IMO 2025
6 problems with complete solutions · Official problem paper (PDF)
Problem 1
A line in the plane is called sunny if it is not parallel to any of the \(x\)-axis, the \(y\)-axis, and the line \(x+y=0\).
Let \(n\geq 3\) be a given integer. Determine all nonnegative integers \(k\) such that there exist \(n\) distinct lines in the plane satisfying both of the following:
- for all positive integers \(a\) and \(b\) with \(a+b\leq n+1\), the point \((a,b)\) is on at least one of the lines; and
- exactly \(k\) of the \(n\) lines are sunny.
Problem 2
Let \(\Omega\) and \(\Gamma\) be circles with centres \(M\) and \(N\), respectively, such that the radius of \(\Omega\) is less than the radius of \(\Gamma\). Suppose circles \(\Omega\) and \(\Gamma\) intersect at two distinct points \(A\) and \(B\). Line \(MN\) intersects \(\Omega\) at \(C\) and \(\Gamma\) at \(D\), such that points \(C\), \(M\), \(N\) and \(D\) lie on the line in that order. Let \(P\) be the circumcentre of triangle \(ACD\). Line \(AP\) intersects \(\Omega\) again at \(E\ne A\). Line \(AP\) intersects \(\Gamma\) again at \(F\ne A\). Let \(H\) be the orthocentre of triangle \(PMN\).
Prove that the line through \(H\) parallel to \(AP\) is tangent to the circumcircle of triangle \(BEF\).
(The orthocentre of a triangle is the point of intersection of its altitudes.)
Problem 3
Let \(\mathbb{N}\) denote the set of positive integers. A function \(f:\mathbb{N}\to\mathbb{N}\) is said to be bonza if \[ f(a)\text{ divides }b^a-f(b)^{f(a)} \] for all positive integers \(a\) and \(b\).
Determine the smallest real constant \(c\) such that \(f(n)\leqslant cn\) for all bonza functions \(f\) and all positive integers \(n\).
Problem 4
A proper divisor of a positive integer \(N\) is a positive divisor of \(N\) other than \(N\) itself.
The infinite sequence \(a_1,a_2,\ldots\) consists of positive integers, each of which has at least three proper divisors. For each \(n\geq 1\), the integer \(a_{n+1}\) is the sum of the three largest proper divisors of \(a_n\).
Determine all possible values of \(a_1\).
Problem 5
Alice and Bazza are playing the inekoalaty game, a two-player game whose rules depend on a positive real number \(\lambda\) which is known to both players. On the \(n\)th turn of the game (starting with \(n=1\)) the following happens:
-
If \(n\) is odd, Alice chooses a nonnegative real number \(x_n\) such that \[ x_1+x_2+\cdots+x_n\leq \lambda n. \]
-
If \(n\) is even, Bazza chooses a nonnegative real number \(x_n\) such that \[ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2\leq n. \]
If a player cannot choose a suitable number \(x_n\), the game ends and the other player wins. If the game goes on forever, neither player wins. All chosen numbers are known to both players.
Determine all values of \(\lambda\) for which Alice has a winning strategy and all those for which Bazza has a winning strategy.
-
Problem 6
Consider a \(2025 \times 2025\) grid of unit squares. Matilda wishes to place on the grid some rectangular tiles, possibly of different sizes, such that each side of every tile lies on a grid line and every unit square is covered by at most one tile.
Determine the minimum number of tiles Matilda needs to place so that each row and each column of the grid has exactly one unit square that is not covered by any tile.
IMO 2025
6 Aufgaben mit vollständigen Lösungen · Offizielles Aufgabenblatt (PDF)
Aufgabe 1
Eine Gerade in der Ebene heiße sonnig, falls sie weder zur \(x\)-Achse noch zur \(y\)-Achse noch zur Geraden \(x+y=0\) parallel ist.
