|
[832] rizsesz | 2013-06-28 14:51:26 |
A C.1168-ba olyan szepen bele lehet irni a=sinx-et es b=siny-t. Elnezest, konnyed, valoszinuleg mindenki szamara trivialis gondolat :-)
|
|
[831] w | 2013-06-21 19:32:38 |
B.4540 általánosabban. Adott n db matematikus rab egy börtönben. Játék: s-féle színű sapkák vannak, minden rab kap egyet a fejére. Mindenki csak a többiek sapkáját látja. Egyszerre tippelnek saját sapkájuk színére. Határozzuk meg azt a maximális k(n,s) számot, melyre alkalmas stratégiával ennyi jó tipp mindig születhet.
|
|
[830] w | 2013-06-20 17:58:23 |
"Ha jól látom, azt nem láttad be, hogy k1 érinti k-t." - "őizé"
Bocs, nem voltam elég figyelmes, körsor, azaz "1" nálam kiesett. Így viszont már eléggé tetszik az összehozott megoldás.
|
Előzmény: [829] Sinobi, 2013-06-20 17:17:42 |
|
[829] Sinobi | 2013-06-20 17:17:42 |
őizé.
igen, azt hiszem ez egy egyszerűbb megoldás, hogy
1: a három kör egyszerre és egy pontban érinti egymást, mert.
2: k1 és k érintik egymást, mert Sawayama-lemma
|
Előzmény: [828] w, 2013-06-20 10:29:28 |
|
[828] w | 2013-06-20 10:29:28 |
"Minden illeszkedés feladat kitrigonometriázható. Ahogy kijön koordinátákkal, vektorokkal, komplex számokkal, k darab Pascal/Desargues tétel felírásával, etc."
Bocs, én úgy értettem, hogy a feladat csak trigonometriával két oldalon belül is megoldható, és egészen triviális úton. Az más kérdés, hogy te többet láttál be, a hiv. megoldás még többet, de itt szerintem a trigonometriával való megközelítés egészen természetes volt ("elég szabályos az ábra" stb.). Ismerek olyan megoldót is, aki hamar feladja a geometriai okoskodást, és 10-20 oldalas koordinátás megoldásokat küld be ehelyett! (Az igazat megvallva lusta voltam szépen megoldani :-).)
"...tehát k-t is érinti, tehát k1-et is, kész."
Ha jól látom, azt nem láttad be, hogy k1 érinti k-t. Van rá egy egyszerű bizonyítás az A.579-ből már jól ismert Sawayama-lemmával. ;-)
A megoldásod egyébként eléggé tetszik, mutatja az inverzió erejét.
|
Előzmény: [826] Sinobi, 2013-06-19 15:09:05 |
|
[827] Sinobi | 2013-06-19 15:41:08 |
szerk: na jó, hátha hasznos (+ valaki aki ért hozzá majd kijavít)
Tetszőleges P-re k, k1, k2 egy körsoron van, mert
Berajzoltam az egyenlő szögeket, amikből látszik, hogy
Tudjuk, hogy az érintő hossznégyzete a pont körre vonatozó hatványával egyezik meg, ami meg ha pontot helyettesítünk a kör egyenletébe:
Felszorozva azt kapjuk, hogy a k kör A, B, C pontjára: k2(A)-ck1(A)=0=k(A), azaz k előáll a másik két kör egyenletének lineáris kombinációjaként (három pontban), k egy körsoron van velük.
|
|
Előzmény: [826] Sinobi, 2013-06-19 15:09:05 |
|
[826] Sinobi | 2013-06-19 15:09:05 |
,,Könnyű észrevenni, hogy nincs szükségünk semmilyen új körre, hisz elég szabályos az ábra, ott vannak a párhuzamosok és merőlegesek. Átírhatjuk egy trigonometriapéldára a feladatot. "
Minden illeszkedés feladat kitrigonometriázható. Ahogy kijön koordinátákkal, vektorokkal, komplex számokkal, k darab Pascal/Desargues tétel felírásával, etc.
Az enyém valamivel elemibb geometriát használ, csak sokat:
1. Először belátom, hogy k1, k2 és k egy körsoron vannak. Ezt most nem bizonyítom. Utána azt fogom belátni, hogy k2 és k (a trapéz körülírt köre) érintik egymást.
