[Shortlists] International Mathematical Olympiad 2008


Algebra

  1. Find all functions $ f: (0, \infty) \mapsto (0, \infty)$ (so $ f$ is a function from the positive real numbers) such that \[ \frac {\left( f(w) \right)^2 + \left( f(x) \right)^2}{f(y^2) + f(z^2) } = \frac {w^2 + x^2}{y^2 + z^2} \] for all positive real numbers $ w,x,y,z,$ satisfying $ wx = yz.$
  2. a) Prove that \[\frac {x^{2}}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac {y^{2}}{\left(y - 1\right)^{2}} + \frac {z^{2}}{\left(z - 1\right)^{2}} \geq 1\] for all real numbers $x$, $y$, $z$, each different from $1$, and satisfying $xyz=1$.
    b) Prove that equality holds above for infinitely many triples of rational numbers $x$, $y$, $z$, each different from $1$, and satisfying $xyz=1$.
  3. Let $ S\subseteq\mathbb{R}$ be a set of real numbers. We say that a pair $ (f, g)$ of functions from $ S$ into $ S$ is a Spanish Couple on $ S$, if they satisfy the following conditions
    • both functions are strictly increasing, i.e. $ f(x) < f(y)$ and $ g(x) < g(y)$ for all $ x$, $ y\in S$ with $ x < y$;
    • the inequality $ f\left(g\left(g\left(x\right)\right)\right) < g\left(f\left(x\right)\right)$ holds for all $ x\in S$.
    Decide whether there exists a Spanish Couple
    a) on the set $ S = \mathbb{N}$ of positive integers;
    b) on the set $ S = \{a - \frac {1}{b}: a, b\in\mathbb{N}\}$
  4. For an integer $ m$, denote by $ t(m)$ the unique number in $ \{1, 2, 3\}$ such that $ m + t(m)$ is a multiple of $ 3$. A function $ f: \mathbb{Z}\to\mathbb{Z}$ satisfies $ f( - 1) = 0$, $ f(0) = 1$, $ f(1) = - 1$ and $ f\left(2^{n} + m\right) = f\left(2^n - t(m)\right) - f(m)$ for all integers $ m$, $ n\ge 0$ with $ 2^n > m$. Prove that $ f(3p)\ge 0$ holds for all integers $ p\ge 0$.
  5. Let $ a$, $ b$, $ c$, $ d$ be positive real numbers such that $ abcd = 1$ and $ a + b + c + d > \dfrac{a}{b} + \dfrac{b}{c} + \dfrac{c}{d} + \dfrac{d}{a}$. Prove that \[ a + b + c + d < \dfrac{b}{a} + \dfrac{c}{b} + \dfrac{d}{c} + \dfrac{a}{d}\]
  6. Let $ f: \mathbb{R}\to\mathbb{N}$ be a function which satisfies $$f\left(x + \dfrac{1}{f(y)}\right) = f\left(y + \dfrac{1}{f(x)}\right)$$ for all $ x$, $ y\in\mathbb{R}$. Prove that there is a positive integer which is not a value of $ f$.
  7. Prove that for any four positive real numbers $ a$, $ b$, $ c$, $ d$ the inequality \[ \frac {(a - b)(a - c)}{a + b + c} + \frac {(b - c)(b - d)}{b + c + d} + \frac {(c - d)(c - a)}{c + d + a} + \frac {(d - a)(d - b)}{d + a + b}\ge 0\] holds. Determine all cases of equality.

Combinatorics

  1. In the plane we consider rectangles whose sides are parallel to the coordinate axes and have positive length. Such a rectangle will be called a box. Two boxes intersect if they have a common point in their interior or on their boundary. Find the largest $ n$ for which there exist $ n$ boxes $ B_1$, $ \ldots$, $ B_n$ such that $ B_i$ and $ B_j$ intersect if and only if $ i\not\equiv j\pm 1\pmod n$.
  2. Let $n \in \mathbb N$ and $A_n$ set of all permutations $(a_1, \ldots, a_n)$ of the set $\{1, 2, \ldots , n\}$ for which \[k|2(a_1 + \cdots+ a_k), \text{ for all } 1 \leq k \leq n.\] Find the number of elements of the set $A_n$.