Gegeben sei eine ganze Zahl \(n\geq 3\). Man bestimme alle nichtnegativen ganzen Zahlen \(k\), sodass es \(n\) paarweise verschiedene Geraden in der Ebene gibt, welche die folgenden beiden Bedingungen erfüllen:
- Für alle positiven ganzen Zahlen \(a\) und \(b\) mit \(a+b\leq n+1\) liegt der Punkt \((a,b)\) auf mindestens einer der Geraden.
- Genau \(k\) der \(n\) Geraden sind sonnig.
Aufgabe 2
Es seien \(\Omega\) und \(\Gamma\) Kreise mit den Mittelpunkten \(M\) beziehungsweise \(N\), wobei der Radius von \(\Omega\) kleiner ist als der Radius von \(\Gamma\). Die Kreise \(\Omega\) und \(\Gamma\) schneiden einander in verschiedenen Punkten \(A\) und \(B\). Die Gerade \(MN\) schneide \(\Omega\) in \(C\) und \(\Gamma\) in \(D\), wobei die Punkte \(C\), \(M\), \(N\) und \(D\) in dieser Reihenfolge auf der Geraden liegen. Der Umkreismittelpunkt des Dreiecks \(ACD\) sei \(P\). Die Gerade \(AP\) schneide \(\Omega\) in einem weiteren Punkt \(E\neq A\). Die Gerade \(AP\) schneide \(\Gamma\) in einem weiteren Punkt \(F\neq A\). Der Höhenschnittpunkt des Dreiecks \(PMN\) sei \(H\).
Man beweise, dass die durch \(H\) verlaufende Parallele zu \(AP\) eine Tangente an den Umkreis des Dreiecks \(BEF\) ist.
Aufgabe 3
Die Menge der positiven ganzen Zahlen sei mit \(\mathbb{N}\) bezeichnet. Eine Funktion \(f:\mathbb{N}\to\mathbb{N}\) heiße bonzig, falls für alle positiven ganzen Zahlen \(a\) und \(b\) \[ f(a)\quad\text{ein Teiler von}\quad b^a-f(b)^{f(a)} \] ist.
Man bestimme die kleinste reelle Konstante \(c\), für die \(f(n)\leq cn\) für alle bonzigen Funktionen \(f\) und alle positiven ganzen Zahlen \(n\) gilt.
Aufgabe 4
Ein strenger Teiler einer positiven ganzen Zahl \(N\) ist ein von \(N\) verschiedener positiver Teiler von \(N\).
Die unendliche Folge \(a_1,a_2,\ldots\) besteht aus positiven ganzen Zahlen, von denen jede mindestens drei strenge Teiler besitzt. Für jedes \(n\geq 1\) ist \(a_{n+1}\) die Summe der drei größten strengen Teiler von \(a_n\).
Man bestimme alle möglichen Werte von \(a_1\).
Aufgabe 5
Alice und Bazza spielen das Inekoalaty-Spiel. Dabei handelt es sich um ein Spiel für zwei Personen, dessen Regeln von einer positiven reellen Zahl \(\lambda\) abhängen, die beiden Spielern bekannt ist. Beginnend mit \(n=1\) geschieht im \(n\)-ten Zug des Spiels Folgendes:
-
Ist \(n\) ungerade, dann wählt Alice eine nichtnegative reelle Zahl \(x_n\) mit \[ x_1+x_2+\cdots+x_n\leq\lambda n. \]
-
Ist \(n\) gerade, dann wählt Bazza eine nichtnegative reelle Zahl \(x_n\) mit \[ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2\leq n. \]
Kann ein Spieler keine passende Zahl \(x_n\) wählen, endet das Spiel und der andere Spieler gewinnt. Geht das Spiel unendlich lange, gewinnt keiner der Spieler. Beide Spieler kennen alle gewählten Zahlen.
Man bestimme alle Werte von \(\lambda\), für die Alice eine Gewinnstrategie besitzt, und alle Werte, für die Bazza eine Gewinnstrategie besitzt.
