III Φάση (5-6 Φεβρουαρίου 2016) Θέματα 9ης τάξης για την περιφέρεια Μόσχας
Πρώτη μέρα
1. Δίνονται τα δευτεροβάθμια τριώνυμα
με ίδιο συντελεστή του δευτεροβάθμιου όρου
, ίδιο συντελεστή του πρωτοβάθμιου όρου
αλλά διαφορετικό σταθερό όρο. Το καθένα από αυτά έχει δυο ρίζες. Για κάθε τριώνυμο
διαλέγουμε μία ρίζα και την συμβολίζουμε με
. Ποιές τιμές μπορεί να πάρει το άθροισμα
;2. Δίνεται ισοσκελές τρίγωνο
,
. Στο περιγεγραμμένο κύκλο
του τριγώνου
φέρουμε διάμετρο
. Ευθεία, παράλλη της
που διέρχεται από το
, τέμνει τα τμήματα
και
στα σημεία
και
αντίστοιχα. Να αποδείξετε, ότι το
είναι το μέσο του τμήματος
.3. Ο Πέτρος διάλεξε κάποιους διαδοχικούς φυσικούς αριθμούς και έγραψε τον καθένα τους είτε με κόκκινο μολύβι είτε με μπλε(και τα δυο χρώματα είναι παρόντα). Μπορεί το άθροισμα του ελάχιστου κοινού πολλαπλάσιου όλων τον κόκκινων αριθμών και του ελάχιστου κοινού πολλαπλάσιου όλων των μπλε αριθμών να είναι δύναμη του δυο;
4. Ο βασιλιάς Ιέρων έχει 11 μεταλλικές ράβδους, που δε διαφέρουν μεταξύ τους οπτικά. Ο βασιλιάς γνωρίζει ότι με κάποια σειρά οι ράβδοι ζυγίζουν 1,2,…,11 κιλά. Επίσης έχει ένα σάκο που σκίζεται αν περιέχει περισσότερα από 11 κιλά. Ο Αρχιμήδης υπολόγισε τα βάρη των ράβδων και θέλει να αποδείξει στον Ιέρωνα, ότι η πρώτη ράβδος είναι του ενός κιλού. Σε ένα βήμα μπορεί να φορτώσει το σάκο με κάμποσες ράβδους και να επιδείξει στον Ιέρωνα ότι ο σάκος δεν σκίστηκε (δεν επιτρέπεται να σκίσει το σάκο). Ποιος είναι ο ελάχιστος αριθμός φορτώσεων του σάκου που χρειάζεται ο Αρχιμήδης για να επιτύχει το ζητούμενο;
Δεύτερη μέρα
5. Μια τάξη έχει 23 μαθητές. Κατά την διάρκεια του έτους κάθε μαθητής της τάξης από μια φορά γιόρτασε τα γενέθλιά του, στα οποία παρευρέθηκαν κάποιοι συμμαθητές του (τουλάχιστον ένας αλλά όχι όλοι). Μπορεί να προκύψει, ότι κάθε δυο μαθητές αυτής της τάξης συναντήθηκαν στις παραπάνω γιορτές τον ίδιο αριθμό φορές; (θεωρούμε ότι σε κάθε γιορτή συναντήθηκαν οποιοιδήποτε δυο καλεσμένοι καθώς και ο εορτάζων με όλους τους καλεσμένους)
6. Θα ονομάζουμε το μη κενό σύνολο
(πεπερασμένου ή απειρου πλήθους στοιχείων), που αποτελείται από φυσικούς αριθμούς, πλήρες, αν για οποιουσδήποτε δυο φυσικούς
και
(όχι απαραίτητα διαφορετικούς και όχι απαραίτητα να ανήκουν στο
) τέτοιους ώστε ο
να ανήκει στο
, τότε και ο
ανήκει στο
. Βρείτε όλα τα πλήρη σύνολα φυσικών αριθμών.7. Σε έναν άσπρο πίνακα διαστάσεων
κάποια από τα κελιά χρωματίζονται μαύρα. Θα ονομάζουμε ένα φυσικό αριθμό
«καλό», αν
και σε καθένα από τα τετράγωνα διαστάσεων
κελιών βρίσκονται ακριβώς
χρωματισμένα κελιά (για παράδειγμα, αν όλα τα κελιά χρωματιστούν μαύρα τότε καλός θα είναι μόνο ο αριθμό 1). Ποιο είναι το μέγιστο πλήθος αριθμών που μπορεί να είναι καλοί;8. Δίνεται κυρτό τετράπλευρο
με
. Έστω
το μέσο της πλευράς
. Αν
να αποδείξετε ότι 

για 
είναι 

.