  3. In the coordinate plane consider the set $ S$ of all points with integer coordinates. For a positive integer $ k$, two distinct points $ a$, $ B\in S$ will be called $ k$-friends if there is a point $ C\in S$ such that the area of the triangle $ ABC$ is equal to $ k$. A set $ T\subset S$ will be called $ k$-clique if every two points in $ T$ are $ k$-friends. Find the least positive integer $ k$ for which there exits a $ k$-clique with more than 200 elements.
  4. Let $ n$ and $ k$ be positive integers with $ k \geq n$ and $ k - n$ an even number. Let $ 2n$ lamps labelled $ 1$, $ 2$, ..., $ 2n$ be given, each of which can be either on or off. Initially all the lamps are off. We consider sequences of steps: at each step one of the lamps is switched (from on to off or from off to on). Let $ N$ be the number of such sequences consisting of $ k$ steps and resulting in the state where lamps $ 1$ through $ n$ are all on, and lamps $ n + 1$ through $ 2n$ are all off. Let $ M$ be number of such sequences consisting of $ k$ steps, resulting in the state where lamps $ 1$ through $ n$ are all on, and lamps $ n + 1$ through $ 2n$ are all off, but where none of the lamps $ n + 1$ through $ 2n$ is ever switched on. Determine $ \frac {N}{M}$.
  5. Let $ S = \{x_1, x_2, \ldots, x_{k + l}\}$ be a $ (k + l)$-element set of real numbers contained in the interval $ [0, 1]$; $ k$ and $ l$ are positive integers. A $ k$-element subset $ A\subset S$ is called nice if \[ \left |\frac {1}{k}\sum_{x_i\in A} x_i - \frac {1}{l}\sum_{x_j\in S\setminus A} x_j\right |\le \frac {k + l}{2kl}.\] Prove that the number of nice subsets is at least $ \dfrac{2}{k + l}\dbinom{k + l}{k}$.
  6. For $ n\ge 2$, let $ S_1$, $ S_2$, $ \ldots$, $ S_{2^n}$ be $ 2^n$ subsets of $ A = \{1, 2, 3, \ldots, 2^{n + 1}\}$ that satisfy the following property: There do not exist indices $ a$ and $ b$ with $ a < b$ and elements $ x$, $ y$, $ z\in A$ with $ x < y < z$ and $ y$, $ z\in S_a$, and $ x$, $ z\in S_b$. Prove that at least one of the sets $ S_1$, $ S_2$, $ \ldots$, $ S_{2^n}$ contains no more than $ 4n$ elements.

Geometry

  1. Let $ H$ be the orthocenter of an acute-angled triangle $ ABC$. The circle $ \Gamma_{A}$ centered at the midpoint of $ BC$ and passing through $ H$ intersects the sideline $ BC$ at points $ A_{1}$ and $ A_{2}$. Similarly, define the points $ B_{1}$, $ B_{2}$, $ C_{1}$ and $ C_{2}$. Prove that the six points $ A_{1}$, $ A_{2}$, $ B_{1}$, $ B_{2}$, $ C_{1}$ and $ C_{2}$ are concyclic.
  2. Given trapezoid $ ABCD$ with parallel sides $ AB$ and $ CD$, assume that there exist points $ E$ on line $ BC$ outside segment $ BC$, and $ F$ inside segment $ AD$ such that $ \angle DAE = \angle CBF$. Denote by $ I$ the point of intersection of $ CD$ and $ EF$, and by $ J$ the point of intersection of $ AB$ and $ EF$. Let $ K$ be the midpoint of segment $ EF$, assume it does not lie on line $ AB$. Prove that $ I$ belongs to the circumcircle of $ ABK$ if and only if $ K$ belongs to the circumcircle of $ CDJ$.
  3. Let $ ABCD$ be a convex quadrilateral and let $ P$ and $ Q$ be points in $ ABCD$ such that $ PQDA$ and $ QPBC$ are cyclic quadrilaterals. Suppose that there exists a point $ E$ on the line segment $ PQ$ such that $ \angle PAE = \angle QDE$ and $ \angle PBE = \angle QCE$. Show that the quadrilateral $ ABCD$ is cyclic.