-
Aufgabe 6
Gegeben sei ein aus Einheitsquadraten bestehendes \((2025\times2025)\)-Spielbrett. Matilda möchte rechteckige Kacheln, die unterschiedliche Größen haben können, derart auf das Spielbrett legen, dass der Rand jeder Kachel entlang der Ränder von Einheitsquadraten verläuft und jedes Einheitsquadrat von höchstens einer Kachel überdeckt wird.
Man bestimme die kleinstmögliche Anzahl von Kacheln, die Matilda so auf dem Spielbrett platzieren kann, dass in jeder Zeile und in jeder Spalte genau ein Einheitsquadrat von keiner der Kacheln überdeckt ist.
IMO 2025
6 soru, tam çözümleriyle · Resmi soru kâğıdı (PDF)
Soru 1
Düzlemdeki bir doğru; \(x\)-ekseni, \(y\)-ekseni ve \(x+y=0\) doğrularının hiçbirine paralel değilse bu doğruya parlak diyelim.
\(n\geq 3\) verilmiş bir pozitif tam sayı olsun. Hangi \(k\) negatif olmayan tam sayıları için, düzlemde aşağıdaki koşulları sağlayan \(n\) farklı doğrunun bulunduğunu belirleyiniz:
- \(a+b\leq n+1\) koşulunu sağlayan tüm \(a,b\) pozitif tam sayıları için, \((a,b)\) noktası bu doğrulardan en az birinin üzerindedir;
- bu \(n\) tane doğrunun tam olarak \(k\) tanesi parlak doğrudur.
Soru 2
\(\Omega\) ve \(\Gamma\) çemberlerinin merkezleri sırasıyla \(M\) ve \(N\) olsun, ve \(\Omega\) çemberinin yarıçapı \(\Gamma\) çemberinin yarıçapından daha küçük olsun. \(\Omega\) ve \(\Gamma\) çemberleri birbirlerinden farklı \(A\) ve \(B\) noktalarında kesişiyor. \(MN\) doğrusu \(\Omega\) ile \(C\) noktasında ve \(\Gamma\) ile \(D\) noktasında, bu noktalar bulundukları doğru üzerinde \(C\), \(M\), \(N\) ve \(D\) sırası ile yer alacak şekilde kesişiyor. \(ACD\) üçgeninin çevrel çemberinin merkezi \(P\) olsun. \(AP\) doğrusunun \(\Omega\) ile ikinci kesişim noktası \(E\ne A\) olsun. \(AP\) doğrusunun \(\Gamma\) ile ikinci kesişim noktası \(F\ne A\) olsun. \(PMN\) üçgeninin diklik merkezi \(H\) olsun.
\(H\) noktasından geçen ve \(AP\) doğrusuna paralel olan doğrunun \(BEF\) üçgeninin çevrel çemberine teğet olduğunu gösteriniz.
(Bir üçgenin diklik merkezi, o üçgenin yüksekliklerinin kesişim noktasıdır.)
Soru 3
\(\mathbb{Z}^+\) pozitif tam sayıların kümesi olsun. Bir \(f:\mathbb{Z}^+\to\mathbb{Z}^+\) fonksiyonu, tüm \(a\) ve \(b\) pozitif tam sayıları için \[ f(a)\text{ böler }b^a-f(b)^{f(a)} \] koşulunu sağlıyorsa bu fonksiyona güzel diyelim.
Tüm güzel \(f\) fonksiyonları ve tüm \(n\) pozitif tam sayıları için \(f(n)\leq cn\) olmasını sağlayan en küçük \(c\) gerçel sabit sayısını bulunuz.
Soru 4
Bir \(a_1,a_2,\ldots\) sonsuz pozitif tam sayı dizisinde, her terimin en az üç tane kendisine eşit olmayan böleni vardır. Bu dizide, her \(n\geq 1\) için, \(a_{n+1}\) sayısı \(a_n\) sayısının kendisine eşit olmayan en büyük üç böleninin toplamına eşittir.
\(a_1\) sayısının alabileceği tüm değerleri bulunuz.
