Skip to content / Đến nội dung
ThichHocToan.com

Ngân hàng câu hỏi IMO Shortlist 1973

Đề thi

17 câu hỏi

Câu hỏi 1

(BUL 6) Cho tứ diện $ABCD$ nội tiếp mặt cầu $S$. Tìm quỹ tích các điểm $P$ nằm trong mặt cầu $S$ thỏa mãn đẳng thức
$$\frac{AP}{PA_1}+\frac{BP}{PB_1}+\frac{CP}{PC_1}+\frac{DP}{PD_1}=4$$
trong đó $A_1$, $B_1$, $C_1$ và $D_1$ lần lượt là giao điểm của $S$ với các đường thẳng $AP$, $BP$, $CP$ và $DP$.

Câu hỏi 2

(CZS 1) Cho đường tròn $K$, tìm quỹ tích các đỉnh $A$ của những hình bình hành $ABCD$ có các đường chéo $AC\le BD$, sao cho $BD$ nằm trong $K$.

Câu hỏi 3

(CZS 6) (IMO 1) Chứng minh rằng tổng của một số lẻ vectơ đơn vị cùng đi qua điểm $O$ và nằm trong cùng một nửa mặt phẳng có bờ đi qua $O$ có độ dài lớn hơn hoặc bằng $1$.

Câu hỏi 4

(GBR 1) Cho $P$ là tập gồm $7$ số nguyên tố khác nhau và $C$ là tập gồm $28$ hợp số khác nhau, mỗi số là tích của hai số (không nhất thiết khác nhau) thuộc $P$. Chia tập $C$ thành $7$ tập con đôi một rời nhau, mỗi tập có bốn phần tử, sao cho mỗi số trong một tập con có ước nguyên tố chung với ít nhất hai số khác trong tập con đó. Có bao nhiêu cách phân hoạch $C$ như vậy?

Câu hỏi 5

(FRA 2) Một đường tròn bán kính $1$ nằm trong một góc tam diện vuông và tiếp xúc với tất cả các mặt của nó. Tìm quỹ tích tâm của những đường tròn như vậy.

Câu hỏi 6

(POL 2) (IMO 2) Có tồn tại tập hữu hạn $M$ gồm các điểm trong không gian, không cùng nằm trên một mặt phẳng, sao cho với mỗi hai điểm $A,B\in M$ đều có hai điểm khác $C,D\in M$ mà các đường thẳng $AB$ và $CD$ song song hay không?

Câu hỏi 7

(POL 3) Cho tứ diện $ABCD$, đặt $x=AB\cdot CD$, $y=AC\cdot BD$, và $z=AD\cdot BC$. Chứng minh rằng tồn tại một tam giác có độ dài các cạnh là $x,y,z$.

Câu hỏi 8

(ROM 1) Chứng minh rằng có đúng $\binom{k}{[k/2]}$ dãy $a_1,a_2,\ldots,a_{k+1}$ gồm các số nguyên không âm sao cho $a_1=0$ và $|a_i-a_{i+1}|=1$ với $i=1,2,\ldots,k$.

Câu hỏi 9

(ROM 2) Cho ba tia $Ox,Oy,Oz$ và điểm $G$ nằm trong góc tam diện $Oxyz$. Xét tất cả các mặt phẳng đi qua $G$ và cắt $Ox,Oy,Oz$ lần lượt tại $A,B,C$. Phải đặt mặt phẳng như thế nào để tứ diện $OABC$ có tổng độ dài các cạnh nhỏ nhất?

Câu hỏi 10

(SWE 3) (IMO 6) Cho các số dương $a_1,a_2,\ldots,a_n$ và số thực $q$ cho trước, $0\lt q\lt 1$. Tìm $n$ số thực $b_1,b_2,\ldots,b_n$ thỏa mãn:
(1) $a_k\lt b_k$ với mọi $k=1,2,\ldots,n$;
(2) $q\lt \frac{b_{k+1}}{b_k}\lt \frac1q$ với mọi $k=1,2,\ldots,n-1$;
(3) $b_1+b_2+\cdots+b_n\lt \frac{1+q}{1-q}(a_1+a_2+\cdots+a_n)$.

Câu hỏi 11

(SWE 4) (IMO 3) Tìm giá trị nhỏ nhất của $a^2+b^2$ nếu $a$ và $b$ là các số thực sao cho phương trình
$$x^4+ax^3+bx^2+ax+1=0$$
có ít nhất một nghiệm thực.

Câu hỏi 12

(SWE 6) Xét hai ma trận vuông
$$A=\begin{bmatrix}1&1&1&1&1\\1&1&1&-1&-1\\1&-1&-1&1&1\\1&-1&-1&-1&1\\1&1&-1&1&-1\end{bmatrix}\qquad B=\begin{bmatrix}1&1&1&1&1\\1&1&1&-1&-1\\1&1&-1&1&-1\\1&-1&-1&1&1\\1&-1&1&-1&1\end{bmatrix}$$
có các phần tử $1$ và $-1$. Gọi các phép toán sau là sơ cấp:
(1) Đổi dấu tất cả các số trong một hàng;
(2) Đổi dấu tất cả các số trong một cột;
(3) Đổi chỗ hai hàng (hai hàng trao đổi vị trí);
(4) Đổi chỗ hai cột.
Chứng minh rằng không thể nhận được ma trận $B$ từ ma trận $A$ bằng các phép toán này.

Câu hỏi 13

(YUG 4) Tìm bán kính lớn nhất của một mặt cầu có thể đặt bên trong mọi tứ diện có tất cả các đường cao dài lớn hơn hoặc bằng $1$.

Câu hỏi 14

(YUG 5) (IMO 4) Một người lính phải kiểm tra xem có mìn trong một khu vực hình tam giác đều hay không. Bán kính máy dò của anh bằng một nửa một đường cao của tam giác. Người lính bắt đầu từ một đỉnh của tam giác. Hãy xác định đường đi ngắn nhất mà anh phải đi để kiểm tra toàn bộ khu vực.

Câu hỏi 15

(CUB 1) Chứng minh rằng với mọi $n\in\mathbb N$, đẳng thức sau đúng:
$$2^n\prod_{k=1}^n\sin\frac{k\pi}{2n+1}=\sqrt{2n+1}.$$

Câu hỏi 16

(CUB 2) Cho $a,\theta\in\mathbb R$, $m\in\mathbb N$, và $P(x)=x^{2m}-2|a|^m x^m\cos\theta+a^{2m}$, hãy phân tích $P(x)$ thành tích của $m$ đa thức bậc hai hệ số thực.

Câu hỏi 17

(POL 1) (IMO 5) Cho $\mathcal F$ là tập khác rỗng gồm các hàm $f:\mathbb R\to\mathbb R$ có dạng $f(x)=ax+b$, trong đó $a$, $b$ là các số thực và $a\ne0$. Giả sử $\mathcal F$ thỏa mãn:
(1) Nếu $f,g\in\mathcal F$ thì $g\circ f\in\mathcal F$, trong đó $(g\circ f)(x)=g[f(x)]$.
(2) Nếu $f\in\mathcal F$ và $f(x)=ax+b$ thì hàm ngược $f^{-1}$ của $f$ thuộc $\mathcal F$ ($f^{-1}(x)=(x-b)/a$).
(3) Không có hàm nào dạng $f(x)=x+c$, với $c\ne0$, thuộc $\mathcal F$.
Chứng minh tồn tại $x_0\in\mathbb R$ sao cho $f(x_0)=x_0$ với mọi $f\in\mathcal F$.