  4. In an acute triangle $ ABC$ segments $ BE$ and $ CF$ are altitudes. Two circles passing through the point $ A$ anf $ F$ and tangent to the line $ BC$ at the points $ P$ and $ Q$ so that $ B$ lies between $ C$ and $ Q$. Prove that lines $ PE$ and $ QF$ intersect on the circumcircle of triangle $ AEF$.
  5. Let $ k$ and $ n$ be integers with $ 0\le k\le n - 2$. Consider a set $ L$ of $ n$ lines in the plane such that no two of them are parallel and no three have a common point. Denote by $ I$ the set of intersections of lines in $ L$. Let $ O$ be a point in the plane not lying on any line of $ L$. A point $ X\in I$ is colored red if the open line segment $ OX$ intersects at most $ k$ lines in $ L$. Prove that $ I$ contains at least $ \dfrac{1}{2}(k + 1)(k + 2)$ red points.
  6. There is given a convex quadrilateral $ ABCD$. Prove that there exists a point $ P$ inside the quadrilateral such that $\angle PAB + \angle PDC$ $= \angle PBC + \angle PAD$ $= \angle PCD + \angle PBA$ $= \angle PDA + \angle PCB$ $= 90^{\circ}$ if and only if the diagonals $ AC$ and $ BD$ are perpendicular.
  7. Let $ ABCD$ be a convex quadrilateral with $ BA\neq BC$. Denote the incircles of triangles $ ABC$ and $ ADC$ by $ \omega_{1}$ and $ \omega_{2}$ respectively. Suppose that there exists a circle $ \omega$ tangent to ray $ BA$ beyond $ A$ and to the ray $ BC$ beyond $ C$, which is also tangent to the lines $ AD$ and $ CD$. Prove that the common external tangents to $ \omega_{1}$ and $\omega_{2}$ intersect on $ \omega$.

Number Theory

  1. Let $n$ be a positive integer and let $p$ be a prime number. Prove that if $a$, $b$, $c$ are integers (not necessarily positive) satisfying the equations \[ a^n + pb = b^n + pc = c^n + pa\] then $a = b = c$.
  2. Let $ a_1$, $ a_2$, $ \ldots$, $ a_n$ be distinct positive integers, $ n\ge 3$. Prove that there exist distinct indices $ i$ and $ j$ such that $ a_i + a_j$ does not divide any of the numbers $ 3a_1$, $ 3a_2$, $ \ldots$, $ 3a_n$.
  3. Let $ a_0$, $ a_1$, $ a_2$, $ \ldots$ be a sequence of positive integers such that the greatest common divisor of any two consecutive terms is greater than the preceding term; in symbols, $ \gcd (a_i, a_{i + 1}) > a_{i - 1}$. Prove that $ a_n\ge 2^n$ for all $ n\ge 0$.
  4. Let $ n$ be a positive integer. Show that the numbers \[ \binom{2^n - 1}{0},\; \binom{2^n - 1}{1},\; \binom{2^n - 1}{2},\; \ldots,\; \binom{2^n - 1}{2^{n - 1} - 1}\] are congruent modulo $ 2^n$ to $ 1$, $ 3$, $ 5$, $ \ldots$, $ 2^n - 1$ in some order.
  5. For every $ n\in\mathbb{N}$ let $ d(n)$ denote the number of (positive) divisors of $ n$. Find all functions $ f: \mathbb{N}\to\mathbb{N}$ with the following properties
    • $ d\left(f(x)\right) = x$ for all $ x\in\mathbb{N}$.
    • $ f(xy)$ divides $ (x - 1)y^{xy - 1}f(x)$ for all $ x$, $ y\in\mathbb{N}$.
  6. Prove that there are infinitely many positive integers $ n$ such that $ n^{2} + 1$ has a prime divisor greater than $ 2n + \sqrt {2n}$.