Soru 5
Aslı ve Betül bir Avustralya oyunu oynamaktadır, bu oyun iki kişiliktir ve kuralları her iki oyuncunun da bildiği bir \(\lambda\) pozitif gerçel sayısına bağlıdır. Oyunun \(n\). hamlesinde (\(n=1\) ile başlayarak) aşağıdaki hamleler yapılmaktadır:
- \(n\) tek sayı ise, Aslı \[ x_1+x_2+\cdots+x_n\leq\lambda n \] olacak şekilde bir \(x_n\) negatif olmayan gerçel sayısı seçmektedir.
- \(n\) çift sayı ise, Betül \[ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2\leq n \] olacak şekilde bir \(x_n\) negatif olmayan gerçel sayısı seçmektedir.
Kurallara uygun bir \(x_n\) sayısı seçemeyen oyuncu oyunu kaybediyor ve diğer oyuncu oyunu kazanıyor. Oyun sonsuza kadar devam ederse hiçbir oyuncu oyunu kazanmıyor. Her iki oyuncu da seçilen tüm sayıları bilmektedir.
\(\lambda\) sayısının hangi değerlerinde Aslı’nın kazanma stratejisinin bulunduğunu ve hangi değerlerinde Betül’ün kazanma stratejisinin bulunduğunu belirleyiniz.
Soru 6
Birim karelerden oluşan bir \(2025\times2025\) satranç tahtası verilmiştir. Zehra, bu satranç tahtasının üzerine bazı dikdörtgenler yerleştiriyor. Bu dikdörtgenlerin boyutları birbirinden farklı olabilir, her dikdörtgenin her kenarı bu satranç tahtasının birim karelerinin kenarlarını oluşturan doğrular üzerinde yer alıyor, ve her birim kare en fazla bir tane dikdörtgen tarafından kaplanıyor.
Zehra’nın bu tahtayı her satırda ve her sütunda hiçbir dikdörtgen tarafından kaplanmayan tam olarak bir birim kare bulunacak şekilde kaplayabilmesi için en az kaç tane dikdörtgen kullanması gerektiğini bulunuz.
IMO 2025
6 problemas con soluciones completas · Enunciado oficial (PDF)
Problema 1
Una recta del plano se llama soleada si no es paralela ni al eje \(x\), ni al eje \(y\), ni a la recta \(x+y=0\).
Sea \(n\geq 3\) un entero dado. Determine todos los enteros no negativos \(k\) para los que existen \(n\) rectas distintas del plano que satisfacen las dos condiciones siguientes:
- Para cualesquiera enteros positivos \(a\) y \(b\) con \(a+b\leq n+1\), el punto \((a,b)\) está en al menos una de estas rectas; y
- Exactamente \(k\) de estas \(n\) rectas son soleadas.
Problema 2
Sean \(\Omega\) y \(\Gamma\) circunferencias de centros \(M\) y \(N\), respectivamente, tales que el radio de \(\Omega\) es menor que el radio de \(\Gamma\). Supongamos que las circunferencias \(\Omega\) y \(\Gamma\) se cortan en dos puntos distintos \(A\) y \(B\). La recta \(MN\) corta a \(\Omega\) en \(C\) y a \(\Gamma\) en \(D\), de forma que los puntos \(C\), \(M\), \(N\) y \(D\) están sobre esa recta en ese orden. Sea \(P\) el circuncentro del triángulo \(ACD\). La recta \(AP\) corta de nuevo a \(\Omega\) en \(E\neq A\). La recta \(AP\) corta de nuevo a \(\Gamma\) en \(F\neq A\). Sea \(H\) el ortocentro del triángulo \(PMN\).
Demuestre que la recta paralela a \(AP\) que pasa por \(H\) es tangente al circuncírculo del triángulo \(BEF\).
(El ortocentro de un triángulo es el punto de intersección de sus alturas.)