ο πρόβλημα είναι εξαιρετικά εύκολο ή δεν κατάλαβα καλά. Λοιπόν, δεδομένου ότι σε ένα σύννολο διαδοχικών αριθμών συγκαταλέγονται πάντα και περιττοί, δεν υπάρχει περίπτωση το ελάχιστο κοινό πολλαπλάσιο τους να είναι δύναμη του
. Όμως αν σαν δύναμη του δύο συμπεριλάβουμε το
τους θα είναι ίσο με
,
,
,
,
. Κόκκινοι:
και επειδή
, το τετράπλευρο
είναι ισοσκελές τραπέζιο και άρα
μεσοκάθετος στο
και
και το ζητούμενο έπεται άμεσα.
οπότε γράφουμε το ημικύκλιο διαμέτρου
και πάνω σε αυτό παίρνουμε σημείο
(
)
κατά ίσο τμήμα
και από το σημείο
φέρουμε την
και ας είναι
, οπότε προφανώς
(αφού
και
) και
(υπό χορδής και εφαπτομένης και εγγεγραμμένη) 
το τετράπλευρο
εγγράψιμο σε κύκλο διαμέτρου
οπότε
και το ζητούμενο εδείχθη (με την ...άνωθεν βοήθεια)
με
(αφού ο Πέτρος έχει γράψει τουλάχιστον δύο αριθμούς, ένας από αυτούς θα είναι άρτιος).
Πράγματι, αν
και
όπου
περιττοί με
τότε ο αριθμός
διαιρείται με τον
και είναι ανάμεσα σε αυτούς που έγραψε ο Πέτρος, αφού
Αυτό, όμως, είναι άτοπο, από την επιλογή του
) δεν μπορεί να ισούται με δύναμη του
με βάρη
αντίστοιχα. Ο σάκος δεν σκίζεται. (Φυσικά ο Ιέρωνας δεν γνωρίζει ακόμη τα κιλά των ράβδων.)
με βάρη
αντίστοιχα. Ο σάκος δεν σκίζεται.
αφού σε καμία περίπτωση ο σάκος δεν σκίστηκε.
.
και ο Ιέρωνας έχει πειστεί.
με
, τότε και
. (Παίρνοντας
.)
για κάποιο φυσικό
ή
.
με
. Πράγματι παίρνοντας
έχουμε
. Όμως
άρα από την προηγούμενη παρατήρηση είναι και
. Παρατηρούμε ότι όλα ικανοποιούν την συνθήκη οπότε τελειώσαμε.
ης γραμμής. Παρατηρούμε ότι για κάθε
, κάθε
καλούς αριθμούς. Θα δείξουμε ότι δεν μπορούμε να έχουμε περισσότερους καλούς αριθμούς.
τότε δεν μπορούν οι
να είναι και οι δύο καλοί. Το ζητούμενο έπεται κοιτάζοντας τα σύνολα
κάθε ένα εκ των οποίων πρέπει να περιέχει το πολύ έναν καλό αριθμό.
με
. Παίρνουμε ένα
τετράγωνο. Αυτό το τετράγωνο έχει
ξένα μεταξύ τους
τετράγωνα κάθε ένα εκ των οποίων έχει
. Τότε όμως έχουμε
. Στα γενέθλια του
πάνε όλοι εκτός από τον
. (Όπου
.) Τότε κάθε δύο άτομα συναντιόνται ακριβώς
φορές.