و\(1/7\) الميداليات الـ\(m - 1\) المتبقية. وفي اليوم الثاني، وُزِّعت ميداليتان و\(1/7\) الميداليات المتبقية بعد ذلك؛ وهكذا. وفي اليوم الـ\(n\) والأخير، وُزِّعت الميداليات الـ\(n\) المتبقية. كم يومًا استمرت المسابقة، وكم ميدالية وُزِّعت إجمالًا؟