Problema 3
Sea \(\mathbb{N}\) el conjunto de los enteros positivos. Una función \(f:\mathbb{N}\to\mathbb{N}\) se llama genial si \[ f(a)\text{ divide a }b^a-f(b)^{f(a)} \] para todos los enteros positivos \(a\) y \(b\).
Determine la menor constante real \(c\) tal que \(f(n)\leq cn\), para todas las funciones geniales \(f\) y todos los enteros positivos \(n\).
Problema 4
Un divisor propio de un entero positivo \(N\) es un divisor positivo de \(N\) distinto de \(N\).
La sucesión infinita \(a_1,a_2,\ldots\) consiste de enteros positivos, cada uno de los cuales tiene al menos tres divisores propios. Para cada \(n\geq 1\), el entero \(a_{n+1}\) es la suma de los tres mayores divisores propios de \(a_n\).
Determine todos los valores posibles de \(a_1\).
Problema 5
Alicia y Beto están jugando al juego del koala, un juego para dos jugadores cuyas reglas dependen de un número real positivo \(\lambda\), que ambos jugadores conocen. En el \(n\)-ésimo turno del juego (comenzando con \(n=1\)) ocurre lo siguiente:
-
Si \(n\) es impar, Alicia elige un número real no negativo \(x_n\) tal que \[ x_1+x_2+\cdots+x_n\leq\lambda n. \]
-
Si \(n\) es par, Beto elige un número real no negativo \(x_n\) tal que \[ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2\leq n. \]
Si uno de los jugadores ya no puede elegir un número \(x_n\), el juego termina y el otro jugador gana. Si el juego continúa indefinidamente, ninguno de los jugadores gana. Ambos jugadores siempre conocen los números elegidos.
Determine todos los valores de \(\lambda\) para los cuales Alicia tiene una estrategia ganadora, y todos los valores de \(\lambda\) para los cuales Beto tiene una estrategia ganadora.
-
Problema 6
Se considera una cuadrícula de \(2025\times2025\) cuadrados unitarios. Matilde desea colocar algunas fichas rectangulares sobre la cuadrícula, que pueden ser de tamaños distintos, de modo que cada lado de cada ficha se encuentra sobre una línea de la cuadrícula y cada cuadrado unitario está cubierto por a lo más una ficha.
Determine el número mínimo de fichas que Matilde necesita colocar de modo que cada fila y cada columna de la cuadrícula tiene exactamente un cuadrado unitario que no está cubierto por ninguna ficha.
IMO 2025
6 道题及完整解答 · 官方试卷 (PDF)
问题 1
称坐标平面上的一条直线为阳光的,如果它与 \(x\)-轴、\(y\)-轴和直线 \(x+y=0\) 均不平行。
给定整数 \(n\geq 3\)。求所有非负整数 \(k\),使得存在平面上两两不同的 \(n\) 条直线满足下面两个条件:
- 对所有满足 \(a+b\leq n+1\) 的正整数 \(a\) 和 \(b\),这 \(n\) 条直线中至少有一条经过点 \((a,b)\);
- 这 \(n\) 条直线中恰有 \(k\) 条是阳光的。
问题 2