MOlympiad.NET là dự án thu thập và phát hành các đề thi tuyển sinh và học sinh giỏi toán. Quý bạn đọc muốn giúp chúng tôi chỉnh sửa đề thi này, xin hãy để lại bình luận facebook (có thể đính kèm hình ảnh) hoặc google (có thể sử dụng $\LaTeX$) bên dưới. BBT rất mong bạn đọc ủng hộ UPLOAD đề thi và đáp án mới hoặc liên hệ
Chúng tôi nhận tất cả các định dạng của tài liệu: $\TeX$, PDF, WORD, IMG,...



Name

Abel Albania AMM Amsterdam An Giang Andrew Wiles Anh APMO Austria (Áo) Ba Đình Ba Lan Bà Rịa Vũng Tàu Bắc Bộ Bắc Giang Bắc Kạn Bạc Liêu Bắc Ninh Bắc Trung Bộ Bài Toán Hay Balkan Baltic Way BAMO Bất Đẳng Thức Bến Tre Benelux Bình Định Bình Dương Bình Phước Bình Thuận Birch BMO Booklet Bosnia Herzegovina BoxMath Brazil British Bùi Đắc Hiên Bùi Thị Thiện Mỹ Bùi Văn Tuyên Bùi Xuân Diệu Bulgaria Buôn Ma Thuột BxMO Cà Mau Cần Thơ Canada Cao Bằng Cao Quang Minh Câu Chuyện Toán Học Caucasus CGMO China - Trung Quốc Chọn Đội Tuyển Chu Tuấn Anh Chuyên Đề Chuyên Sư Phạm Chuyên Trần Hưng Đạo Collection College Mathematic Concours Cono Sur Contest Correspondence Cosmin Poahata Crux Czech-Polish-Slovak Đà Nẵng Đa Thức Đại Số Đắk Lắk Đắk Nông Đan Phượng Danube Đào Thái Hiệp ĐBSCL Đề Thi Đề Thi HSG Đề Thi JMO Điện Biên Định Lý Định Lý Beaty Đỗ Hữu Đức Thịnh Do Thái Doãn Quang Tiến Đoàn Quỳnh Đoàn Văn Trung Đống Đa Đồng Nai Đồng Tháp Du Hiền Vinh Đức Duyên Hải Bắc Bộ E-Book EGMO ELMO EMC Epsilon Estonian Euler Evan Chen Fermat Finland Forum Of Geometry Furstenberg G. Polya Gặp Gỡ Toán Học Gauss GDTX Geometry Gia Lai Gia Viễn Giải Tích Hàm Giảng Võ Giới hạn Goldbach Hà Giang Hà Lan Hà Nam Hà Nội Hà Tĩnh Hà Trung Kiên Hải Dương Hải Phòng Hậu Giang Hậu Lộc Hilbert Hình Học HKUST Hòa Bình Hoài Nhơn Hoàng Bá Minh Hoàng Minh Quân Hodge Hojoo Lee HOMC HongKong HSG 10 HSG 10 Bắc Giang HSG 10 Thái Nguyên HSG 11 HSG 11 Bắc Giang HSG 11 Thái Nguyên HSG 12 HSG 12 2010-2011 HSG 12 2011-2012 HSG 12 2012-2013 HSG 12 2013-2014 HSG 12 2014-2015 HSG 12 2015-2016 HSG 12 2016-2017 HSG 12 2017-2018 HSG 12 2018-2019 HSG 12 2019-2020 HSG 12 2020-2021 HSG 12 2021-2022 HSG 12 Bắc Giang HSG 12 Đồng Tháp HSG 12 Quảng Nam HSG 12 Quảng Ninh HSG 12 Thái Nguyên HSG 9 HSG 9 2010-2011 HSG 9 2011-2012 HSG 9 2012-2013 HSG 9 2013-2014 HSG 9 2014-2015 HSG 9 2015-2016 HSG 9 2016-2017 HSG 9 2017-2018 HSG 9 2018-2019 HSG 9 2019-2020 HSG 9 2020-2021 HSG 9 2021-202 HSG 9 2021-2022 HSG 9 Bắc Giang HSG 9 Đồng Tháp HSG 9 Quảng Nam HSG 9 Quảng Ninh HSG Cấp Trường HSG Quốc Gia HSG Quốc Tế Hứa Lâm Phong Hứa Thuần Phỏng Hùng Vương Hưng Yên Hương Sơn Huỳnh Kim Linh Hy Lạp IMC IMO IMT India - Ấn Độ Inequality InMC