Καλημέρα, κύριε ΔημήτρηDemetres έγραψε:Άσκηση 8 (Κάνει και για Seniors και για Juniors)
Δίνονταιδιακεκριμένα σημεία στο επίπεδο. Χρωματίζουμε κόκκινα τα μέσα όλων των ευθυγράμμων τμημάτων που ορίζονται από αυτά τα σημεία. Να βρεθεί ο ελάχιστος δυνατός αριθμός διαφορετικών κόκκινων σημείων.
Πολύ ωραίο πρόβλημα, μου πήρε πολλή ώρα να το λύσω.
Θα αποδείξουμε ότι ο ελάχιστος αριθμός των κόκκινων σημείων είναι
. Αν
, τότε το ζητούμενο ισχύει. Έστω
. Αν όλα τα σημεία είναι συνευθειακά τότε το ζητούμενο έπεται και η ισότητα ισχύει όταν τα σημεία έχουν ίδια απόσταση μεταξύ τους. Αν 3 σημεία είναι συνευθειακά τότε πάλι το ζητούμενο έπεται, καθώς από τα 3 σημεία που είναι συνευθειακά έχουμε ήδη 3 κόκκινα σημεία, από το μεσαίο ορίζονται άλλα
(σύνολο
) κόκκινα σημεία και από το ένα ακριανό των 3 συνευθειακών ορίζονται άλλα
κόκκινα σημεία (σύνολο
κόκκινα σημεία). Στα
κόκκινα σημεία που έχουμε προστίθενται άλλα
κόκκινα σημεία από το τρίτο σημείο της ευθείας. Έτσι, χάνονται το πολύ 3 κόκκινα σημεία, τα οποία μπορεί να έχουν διπλομετρηθεί και αρκεί να αποδείξουμε την ανισότητα
, η οποία προφανώς ισχύει. Αν
σημεία είναι συνευθειακά τότε εργαζόμαστε ομοίως. Αν τα σημεία είναι ανά 3 μη συνευθειακά, τότε ορίζουν n-γωνο και ο ελάχιστος αριθμός κόκκινων σημείων επιτυγχάνεται όταν το n-γωνο είναι κανονικό. Από τις πλευρές του n-γώνου ορίζονται
κόκκινα σημεία και αν σταθεροποιήσουμε ένα από τα σημεία του n-γώνου έχουμε άλλα
κόκκινα σημεία, οπότε το ζητούμενο έπεται. Άρα ο ελάχιστος αριθμός κόκκινων σημείων είναι
.
διακεκριμένα σημεία στο επίπεδο. Χρωματίζουμε κόκκινα τα μέσα όλων των ευθυγράμμων τμημάτων που ορίζονται από αυτά τα σημεία. Να βρεθεί ο ελάχιστος δυνατός αριθμός διαφορετικών κόκκινων σημείων.
Τώρα για να τα κάνουμε συνευθειακά τι θα κάνουμε; Προβολή σε ευθεία!
ο αριθμός και ας υποθέσουμε ότι έχει
Έχουμε ότι
οπότε από το LTE θα έχουμε ότι 
ο οποίος έχει 21 ψηφία και
Τότε η επανάληψη ισούται με 
όπου
δεν είναι πολλαπλάσιο του 7.
και
. Σε κάθε βήμα, αν τα πολυώνυμα
είναι γραμμένα στον πίνακα, μπορούμε επιπλέον να γράψουμε ένα από τα πολυώνυμα
και
όπου
πραγματικός αριθμός.
για κάποιο θετικό ακέραιο
είναι ρίζα των παραγώγων των δύο αρχικών πολυωνύμων. Σε όλες τις πράξεις που μπορούμε να κάνουμε αυτή η ιδιότητα παραμένει αναλλοίωτη. Άρα αν το
οι αριθμοί αυτοί, τότε προφανώς ισχύει η σχέση
, όπου για συντομία έθεσα
. Έτσι ψάχνω την τιμή του n για την οποία μεγιστοποιείται ο αριθμός
, αλλά ταυτόχρονα και ο
, όπου σε κάθε μία περίπτωση η ισότητα ισχύει για
, άρα αρκεί να συγκρίνουμε τους αριθμούς
, που ισχύει. Η μέγιστη λοιπόν τιμή του γινομένου
είναι
.
. Ονομάζουμε μια ακολουθία φυσικών αριθμών ενδιαφέρουσα, αν οποιοιδήποτε δυο διαδοχικοί όροι της διαφέρουν το πολύ κατά 1. Για κάθε ενδιαφέρουσα ακολουθία
θεωρούμε την ακολουθία διαφοράς
. Κάθε όρος της ακολουθίας διαφοράς είναι ίσος με 0, 1 ή -1. οπότε το πλήθος όλων των ακολουθιών διαφοράς είναι
.
όλων των ενδιαφερουσών ακολουθιών, το ελάχιστο στοιχείο των οποίων δεν υπερβαίνει το 3. Εξετάζουμε μια τυχαία ακολουθία διαφοράς
. Οποιοισδήποτε δύο ενδιαφέρουσες ακολουθίες που αντιστοιχούν σε αυτήν διαφέρουν στο να αθροίσουμε τον ίδιο αριθμό σε κάθε όρο τους. Άρα μεταξύ αυτών υπάρχει ακριβώς μία ακολουθία με ελάχιστο στοιχείο ίσο με 1, 2 ή 3. Έτσι έχουμε
.
τον αριθμό και το ζητούμενο πλήθος των ακολουθιών είναι
.