Skip to content / Đến nội dung
ThichHocToan.com

IMO 2018 — Toàn bộ Shortlist

Câu hỏi 1

Gọi $\mathbb{Q}_{\gt 0}$ là tập tất cả các số hữu tỉ dương. Tìm tất cả các hàm số $f: \mathbb{Q}_{\gt 0} \rightarrow \mathbb{Q}_{\gt 0}$ thỏa mãn

$$
f\left(x^{2} f(y)^{2}\right)=f(x)^{2} f(y)
$$

với mọi $x, y \in \mathbb{Q}_{\gt 0}$.

Câu hỏi 2

Tìm tất cả các số nguyên dương $n \geqslant 3$ sao cho tồn tại các số thực $a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n}$, $a_{n+1}=a_{1}, a_{n+2}=a_{2}$ thỏa mãn

$$
a_{i} a_{i+1}+1=a_{i+2}
$$

với mọi $i=1,2, \ldots, n$.

Câu hỏi 3

Cho một tập $S$ bất kì gồm các số nguyên dương. Chứng minh ít nhất một trong hai khẳng định sau đúng:

(1) Tồn tại hai tập con hữu hạn khác nhau $F$ và $G$ của $S$ sao cho $\sum_{x \in F} 1 / x=\sum_{x \in G} 1 / x$;

(2) Tồn tại số hữu tỉ dương $r\lt 1$ sao cho $\sum_{x \in F} 1 / x \neq r$ với mọi tập con hữu hạn $F$ của $S$.

Câu hỏi 4

Cho dãy số thực $a_{0}, a_{1}, a_{2}, \ldots$ thỏa mãn $a_{0}=0, a_{1}=1$, và với mỗi $n \geqslant 2$ tồn tại $1 \leqslant k \leqslant n$ sao cho

$$
a_{n}=\frac{a_{n-1}+\cdots+a_{n-k}}{k}
$$

Tìm giá trị lớn nhất có thể của $a_{2018}-a_{2017}$.

Câu hỏi 5

Tìm tất cả các hàm số $f:(0, \infty) \rightarrow \mathbb{R}$ thỏa mãn

$$
\left(x+\frac{1}{x}\right) f(y)=f(x y)+f\left(\frac{y}{x}\right)
$$

với mọi $x, y\gt 0$.

Câu hỏi 6

Cho các số nguyên $m, n \geqslant 2$. Đa thức hệ số thực $f\left(x_{1}, \ldots, x_{n}\right)$ thỏa mãn

$$
f\left(x_{1}, \ldots, x_{n}\right)=\left\lfloor\frac{x_{1}+\ldots+x_{n}}{m}\right\rfloor \text{ với mọi } x_{1}, \ldots, x_{n} \in\{0,1, \ldots, m-1\}
$$

Chứng minh tổng bậc của $f$ không nhỏ hơn $n$.

Câu hỏi 7

Tìm giá trị lớn nhất của

$$
S=\sqrt[3]{\frac{a}{b+7}}+\sqrt[3]{\frac{b}{c+7}}+\sqrt[3]{\frac{c}{d+7}}+\sqrt[3]{\frac{d}{a+7}}
$$

trong đó $a, b, c, d$ là các số thực không âm thỏa mãn $a+b+c+d=100$.

Câu hỏi 8

Cho số nguyên $n \geqslant 3$. Chứng minh tồn tại tập $S$ gồm $2 n$ số nguyên dương có tính chất: với mỗi $m=2,3, \ldots, n$, có thể chia $S$ thành hai tập con có tổng các phần tử bằng nhau, trong đó một tập con có $m$ phần tử.

Câu hỏi 9

Queenie và Horst chơi trên bàn cờ $20 \times 20$, ban đầu chưa có quân nào. Trong mỗi lượt, Horst đặt một quân mã đen vào một ô trống sao cho quân mã mới không tấn công bất kì quân mã đã đặt nào. Sau đó, Queenie đặt một quân hậu trắng vào một ô trống. Trò chơi kết thúc khi một người không thể thực hiện lượt của mình.

Tìm số dương $K$ lớn nhất sao cho, bất kể chiến lược của Queenie, Horst có thể đặt ít nhất $K$ quân mã lên bàn cờ.

Câu hỏi 10

Cho số nguyên dương $n$. Sisyphus thực hiện các lượt trên một bảng gồm $n+1$ ô liên tiếp, đánh số từ 0 đến $n$ từ trái sang phải. Ban đầu, có $n$ viên đá ở ô 0, các ô khác trống. Trong mỗi lượt, Sisyphus chọn một ô có đá, chẳng hạn chứa $k$ viên, lấy một viên và chuyển nó sang phải nhiều nhất $k$ ô; viên đá phải nằm trong bảng. Sisyphus muốn chuyển cả $n$ viên đá đến ô $n$.

Chứng minh số lượt cần thiết không nhỏ hơn

$$
\left\lceil\frac{n}{1}\right\rceil+\left\lceil\frac{n}{2}\right\rceil+\left\lceil\frac{n}{3}\right\rceil+\cdots+\left\lceil\frac{n}{n}\right\rceil
$$

(Như thường lệ, $\lceil x\rceil$ là số nguyên nhỏ nhất không nhỏ hơn $x$.)