International Iran Jakob JBMO Jewish Journal Junior K2pi Kazakhstan Khánh Hòa KHTN Kiên Giang Kim Liên Kon Tum Korea - Hàn Quốc Kvant Kỷ Yếu Lai Châu Lâm Đồng Lạng Sơn Langlands Lào Cai Lê Hải Châu Lê Hải Khôi Lê Hoành Phò Lê Khánh Sỹ Lê Minh Cường Lê Phúc Lữ Lê Phương Lê Quý Đôn Lê Viết Hải Lê Việt Hưng Leibniz Long An Lớp 10 Lớp 10 Chuyên Lớp 10 Không Chuyên Lớp 11 Lục Ngạn Lượng giác Lương Tài Lưu Giang Nam Lý Thánh Tông Macedonian Malaysia Margulis Mark Levi Mathematical Excalibur Mathematical Reflections Mathematics Magazine Mathematics Today Mathley MathLinks MathProblems Journal Mathscope MathsVN MathVN MEMO Metropolises Mexico MIC Michael Guillen Mochizuki Moldova Moscow MYM MYTS Nam Định Nam Phi National Nesbitt Newton Nghệ An Ngô Bảo Châu Ngô Việt Hải Ngọc Huyền Nguyễn Anh Tuyến Nguyễn Bá Đang Nguyễn Đình Thi Nguyễn Đức Tấn Nguyễn Đức Thắng Nguyễn Duy Khương Nguyễn Duy Tùng Nguyễn Hữu Điển Nguyễn Mình Hà Nguyễn Minh Tuấn Nguyễn Phan Tài Vương Nguyễn Phú Khánh Nguyễn Phúc Tăng Nguyễn Quản Bá Hồng Nguyễn Quang Sơn Nguyễn Tài Chung Nguyễn Tăng Vũ Nguyễn Tất Thu Nguyễn Thúc Vũ Hoàng Nguyễn Trung Tuấn Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Văn Huyện Nguyễn Văn Mậu Nguyễn Văn Nho Nguyễn Văn Quý Nguyễn Văn Thông Nguyễn Việt Anh Nguyễn Vũ Lương Nhật Bản Nhóm $\LaTeX$ Nhóm Toán Ninh Bình Ninh Thuận Nội Suy Lagrange Nội Suy Newton Nordic Olympiad Corner Olympiad Preliminary Olympic 10 Olympic 10/3 Olympic 11 Olympic 12 Olympic 24/3 Olympic 24/3 Quảng Nam Olympic 27/4 Olympic 30/4 Olympic KHTN Olympic Sinh Viên Olympic Tháng 4 Olympic Toán Olympic Toán Sơ Cấp PAMO Phạm Đình Đồng Phạm Đức Tài Phạm Huy Hoàng Pham Kim Hung Phạm Quốc Sang Phan Huy Khải Phan Thành Nam Pháp Philippines Phú Thọ Phú Yên Phùng Hồ Hải Phương Trình Hàm Phương Trình Pythagoras Pi Polish Problems PT-HPT PTNK Putnam Quảng Bình Quảng Nam Quảng Ngãi Quảng Ninh Quảng Trị Quỹ Tích Riemann RMM RMO Romania Romanian Mathematical Russia Sách Thường Thức Toán Sách Toán Sách Toán Cao Học Sách Toán THCS Saudi Arabia - Ả Rập Xê Út Scholze Serbia Sharygin Shortlists Simon Singh Singapore Số Học - Tổ Hợp Sóc Trăng Sơn La Spain Star Education Stars of Mathematics Swinnerton-Dyer Talent Search Tăng Hải Tuân Tạp Chí Tập San Tây Ban Nha Tây Ninh Thạch Hà Thái Bình Thái Nguyên Thái Vân Thanh Hóa THCS Thổ Nhĩ Kỳ Thomas J. Mildorf THPT Chuyên Lê Quý Đôn THPTQG THTT Thừa Thiên Huế Tiền Giang Tin Tức Toán Học Titu Andreescu Toán 12 Toán Cao Cấp Toán Chuyên Toán Rời Rạc Toán Tuổi Thơ Tôn Ngọc Minh Quân TOT TPHCM Trà Vinh Trắc Nghiệm Trắc Nghiệm Toán Trại Hè Trại Hè Hùng Vương Trại Hè Phương Nam Trần