2. A Thalész-tétel értelmében ha a FAB-P és a FDC-Q egyenesek a k körön metszik egymást, akkor a PQ Thalész-köre is átmegy azon a ponton. (FAB az AB ív felezőpontja, FDC hasonlóan). Legyen FAB-P metszése k körrel T, azt akarom belátni, hogy FDC, Q és T egy egyenesen van.
3. Az ABC háromszög I beírt körének középpontja rajta a FAB kp-jú, A-n átmenő körön (ez ismert). IC Thalészkörén rajta van Q, és rajta van T is, mert egy FAB kp-jú inverzió után T képe P rajta van IC' Thalész-körén.
4. Mivel az FDC-C szakasz érinti az ITCQ kört, FDC-re vonnatkozó inverzió után a kör helyben marad, Q és T kicserélődik, tehát FDC, Q és T egy egyenesen van.
5. FAB-ra vonatkozó inverzió esetén PQT átmegy egy ponton és a képén, P-n és T-n, tehát fixkör. Az AB oldalt érintette, tehát k-t is érinti, tehát k1-et is, kész.
|
|
Előzmény: [825] w, 2013-06-19 12:36:28 |
|
[825] w | 2013-06-19 12:36:28 |
B.4551. A hiv. megoldás nem valami egyszerű, maga a feladat sokkal könnyebb. Könnyű észrevenni, hogy nincs szükségünk semmilyen új körre, hisz elég szabályos az ábra, ott vannak a párhuzamosok és merőlegesek. Átírhatjuk egy trigonometriapéldára a feladatot.
A ki kör középpontja Oi, sugara ri (i=1,2); ACBD=M; -ben a szokásos jelölések érvényesek. Elég megmutatni, hogy a két kör belülről érinti egymást, azaz O1O2=|r1-r2|.
Először is AP=AC-BC+BP=AC-BC+(AB-AP) AP=(b+c-a)/2.
Világos, hogy .
Legyen M vetülete AB-re Mx, PQ-ra My. Ekkor AMx=c/2, majd MxP=AP-AMx=(b-a)/2. Nyilván MyMO1, ahonnan
és ,
,
.
Továbbá
MMx=AMx.tg =c.tg /2, ezért
;
MyO1=r1.sin ,
és így
O1O22=MyO12+MyO22.
Ekvivalens átalakításokkal
O1O2=|r1-r2|
O1O22=(r1-r2)2
MyO12+MyO22=r12+r22-2r1r2
c2tg2-2cmctg +mc2=4r12cos2+mc2-4r1mc
c2-2bccos =(b-a)2-2b(b-a)
c2-2bccos =b2-2ab+a2-2b2+2ab
b2+c2-2bccos =a2
Azonosság.
|
|
|
|
[823] w | 2013-06-11 21:18:22 |
A vége kicsit hibádzott, mert a=2-re és 3-ra is található megfelelő polinom:
p2(x)=-2x2+3x+8, ahol
p2(22/3+21/3)=-2(2.21/3+22/3+4)+3(22/3+21/3)+8=-4.21/3-2.22/3-8+3.22/3+3.21/3+8=22/3-21/3, és
p3(x)=-x2+2x+6, ahol
p3(32/3+31/3)=-3.31/3-6-32/3+2.32/3+2.31/3+6=32/3-31/3.
Az én megoldásom (elvben kicsit egyszerűbb) a következő lépésekből áll (biz. be!).
1. Kizárjuk a köbszámokat, rögzítjük a-t.
2. Az kifejezés irracionális szám, ahol k és nem egyszerre nulla (illetve k,,mZ).
(Ez lényegében a te első lemmád.)
3. Következmény: A kifejezés egyértelműen előáll alakban (a 3. lemmád)
4. (Ez a legfontosabb meglátás:) Legyen rögzített a és p mellett
alakú. Ekkor k (mod (a-1)).
(Biz.: a konstans és elsőfokú polinomokra kész vagyunk, és két ilyen polinom összege vagy szorzata is ilyen.)
5. Következmény: Világos, hogyha p(a2/3+a1/3)=a2/3-a1/3, akkor 1-1 (mod (a-1)), tehát a-1|1-(-1)=2, és így csakis a=3,2,0,-1 lehet (kizártuk a köbszámok esetét) --> a=2,3.
