IMO 2001
6 problems with complete solutions · Official problem paper (PDF)
Problem 1
Let \(ABC\) be an acute-angled triangle with circumcentre \(O\). Let \(P\) on \(BC\) be the foot of the altitude from \(A\).
Suppose that \(\angle BCA \ge \angle ABC + 30^\circ\).
Prove that \(\angle CAB + \angle COP < 90^\circ\).
Problem 2
Prove that \[ \frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ca}}+ \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}}\geq 1 \] for all positive real numbers \(a\), \(b\) and \(c\).
Problem 3
Twenty-one girls and twenty-one boys took part in a mathematical contest.
- Each contestant solved at most six problems.
- For each girl and each boy, at least one problem was solved by both of them.
Prove that there was a problem that was solved by at least three girls and at least three boys.
Problem 4
Let \(n\) be an odd integer greater than 1, and let \(k_1,k_2,\ldots,k_n\) be given integers. For each of the \(n!\) permutations \(a=(a_1,a_2,\ldots,a_n)\) of \(1,2,\ldots,n\), let \[ S(a)=\sum_{i=1}^{n}k_i a_i. \] Prove that there are two permutations \(b\) and \(c\), \(b\ne c\), such that \(n!\) is a divisor of \(S(b)-S(c)\).
Problem 5
In a triangle \(ABC\), let \(AP\) bisect \(\angle BAC\), with \(P\) on \(BC\), and let \(BQ\) bisect \(\angle ABC\), with \(Q\) on \(CA\).
It is known that \(\angle BAC=60^\circ\) and that \(AB+BP=AQ+QB\).
What are the possible angles of triangle \(ABC\)?
Problem 6
Let \(a,b,c,d\) be integers with \(a>b>c>d>0\). Suppose that \[ ac+bd=(b+d+a-c)(b+d-a+c). \] Prove that \(ab+cd\) is not prime.
IMO 2001
6 Aufgaben mit vollständigen Lösungen · Offizielles Aufgabenblatt (PDF)
Aufgabe 1
Sei \(ABC\) ein spitzwinkliges Dreieck mit Umkreismittelpunkt \(O\). Sei \(P\) auf \(BC\) der Fußpunkt der Höhe von \(A\).
Es gelte \(\angle BCA \ge \angle ABC + 30^\circ\).
Man beweise, dass \(\angle CAB + \angle COP < 90^\circ\).
Aufgabe 2
Man beweise, dass \[ \frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ca}}+ \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}}\geq 1 \] für alle positiven reellen Zahlen \(a\), \(b\) und \(c\) gilt.
Aufgabe 3
Einundzwanzig Mädchen und einundzwanzig Jungen nahmen an einem Mathematikwettbewerb teil.
- Jeder Teilnehmer löste höchstens sechs Aufgaben.
- Für jedes Mädchen und jeden Jungen gab es mindestens eine Aufgabe, die beide gelöst hatten.
Man beweise, dass es eine Aufgabe gab, die von mindestens drei Mädchen und mindestens drei Jungen gelöst wurde.
Aufgabe 4
Sei \(n\) eine ungerade ganze Zahl größer als 1, und seien \(k_1,k_2,\ldots,k_n\) gegebene ganze Zahlen. Für jede der \(n!\) Permutationen \(a=(a_1,a_2,\ldots,a_n)\) von \(1,2,\ldots,n\) sei \[ S(a)=\sum_{i=1}^{n}k_i a_i. \] Man beweise, dass es zwei Permutationen \(b\) und \(c\), \(b\ne c\), gibt, sodass \(n!\) ein Teiler von \(S(b)-S(c)\) ist.
Aufgabe 5
In einem Dreieck \(ABC\) halbiere \(AP\) den Winkel \(\angle BAC\), wobei \(P\) auf \(BC\) liegt, und \(BQ\) halbiere den Winkel \(\angle ABC\), wobei \(Q\) auf \(CA\) liegt.