设圆 \(\Omega\) 和圆 \(\Gamma\) 的圆心分别为点 \(M\) 和点 \(N\),且 \(\Omega\) 的半径小于 \(\Gamma\) 的半径。设两圆 \(\Omega\) 与 \(\Gamma\) 交于相异的两点 \(A,B\)。设直线 \(MN\) 与圆 \(\Omega\) 的交点之一为 \(C\),直线 \(MN\) 与圆 \(\Gamma\) 的交点之一为 \(D\),且点 \(C,M,N,D\) 在直线上顺次排列。记 \(P\) 为三角形 \(ACD\) 的外心。直线 \(AP\) 交圆 \(\Omega\) 于点 \(E\ne A\),直线 \(AP\) 交圆 \(\Gamma\) 于点 \(F\ne A\)。设点 \(H\) 为三角形 \(PMN\) 的垂心。
证明:过 \(H\) 且平行于 \(AP\) 的直线与三角形 \(BEF\) 的外接圆相切。
(三角形的垂心是三角形三条高所在直线的交点。)
问题 3
记 \(\mathbb{N}^*\) 是所有正整数构成的集合。一个函数 \(f:\mathbb{N}^*\to\mathbb{N}^*\) 称为超棒的,如果对任意正整数 \(a,b\),均有 \[ f(a)\text{ 整除 }b^a-f(b)^{f(a)}. \] 求最小的实数 \(c\),使得 \(f(n)\leq cn\) 对所有超棒的函数 \(f\) 和所有正整数 \(n\) 成立。
问题 4
正整数 \(N\) 的一个正因子称为 \(N\) 的“非自身因子”,如果它不等于 \(N\)。
无穷正整数序列 \(a_1,a_2,\ldots\) 满足,其每一项都至少有三个非自身因子,且对 \(n\geq 1\),\(a_{n+1}\) 是 \(a_n\) 的最大的三个非自身因子之和。
求 \(a_1\) 的所有可能值。
问题 5
甲乙两人玩一个双人游戏,其规则依赖于一个双方都知道的正实数 \(\lambda\)。在此游戏的第 \(n\) 轮(从 \(n=1\) 开始),玩家按照如下规则操作:
-
若 \(n\) 是奇数,甲选取一个非负实数 \(x_n\) 满足 \[ x_1+x_2+\cdots+x_n\leq\lambda n. \]
-
若 \(n\) 是偶数,乙选取一个非负实数 \(x_n\) 满足 \[ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2\leq n. \]
若某位玩家无法选取满足要求的 \(x_n\),则游戏结束且另一位玩家获胜。若此游戏可以永远进行下去,则两人皆不算获胜。双方都知道之前每一轮中选取过的数。
求所有使得甲有必胜策略的 \(\lambda\),并求所有使得乙有必胜策略的 \(\lambda\)。
-
问题 6
在一个由单位方格组成的 \(2025\times2025\) 方格表上放置若干(可能大小不同的)长方形瓷砖,使得每片瓷砖的边界都在方格表的网格线上,且每个单位方格至多被一片瓷砖覆盖。
若要使得方格表中每行与每列都恰有一个单位方格没有被瓷砖覆盖,求长方形瓷砖数量的最小可能值。
IMO 2025
6 задач с полными решениями · Официальный текст задач (PDF)
Задача 1
Прямая на плоскости называется солнечной, если она не параллельна ни одной из осей \(Ox\), \(Oy\) и прямой \(x+y=0\).
Дано целое число \(n\geq 3\). Определите все неотрицательные целые числа \(k\), такие, что на плоскости существует \(n\) различных прямых, удовлетворяющих следующим двум условиям:
- для всех положительных целых чисел \(a\) и \(b\), где \(a+b\leq n+1\), точка \((a,b)\) лежит хотя бы на одной из этих прямых;
- ровно \(k\) из этих \(n\) прямых являются солнечными.
Задача 2
Пусть \(\Omega\) и \(\Gamma\) – окружности с центрами \(M\) и \(N\) соответственно, такие, что радиус \(\Omega\) меньше радиуса \(\Gamma\). Предположим, что окружности \(\Omega\) и \(\Gamma\) пересекаются в двух различных точках \(A\) и \(B\). Прямая \(MN\) пересекает \(\Omega\) в точке \(C\), а \(\Gamma\) – в точке \(D\), так что точки \(C\), \(M\), \(N\) и \(D\) лежат на этой прямой в указанном порядке. Пусть \(P\) – центр описанной окружности треугольника \(ACD\). Прямая \(AP\) второй раз пересекает \(\Omega\) в точке \(E\ne A\). Прямая \(AP\) второй раз пересекает \(\Gamma\) в точке \(F\ne A\). Пусть \(H\) – ортоцентр треугольника \(PMN\).