Pontosan azokhoz az a számokhoz létezik megfelelő p polinom, melyek egész számok köbei, vagy a=2,3.
|
Előzmény: [822] aaaa, 2013-06-11 17:59:29 |
|
[822] aaaa | 2013-06-11 17:59:29 |
A.590.
Lemma 1.
lineárisan függetlenek Q felett, ha t racionális és nem egy racionális szám köbe. Ekkor ugyanis ez a 3 érték páronként lineárisan független, ez triviális. Tegyük fel, hogy függő rendszert alkotnak, ekkor megfelelő racionális számokra: +t1/3=t2/3. Ezt köbre emelve, majd az előbbi összefüggést behelyettesítve a következő adódik:
Ez Q feletti lineáris függetlensége miatt csak akkor lehetséges, ha
3+322+3t-t2=0
Ebből a =0, =0 és =-2 esetek adódnak, aminek a megoldása t-re rendre: , és . Ezek közül t=23 nem ad megoldást, mert visszavezet a -2+221/3=222/3 egyenlőségre, ami nyilvánvalóan hamis, a többi esetben t köbszám lesz, ha racionális, de feltettük, hogy ez nem igaz. Ezzel beláttuk, hogy függetlenek.
Lemma 2.
:=+t1/3+t2/3 gyöke a következő polinomnak, ahol ,,,t racionális számok:
Ezt egy egyszerű behelyettesítéssel ellenőrizhetjük.
Lemma 3.
Ha valamely polinomra , akkor , ahol foka legfeljebb 2 és . Legyen ugyanis alakú, ahol az előbbi polinom, és itt egy maradékos osztást végeztünk, így foka maximum 2. Ekkor, kihasználva -t:
A feladat állításának bizonyítása:
Ha a=t3 köbszám, akkor mivel egész, a konstans függvény jó. Egyébként pedig: a2/3+a1/3 gyöke Lemma 2. miatt -nak. Lemma 3. miatt elég tehát ellenőrizni, hogy állhat-e ,, racionálisakkal:
Vagyis:
Mivel lineárisan függetlenek, ezért mindhárom együttható 0 kellene, hogy legyen, de ez nem lehetséges, mert -1=+=1 kellene, ezért nincs ilyen polinom.
|
|
[821] w | 2013-06-11 06:57:16 |
Két kérdés. Hogyan lehet-e egyáltalán nekikezdeni az A.592 feladatnak? Még a triviális esetek is iszonyatosak. Ezenkívül mi okból lett az A.591 "A-jelű" feladat, egyszerű érintőszakaszos megoldása van, itt még általánosítás is található.
|
|
|
[819] nadorp | 2013-05-16 10:37:38 |
Kedves Mihály,
Köszönöm a kiegészítést, erre nem gondoltam. A poén az, hogy amikor először "nekiestem" a feladatnak, akkor én is próbálkoztam ezzel a körosztási polinommal, de nem jutottam dűlőre, egészen másfelé kalandoztam el.
|
Előzmény: [1087] Fálesz Mihály, 2013-05-16 10:05:01 |
|
[1087] Fálesz Mihály | 2013-05-16 10:05:01 |
Szia Péter,
Köszi, hogy leírtad.
Szerintem azért legbelül a két megoldás lényege ugyanaz: találunk egy hetedrendő elemet (ha tetszik, hetedik egységgyököt) \(\displaystyle GF_{p^2}\)-ben.
Ha a Kearnes-Kiss-Szendrei cikket követjük, akkor az \(\displaystyle \Phi_7(x)=1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6\) körosztási polinom egyik gyökét keressük. Ha \(\displaystyle p\ne7\), akkor \(\displaystyle \Phi_7(1)\ne0\), így a \(\displaystyle \Phi_7\) gyökei tényleg hetedrendűek.
Mivel \(\displaystyle \Phi_7\) páros fokú palindrom polinom, a szokásos módon eloszthatjuk \(\displaystyle x^3\)-bel, és átírhatjuk \(\displaystyle x+\frac1x\) polinomjává:
\(\displaystyle
\frac{\Phi_7(x)}{x^3} = x^3+x^2+x+1+\frac1x+\frac1{x^2}+\frac1{x^3} = \left(x+\frac1x\right)^3+\left(x+\frac1x\right)^2-2\left(x+\frac1x\right)-1 =
\Psi_7\left(x+\frac1x\right).