Es ist bekannt, dass \(\angle BAC=60^\circ\) und \(AB+BP=AQ+QB\) gelten.
Welche Winkel kann das Dreieck \(ABC\) haben?
Aufgabe 6
Seien \(a,b,c,d\) ganze Zahlen mit \(a>b>c>d>0\). Es gelte \[ ac+bd=(b+d+a-c)(b+d-a+c). \] Man beweise, dass \(ab+cd\) keine Primzahl ist.
IMO 2001
6 soru, tam çözümleriyle · Resmi soru kâğıdı (PDF)
Soru 1
Çevrel çemberinin merkezi \(O\) olan dar açılı bir \(ABC\) üçgeni verilsin. \(A\)'dan çizilen yüksekliğin \(BC\) üzerindeki ayağı \(P\) olsun.
\(\angle BCA \ge \angle ABC + 30^\circ\) olduğunu varsayalım.
\(\angle CAB + \angle COP < 90^\circ\) olduğunu kanıtlayınız.
Soru 2
Tüm pozitif \(a\), \(b\) ve \(c\) gerçel sayıları için \[ \frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ca}}+ \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}}\geq 1 \] olduğunu kanıtlayınız.
Soru 3
Bir matematik yarışmasına yirmi bir kız ve yirmi bir erkek katılmıştır.
- Her yarışmacı en fazla altı soru çözmüştür.
- Her kız ve her erkek için, ikisinin de çözdüğü en az bir soru vardır.
En az üç kızın ve en az üç erkeğin çözdüğü bir soru olduğunu kanıtlayınız.
Soru 4
\(n\), 1'den büyük bir tek tam sayı ve \(k_1,k_2,\ldots,k_n\) verilmiş tam sayılar olsun. \(1,2,\ldots,n\) sayılarının \(n!\) tane \(a=(a_1,a_2,\ldots,a_n)\) permütasyonunun her biri için \[ S(a)=\sum_{i=1}^{n}k_i a_i \] olsun. \(n!\)'in \(S(b)-S(c)\)'yi böldüğü, \(b\ne c\) koşulunu sağlayan iki \(b\) ve \(c\) permütasyonu bulunduğunu kanıtlayınız.
Soru 5
Bir \(ABC\) üçgeninde, \(BC\) üzerinde bulunan \(P\) noktası için \(AP\), \(\angle BAC\)'ın açıortayı; \(CA\) üzerinde bulunan \(Q\) noktası için de \(BQ\), \(\angle ABC\)'nin açıortayı olsun.
\(\angle BAC=60^\circ\) ve \(AB+BP=AQ+QB\) olduğu bilinmektedir.
\(ABC\) üçgeninin açıları hangi değerleri alabilir?
Soru 6
\(a,b,c,d\), \(a>b>c>d>0\) koşulunu sağlayan tam sayılar olsun. \[ ac+bd=(b+d+a-c)(b+d-a+c) \] olduğunu varsayalım. \(ab+cd\)'nin asal olmadığını kanıtlayınız.
IMO 2001
6 problemas con soluciones completas · Enunciado oficial (PDF)
Problema 1
Sea \(ABC\) un triángulo acutángulo de circuncentro \(O\). Sea \(P\), sobre \(BC\), el pie de la altura trazada desde \(A\).
Supongamos que \(\angle BCA \ge \angle ABC + 30^\circ\).
Demostrar que \(\angle CAB + \angle COP < 90^\circ\).
Problema 2
Demostrar que \[ \frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ca}}+ \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}}\geq 1 \] para todos los números reales positivos \(a\), \(b\) y \(c\).
Problema 3
Veintiuna chicas y veintiún chicos participaron en un concurso de matemáticas.
- Cada participante resolvió a lo sumo seis problemas.
- Para cada chica y cada chico, hubo al menos un problema que ambos resolvieron.
Demostrar que hubo un problema que resolvieron al menos tres chicas y al menos tres chicos.