Докажите, что прямая, проходящая через точку \(H\) и параллельная \(AP\), касается описанной окружности треугольника \(BEF\).
(Ортоцентр треугольника – это точка пересечения его высот.)
Задача 3
Пусть \(\mathbb N\) обозначает множество положительных целых чисел. Функция \(f:\mathbb N\to\mathbb N\) называется борзой, если \[ f(a)\text{ делит }b^a-f(b)^{f(a)} \] для всех положительных целых чисел \(a\) и \(b\).
Определите наименьшую действительную константу \(c\), такую, что \(f(n)\leq cn\) для всех борзых функций \(f\) и всех положительных целых чисел \(n\).
Задача 4
Собственным делителем положительного целого числа \(N\) называется положительный делитель числа \(N\), отличный от самого \(N\).
Бесконечная последовательность \(a_1,a_2,\ldots\) состоит из положительных целых чисел, каждое из которых имеет по крайней мере три собственных делителя. Для каждого \(n\geq 1\) число \(a_{n+1}\) равно сумме трёх наибольших собственных делителей числа \(a_n\).
Определите все возможные значения числа \(a_1\).
Задача 5
Алиса и Базза играют в игру коалация, игру для двух игроков, правила которой зависят от положительного действительного числа \(\lambda\), известного обоим игрокам. На \(n\)-ом ходу игры (начиная с \(n=1\)) происходит следующее:
-
Если \(n\) нечётно, то Алиса выбирает неотрицательное действительное число \(x_n\) такое, что \[ x_1+x_2+\cdots+x_n\leq\lambda n. \]
-
Если \(n\) чётно, то Базза выбирает неотрицательное действительное число \(x_n\) такое, что \[ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2\leq n. \]
Если игрок не может выбрать подходящее число \(x_n\), игра заканчивается и другой игрок выигрывает. Если игра продолжается бесконечно, ни один из игроков не выигрывает. Все выбранные числа известны обоим игрокам.
Определите все значения \(\lambda\), для которых у Алисы есть выигрышная стратегия, и все значения, для которых у Баззы есть выигрышная стратегия.
-
Задача 6
Рассмотрим сетку размером \(2025\times2025\) из единичных квадратов. Матильда хочет разместить на сетке несколько прямоугольных плиток, возможно, разных размеров, так, чтобы стороны каждой плитки лежали на линиях сетки, а каждый единичный квадрат был покрыт не более одной плиткой.
Определите минимальное количество плиток, которые Матильде нужно разместить так, чтобы в каждой строке и каждом столбце сетки был ровно один единичный квадрат, не покрытый ни одной плиткой.
IMO 2025
6 مسائل مع حلول كاملة · ورقة المسائل الرسمية (PDF)
المسألة 1
يُقال للمستقيم في المستوى أنه مشمس إذا كان ليس موازياً لأي من محور \(x\) أو محور \(y\) أو المستقيم \(x+y=0\).
ليكن \(n\geq 3\) عدداً صحيحاً. حدد جميع الأعداد الصحيحة غير السالبة \(k\) بحيث يوجد \(n\) مستقيمات مختلفة في هذا المستوى تحقق الشرطين التاليين:
- لكل عددين صحيحين موجبين \(a\) و \(b\) حيث \(a+b\leq n+1\)، حيث تكون النقطة \((a,b)\) على أحد المستقيمات على الأقل؛
- بالضبط \(k\) من هذه المستقيمات الـ \(n\) هي مستقيمات مشمسة.
المسألة 2
لتكن \(\Omega\) و \(\Gamma\) دائرتين مركزهما \(M\) و \(N\) على الترتيب، بحيث نصف قطر الدائرة \(\Omega\) أصغر من نصف قطر الدائرة \(\Gamma\). بفرض \(\Omega\) و \(\Gamma\) تتقاطعان في نقطتين مختلفتين \(A\) و \(B\). المستقيم \(MN\) يقطع الدائرة \(\Omega\) في النقطة \(C\) ويقطع الدائرة \(\Gamma\) في النقطة \(D\)، بحيث تقع النقاط \(C,M,N,D\) على استقامة واحدة بهذا الترتيب. لتكن \(P\) مركز الدائرة المحيطة بالمثلث \(ACD\). المستقيم \(AP\) يقطع \(\Omega\) مرة أخرى في النقطة \(E\ne A\)، ويقطع \(\Gamma\) مرة أخرى في النقطة \(F\ne A\). لتكن \(H\) هو نقطة تقاطع ارتفاعات المثلث \(PMN\).