\)
Ha \(\displaystyle \Psi_7\)-nek van egy \(\displaystyle u\) gyöke \(\displaystyle GF_p\)-ben, akkor \(\displaystyle \Phi_7\)-nek is van (0-tól különböző) gyöke \(\displaystyle GF_{p^2}\)-ben: az \(\displaystyle x^2-ux+1\) polinom gyökei ilyenek.
Ha pedig van hetedrendű elem, akkor a multiplikatív csoport rendje, \(\displaystyle p^2-1\) osztható az elem rendjével, \(\displaystyle 7\)-tel.
* * *
A feladatban szereplő polinom a \(\displaystyle \Psi_7\) egy transzformáltja:
\(\displaystyle
7x(x+1)^2-1 = (x+1)^3 \Psi_7\left(2-\frac1{x+1}\right).
\)
Ha \(\displaystyle 7a(a+1)^2-1\equiv 0~(\mod~p)\), akkor \(\displaystyle p\ne7\), \(\displaystyle GF_p\)-ben \(\displaystyle a\ne-1\), és \(\displaystyle 2-\frac1{a+1}\) gyöke \(\displaystyle \Psi_7\)-nek.
* * *
Mindkét megoldásban úgy kerestük a hetedik egységgyököket, hogy először felírtunk egy harmadfokú polinomot, aminek valamilyen szorosabb köze van a \(\displaystyle \cos\frac{2k\pi}7\) számokhoz (a Te esetedben \(\displaystyle c=\tg^2\frac{k\pi}7=\frac{1-\cos\frac{2k\pi}7}{1+\cos\frac{2k\pi}7}\)), ennek volt egy modulo \(\displaystyle p\) gyöke, és ebből egy másodfokú egyenlet adott egy hetedik egységgyököt \(\displaystyle GF_{p^2}\)-ben.
|
Előzmény: [816] nadorp, 2013-05-15 21:21:29 |
|
[818] Róbert Gida | 2013-05-15 23:17:03 |
Érdekes megoldás, és még kis p<225 prímekre sem kell az ellenőrzés.
"Szorozzuk meg (1) mindkét oldalát 64-gyel ( ez megtehető, mert p páratlan)", ha p=2, akkor is megteheted.
A végén be is lehetett volna szorozni -tel, és akkor (1-c)7=1, a befejezés ugyanaz.
|
Előzmény: [816] nadorp, 2013-05-15 21:21:29 |
|
|
[816] nadorp | 2013-05-15 21:21:29 |
A588
A lenti megoldás nem teljesen elemi, de úgy látom, nincs összefüggésben a hivatalos megoldásban hivatkozott cikkel.
Azt fogjuk felhasználni, hogy a q=pn elemű ( p prím, n pozitív egész) T véges testben minden 0-tól különböző elem rendje osztója (q-1)-nek. Speciálisan, ha T p vagy p2 elemű véges test és létezik T-ben 7-edrendű elem, akkor 7|p-1 vagy 7|p2-1, azaz p=7k1 alakú.
Legyen "a" pozitív egész és tegyük fel, hogy a p prímszámra p|7a2(a+1)-1. Ekkor nyilván p páratlan és p7. Ha K jelöli a mod p maradékosztályok testét, akkor a feltétel szerint létezik aK, hogy
7a3+7a2-1=0
Jelölje b az a multiplikatív inverzét K-ban, azaz ab=1. Ekkor
Legyen cK egyelőre tetszőleges és tekintsük a p(x)=x2-c polinom K feletti Kc felbontási testét. Ha c egy K-beli elem négyzete, akkor K=Kc, azaz Kc p elemű. Ha c nem áll elő semmilyen K-beli elem négyzeteként, akkor p(x) irreducibilis K felett, tehát Kc másodfokú bővítése K-nak, azaz ekkor Kc p2 elemű. Azt fogjuk belátni, hogy c alkalmas megválasztásával Kc-ben létezik 7-edrendű elem. Ebből már, mint láttuk, következik a feladat állítása.