Problema 4
Sea \(n\) un entero impar mayor que 1, y sean \(k_1,k_2,\ldots,k_n\) enteros dados. Para cada una de las \(n!\) permutaciones \(a=(a_1,a_2,\ldots,a_n)\) de \(1,2,\ldots,n\), sea \[ S(a)=\sum_{i=1}^{n}k_i a_i. \] Demostrar que existen dos permutaciones \(b\) y \(c\), \(b\ne c\), tales que \(n!\) es un divisor de \(S(b)-S(c)\).
Problema 5
En un triángulo \(ABC\), sea \(AP\) la bisectriz de \(\angle BAC\), con \(P\) sobre \(BC\), y sea \(BQ\) la bisectriz de \(\angle ABC\), con \(Q\) sobre \(CA\).
Se sabe que \(\angle BAC=60^\circ\) y que \(AB+BP=AQ+QB\).
¿Cuáles son los posibles ángulos del triángulo \(ABC\)?
Problema 6
Sean \(a,b,c,d\) enteros tales que \(a>b>c>d>0\). Supongamos que \[ ac+bd=(b+d+a-c)(b+d-a+c). \] Demostrar que \(ab+cd\) no es primo.
IMO 2001
6 道题及完整解答 · 官方试卷 (PDF)
问题 1
设 \(ABC\) 是一个锐角三角形,其外心为 \(O\)。设 \(P\) 为从 \(A\) 向 \(BC\) 所作高的垂足。
已知 \(\angle BCA \ge \angle ABC + 30^\circ\)。
证明:\(\angle CAB + \angle COP < 90^\circ\)。
问题 2
证明 \[ \frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ca}}+ \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}}\geq 1 \] 对所有正实数 \(a\)、\(b\) 和 \(c\) 都成立。
问题 3
二十一名女生和二十一名男生参加了一次数学竞赛。
- 每名参赛者至多解出了六道题。
- 对每一名女生和每一名男生,都至少有一道题是他们两人都解出的。
证明:有一道题至少有三名女生和三名男生解出。
问题 4
设 \(n\) 为大于 1 的奇数,\(k_1,k_2,\ldots,k_n\) 为给定的整数。对于 \(1,2,\ldots,n\) 的 \(n!\) 个排列 \(a=(a_1,a_2,\ldots,a_n)\) 中的每一个,令 \[ S(a)=\sum_{i=1}^{n}k_i a_i. \] 证明:存在两个排列 \(b\) 和 \(c\),\(b\ne c\),使得 \(n!\) 整除 \(S(b)-S(c)\)。
问题 5
在三角形 \(ABC\) 中,设 \(AP\) 平分 \(\angle BAC\),其中 \(P\) 在 \(BC\) 上;设 \(BQ\) 平分 \(\angle ABC\),其中 \(Q\) 在 \(CA\) 上。
已知 \(\angle BAC=60^\circ\),且 \(AB+BP=AQ+QB\)。
三角形 \(ABC\) 的各角可能是多少?
问题 6
设 \(a,b,c,d\) 为整数,且 \(a>b>c>d>0\)。已知 \[ ac+bd=(b+d+a-c)(b+d-a+c). \] 证明:\(ab+cd\) 不是素数。
IMO 2001
6 задач с полными решениями · Официальный текст задач (PDF)
Задача 1
Пусть \(ABC\) — остроугольный треугольник с центром описанной окружности \(O\). Пусть \(P\) — основание высоты, проведённой из \(A\) на \(BC\).
Предположим, что \(\angle BCA \ge \angle ABC + 30^\circ\).
Докажите, что \(\angle CAB + \angle COP < 90^\circ\).
Задача 2
Докажите, что \[ \frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ca}}+ \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}}\geq 1 \] для любых положительных действительных чисел \(a\), \(b\) и \(c\).
Задача 3
В математической олимпиаде участвовали двадцать одна девочка и двадцать один мальчик.
- Каждый участник решил не более шести задач.