أثبت أن المستقيم المار بـ \(H\) والموازي للمستقيم \(AP\) هو مماس للدائرة المحيطة بالمثلث \(BEF\).
المسألة 3
لتكن \(\mathbb{N}\) هي مجموعة الأعداد الصحيحة الموجبة. نُسمي دالة \(f:\mathbb{N}\to\mathbb{N}\) أنها بنزا (bonza) إذا تحقق الشرط التالي: \[ f(a)\mid(b^a-f(b)^{f(a)}) \] لكل عددين صحيحين موجبين \(a\) و \(b\).
حدد أصغر ثابت حقيقي \(c\) بحيث \(f(n)\leq cn\) لجميع الدوال بنزا (bonza) \(f\) ولكل عدد صحيح موجب \(n\).
المسألة 4
تتكون المتتابعة اللانهائية \(a_1,a_2,\ldots\) من أعداد صحيحة موجبة، بحيث لكل عنصر منها على الأقل ثلاثة قواسم فعلية صحيحة موجبة. لكل \(n\geq 1\)، يكون \(a_{n+1}\) هو مجموع أكبر ثلاث قواسم فعلية للعدد \(a_n\).
حدد جميع القيم الممكنة للعدد الأول \(a_1\).
(القاسم الفعلي لعدد صحيح موجب \(N\) هو القاسم الصحيح الموجب لـ \(N\) الذي لا يساوي \(N\) نفسه.)
المسألة 5
تلعب أليس وبازا لعبة تُسمى لعبة اللاتساوي، وهي لعبة بين لاعبين وتعتمد قواعدها على عدد حقيقي موجب \(\lambda\) يكون معروفاً لكلا اللاعبين. في الدور رقم \(n\) من اللعبة (بدءاً من \(n=1\)) يحدث ما يلي:
-
إذا كان \(n\) فردياً، تختار أليس عدداً حقيقياً غير سالب \(x_n\) بحيث: \[ x_1+x_2+\cdots+x_n\leq\lambda n. \]
-
إذا كان \(n\) زوجياً، يختار بازا عدداً حقيقياً غير سالب \(x_n\) بحيث: \[ x_1^2+x_2^2+\cdots+x_n^2\leq n. \]
إذا لم يتمكن أحد اللاعبين من اختيار عدد \(x_n\) مناسب، تنتهي اللعبة ويفوز اللاعب الآخر. إذا استمرت اللعبة إلى ما لا نهاية، فلا أحد من اللاعبين يفوز. جميع الأعداد التي يتم اختيارها تكون معلومة لكلا اللاعبين.
حدد جميع قيم \(\lambda\) التي تمتلك فيها أليس استراتيجية فوز، وجميع القيم التي يمتلك فيها بازا استراتيجية فوز.
-
المسألة 6
لدينا شبكة مربعات \(2025\times2025\) مكوّنة من مربعات الوحدة. ترغب ماتيلدا في وضع بعض البلاطات المستطيلة على الشبكة، قد تكون بمقاسات مختلفة، بحيث يكون كل ضلع من أضلاع كل بلاطة يقع على خطوط الشبكة، ولا يُغطّى أي مربع وحدة بأكثر من بلاطة واحدة.
حدد أقل عدد ممكن من البلاطات التي تحتاج ماتيلدا لوضعها حتى يحتوي كل صف وكل عمود من الشبكة على مربع وحدة واحد فقط غير مغطى بأي بلاطة.