Jelölje p(x) egyik gyökét Kc-ben, és tekintsük az , elemeket.Ezekre
Próbáljuk meg megválasztani c értékét úgy, hogy v=0 teljesüljön, azaz
Szorozzuk meg (1) mindkét oldalát 64-gyel ( ez megtehető, mert p páratlan)
64b3-448b-448=0
Összeadva (3)-at és (4)-et
(c+7)3+(4b)3-112(c+7+4b)=0
A fenti egyenletből c+7+4b kiemelhető, tehát c=-4b-7K megoldása (2)-nek, azaz ebben az esetben v=0.Azt kaptuk tehát, hogy a c=-4b-7 választás mellet
Ha lenne, akkor is teljesülne. De ekkor 2=0, azaz p=2 lenne, amit kizártunk. Tehát . Így
Most már csak azt kell belátnunk, hogy és kész vagyunk, mert találtunk 7-edrendű elemet Kc-ben. Tegyük fel, hogy . Ekkor c=0 kell hogy legyen, de mivel c gyöke (2)-nek, azt kapnánk, hogy 7=0, azaz p=7, amit kizártunk.
|
Előzmény: [811] w, 2013-05-14 16:07:25 |
|
|
[814] w | 2013-05-15 17:44:22 |
De legalább elemi.
Egyébként ha már kétszer is hivatkozik feladat a megjegyzésben leírt cikkre, jó volna elektronikusan is hozzáférni. Tudjátok-e, hogy kapható-e olyan régi Kömal?
|
Előzmény: [813] Róbert Gida, 2013-05-15 17:11:13 |
|
|
[812] w | 2013-05-14 16:30:01 |
Áprilisi feladatokból.
A.587 nem valami ügy (feltéve, hogy nem szúrtam el semmit). Vázlatosan: lebetűzzük, hogy ai között melyik mod 4 maradéknak mennyi a gyakorisága, kifejezzük belőle az összeghalmaz maradékait, és a kapott egyenletrendszert "ügyesen" megoldjuk. Szokatlanul egyszerű az eredmény, az jön ki, hogy n egy negyedik hatvány kell legyen, és ha a maradékok rendben vannak, akkor az összegek eltérése elintézhető, az ai számoknál minden új számot az összes többi összegénél nagyobbnak választjuk.
B.4540. Ez egy érdekes feladat. Az n=2 esetnél k=1 (könnyű), ezért adott n-re k=[n/2] elérhető (párbaállítás). Ennél több nem lehet. Valóban, egy adott rab tévedési esélye 1/2, ezért minden lehetséges sapkakiosztásra eljátszva a stratégiát n.2n tipp lesz, és belőle n.2n-1 talált. Skatulya-elv miatt lesz olyan kiosztás, melyre max. n/2 jó tipp van, tehát készen vagyunk.
B.4541. Vegyünk három pontot: (xi,xi2,xi3) (i=1,2,3). A rájuk illeszkedő sík egyenlete a1x+a2y+z+a0=0 alakú (nyilván nem vízszintes), behelyettesítve a három pont koordinátáit xi3+a2xi2+a1xi+a0=0 (i=1,2,3). Ez olyan gyanús polinom alakú (persze, mert úgy írtam fel a sík egyenletét :-) ). Ez a polinom nem más, mint p(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3). Tudjuk, hogy az {1;2;...;100} tartományon minden más x-re a hozzá tartozó pont e sík felett van, már ha az a sík K része. Akkor z>-(a1x+a2y+a0) vagy pont fordítva. Átrendezve p(x)>0 vagy p(x)<0 minden x{1;2;...;100}\{xi:i=1,2,3} esetén. A gyöktényezős felbontásból ez összesen 196 módon lehet. Továbbá mivel K minden lapja ily módon háromszög, 294 él és (Euler) 100 csúcs lesz.
|
|
[811] w | 2013-05-14 16:07:25 |
Szerintem biztos egyetemi anyagra van szükség, és hivatalos megoldást nem fognak felrakni. Ettől függetlenül kíváncsi volnék a megoldásodra, vagy akár egy vázlatra (a megértéshez van nálam szakirodalom).
|
Előzmény: [810] nadorp, 2013-05-13 21:08:59 |
|
[810] nadorp | 2013-05-13 21:08:59 |
A588-ra van viszonylag egyszerű megoldásom, de egyetemi anyagot - véges testek, testbővítés - is használ. Várnék a hivatalos megoldásra, lehet, hogy van elemi bizonyítás is.
|
Előzmény: [807] w, 2013-05-11 09:35:56 |
|