- Для каждой девочки и каждого мальчика нашлась хотя бы одна задача, которую решили они оба.
Докажите, что нашлась задача, которую решили не менее трёх девочек и не менее трёх мальчиков.
Задача 4
Пусть \(n\) — нечётное целое число, большее 1, а \(k_1,k_2,\ldots,k_n\) — заданные целые числа. Для каждой из \(n!\) перестановок \(a=(a_1,a_2,\ldots,a_n)\) чисел \(1,2,\ldots,n\) положим \[ S(a)=\sum_{i=1}^{n}k_i a_i. \] Докажите, что существуют две перестановки \(b\) и \(c\), \(b\ne c\), для которых \(n!\) является делителем \(S(b)-S(c)\).
Задача 5
В треугольнике \(ABC\) отрезок \(AP\) — биссектриса \(\angle BAC\), причём \(P\) лежит на \(BC\), а отрезок \(BQ\) — биссектриса \(\angle ABC\), причём \(Q\) лежит на \(CA\).
Известно, что \(\angle BAC=60^\circ\) и \(AB+BP=AQ+QB\).
Какими могут быть углы треугольника \(ABC\)?
Задача 6
Пусть \(a,b,c,d\) — целые числа, для которых \(a>b>c>d>0\). Предположим, что \[ ac+bd=(b+d+a-c)(b+d-a+c). \] Докажите, что \(ab+cd\) не является простым числом.
IMO 2001
6 مسائل مع حلول كاملة · ورقة المسائل الرسمية (PDF)
المسألة 1
ليكن \(ABC\) مثلثًا حاد الزوايا، ولتكن \(O\) مركز دائرته المحيطة. ولتكن \(P\) قدم الارتفاع النازل من \(A\) على \(BC\).
افترض أن \(\angle BCA \ge \angle ABC + 30^\circ\).
أثبت أن \(\angle CAB + \angle COP < 90^\circ\).
المسألة 2
أثبت أن \[ \frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ca}}+ \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}}\geq 1 \] لجميع الأعداد الحقيقية الموجبة \(a\)، و\(b\)، و\(c\).
المسألة 3
شاركت إحدى وعشرون فتاة وواحد وعشرون فتى في مسابقة رياضية.
- حل كل متسابق ست مسائل على الأكثر.
- لكل فتاة ولكل فتى، توجد مسألة واحدة على الأقل حلها كلاهما.
أثبت أن هناك مسألة حلها ما لا يقل عن ثلاث فتيات وثلاثة فتيان.
المسألة 4
ليكن \(n\) عددًا صحيحًا فرديًا أكبر من 1، ولتكن \(k_1,k_2,\ldots,k_n\) أعدادًا صحيحة معطاة. لكل تبديل \(a=(a_1,a_2,\ldots,a_n)\) من تبديلات \(1,2,\ldots,n\) البالغ عددها \(n!\)، نضع \[ S(a)=\sum_{i=1}^{n}k_i a_i. \] أثبت وجود تبديلين \(b\) و\(c\)، حيث \(b\ne c\)، بحيث يكون \(n!\) قاسمًا لـ \(S(b)-S(c)\).
المسألة 5
في مثلث \(ABC\)، ليكن \(AP\) منصفًا للزاوية \(\angle BAC\)، حيث تقع \(P\) على \(BC\)، وليكن \(BQ\) منصفًا للزاوية \(\angle ABC\)، حيث تقع \(Q\) على \(CA\).
من المعلوم أن \(\angle BAC=60^\circ\) وأن \(AB+BP=AQ+QB\).
ما القيم الممكنة لزوايا المثلث \(ABC\)؟
المسألة 6
لتكن \(a,b,c,d\) أعدادًا صحيحة تحقق \(a>b>c>d>0\). افترض أن \[ ac+bd=(b+d+a-c)(b+d-a+c). \] أثبت أن \(ab+cd\) ليس عددًا أوليًا.