Câu hỏi 11

Một tháp anti-Pascal là một mảng hữu hạn các số xếp thành hình tam giác: hàng đầu có một số, hàng thứ hai có hai số, hàng thứ ba có ba số, và cứ như vậy. Mỗi số không ở hàng dưới cùng bằng giá trị tuyệt đối của hiệu hai số ngay dưới nó. Ví dụ, tháp bốn hàng sau dùng mỗi số nguyên từ 1 đến $1+2+3+4=10$ đúng một lần:

$$
\begin{array}{rrrrrrr} & & &4& & &\\ & &2& &6& &\\ &5& &7& &1&\\8& &3& &10& &9\end{array}
$$

Có thể lập một tháp anti-Pascal có 2018 hàng, dùng mỗi số nguyên từ 1 đến $1+2+\cdots+2018$ đúng một lần hay không?

Hình minh họa ví dụ trong nguồn:

Hình minh họa câu hỏi

Câu hỏi 12

Cho số nguyên dương $k$. Ban tổ chức một giải quần vợt cần xếp lịch cho $2 k$ người chơi sao cho mỗi cặp đấu nhau đúng một lần và mỗi ngày diễn ra đúng một trận. Mỗi người đến địa điểm thi đấu vào ngày diễn ra trận đầu tiên của mình và rời đi vào ngày diễn ra trận cuối cùng. Với mỗi ngày một người có mặt, ban tổ chức phải trả khách sạn 1 đồng. Tìm tổng chi phí lưu trú nhỏ nhất có thể.

Câu hỏi 13

Cho hai số nguyên dương phân biệt $a$ và $b$. Thực hiện quá trình vô hạn sau trên một bảng ban đầu trống:

(i) Nếu có hai số bằng nhau trên bảng, chọn một cặp như vậy, tăng một số thêm $a$ và số còn lại thêm $b$.

(ii) Nếu không có cặp số bằng nhau, viết thêm hai số 0 lên bảng.

Chứng minh dù lựa chọn các cặp trong $(i)$ như thế nào, thao tác (ii) chỉ được thực hiện hữu hạn lần.

Câu hỏi 14

Xét 2018 đường tròn đôi một cắt nhau, không có ba đường tròn nào cùng đi qua một điểm. Chúng chia mặt phẳng thành các miền có biên gồm các cung tròn gặp nhau tại các đỉnh. Mỗi đường tròn có số đỉnh chẵn. Trên từng đường tròn, tô các đỉnh luân phiên đỏ và xanh. Mỗi đỉnh được tô hai lần, một lần theo mỗi đường tròn đi qua nó. Nếu hai lần tô cùng màu, giữ màu đó; nếu khác màu, đổi đỉnh thành màu vàng. Chứng minh nếu một đường tròn có ít nhất 2061 đỉnh vàng thì tồn tại một miền có tất cả các đỉnh đều vàng.

Câu hỏi 15

Cho tam giác nhọn $A B C$ có đường tròn ngoại tiếp $\Gamma$. Các điểm $D$ và $E$ lần lượt thuộc các đoạn $A B$ và $A C$, thỏa mãn $A D=A E$. Các đường trung trực của $B D$ và $C E$ lần lượt cắt các cung nhỏ $\overset{\frown}{A B}$ và $\overset{\frown}{A C}$ tại $F$ và $G$. Chứng minh $D E \| F G$.

Câu hỏi 16

Cho tam giác $A B C$ thỏa mãn $A B=A C$, và $M$ là trung điểm $B C$. Điểm $P$ thỏa mãn $P B\lt P C$, với $P A$ song song $B C$. Các điểm $X$ và $Y$ lần lượt thuộc các đường thẳng $P B$ và $P C$, sao cho $B$ thuộc đoạn $P X, C$ thuộc đoạn $P Y$, và $\angle P X M=\angle P Y M$. Chứng minh tứ giác $A P X Y$ nội tiếp.

Câu hỏi 17

Cho đường tròn $\omega$ bán kính 1. Một họ $T$ các tam giác được gọi là tốt nếu:

(i) Mỗi tam giác trong $T$ nội tiếp $\omega$;

(ii) Không có hai tam giác trong $T$ có điểm trong chung.

Tìm tất cả các số thực dương $t$ sao cho, với mỗi số nguyên dương $n$, tồn tại một họ tốt gồm $n$ tam giác, mỗi tam giác có chu vi lớn hơn $t$.

Câu hỏi 18

Chọn điểm $T$ nằm trong tam giác $A B C$. Gọi $A_{1}, B_{1}$ và $C_{1}$ lần lượt là các điểm đối xứng của $T$ qua $B C, C A$ và $A B$. Gọi $\Omega$ là đường tròn ngoại tiếp tam giác $A_{1} B_{1} C_{1}$. Các đường thẳng $A_{1} T, B_{1} T$ và $C_{1} T$ lần lượt cắt lại $\Omega$ tại $A_{2}, B_{2}$ và $C_{2}$. Chứng minh các đường thẳng $A A_{2}, B B_{2}$ và $C C_{2}$ đồng quy tại một điểm trên $\Omega$.

Câu hỏi 19

Cho tam giác $A B C$ có đường tròn ngoại tiếp $\omega$ và tâm nội tiếp $I$. Đường thẳng $\ell$ lần lượt cắt các đường thẳng $A I, B I$ và $C I$ tại $D, E$ và $F$, khác các điểm $A, B, C$ và $I$. Các đường trung trực $x, y$ và $z$ lần lượt của các đoạn $A D, B E$ và $C F$ tạo thành tam giác $\Theta$. Chứng minh đường tròn ngoại tiếp tam giác $\Theta$ tiếp xúc với $\omega$.

Câu hỏi 20

Cho tứ giác lồi $A B C D$ thỏa mãn $A B \cdot C D=B C \cdot D A$. Điểm $X$ nằm trong tứ giác và thỏa mãn $\angle X A B=\angle X C D$, $\angle X B C=\angle X D A$. Chứng minh $\angle A X B+$ $\angle C X D=180^{\circ}$.