Đăng Phúc Trần Minh Hiền Trần Nam Dũng Trần Phương Trần Quang Hùng Trần Quốc Anh Trần Quốc Luật Trần Quốc Nghĩa Trần Tiến Tự Trịnh Đào Chiến Trường Đông Trường Hè Trường Thu Trường Xuân TST TST 2010-2011 TST 2011-2012 TST 2012-2013 TST 2013-2014 TST 2014-2015 TST 2015-2016 TST 2016-2017 TST 2017-2018 TST 2018-2019 TST 2019-2020 TST 2020-2021 TST 2021-2022 TST Bắc Giang TST Đồng Tháp TST Quảng Nam TST Quảng Ninh TST Thái Nguyên Tuyên Quang Tuyển Sinh Tuyển Sinh 10 Tuyển Sinh 10 Đồng Tháp Tuyển Sinh 10 Quảng Nam Tuyển Sinh 10 Quảng Ninh Tuyển Sinh 10 Thái Nguyên Tuyển Sinh 2010-2011 Tuyển Sinh 2011-2012 Tuyển Sinh 2011-2022 Tuyển Sinh 2012-2013 Tuyển Sinh 2013-2014 Tuyển Sinh 2014-2015 Tuyển Sinh 2015-2016 Tuyển Sinh 2016-2017 Tuyển Sinh 2017-2018 Tuyển Sinh 2018-2019 Tuyển Sinh 2019-2020 Tuyển Sinh 2020-2021 Tuyển Sinh 2021-202 Tuyển Sinh 2021-2022 Tuyển Sinh THPT Bắc Giang Tuyển Tập Tuymaada UK - Anh Undergraduate USA - Mỹ USA TSTST USAJMO USATST USEMO Uzbekistan Vasile Cîrtoaje Vật Lý Viện Toán Học Vietnam Viktor Prasolov VIMF Vinh Vĩnh Long Vĩnh Phúc Virginia Tech VLTT VMEO VMF VMO VNTST Võ Anh Khoa Võ Quốc Bá Cẩn Võ Thành Văn Vojtěch Jarník Vũ Hữu Bình Vương Trung Dũng WFNMC Journal Wiles Yên Bái Yên Định Yên Thành Zhautykov Zhou Yuan Zhe
false
ltr
item
MOlympiad.NET: [Shortlists] International Mathematical Olympiad 2008
[Shortlists] International Mathematical Olympiad 2008
MOlympiad.NET
https://www.molympiad.net/2017/08/imo-2008-shortlists.html
https://www.molympiad.net/
https://www.molympiad.net/
https://www.molympiad.net/2017/08/imo-2008-shortlists.html
true
2506595080985176441
UTF-8
Not found any posts Not found any related posts VIEW ALL Readmore Reply Cancel reply Delete By Home PAGES POSTS View All RECOMMENDED FOR YOU Tag ARCHIVE SEARCH ALL POSTS Not found any post match with your request Back Home Contents See also related Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat January February March April May June July August September October November December Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec just now 1 minute ago $$1$$ minutes ago 1 hour ago $$1$$ hours ago Yesterday $$1$$ days ago $$1$$ weeks ago more than 5 weeks ago Followers Follow Copy All Code Select All Code All codes were copied to your clipboard Can not copy the codes / texts, please press [CTRL]+[C] (or CMD+C with Mac) to copy THIS PREMIUM CONTENT IS LOCKED
PLEASE FOLLOW THE INSTRUCTIONS TO VIEW THIS CONTENT
NỘI DUNG CAO CẤP NÀY ĐÃ BỊ KHÓA
XIN HÃY LÀM THEO HƯỚNG DẪN ĐỂ XEM NỘI DUNG NÀY
STEP 1: SHARE THIS ARTICLE TO A SOCIAL NETWORK
BƯỚC 1: CHIA SẺ BÀI VIẾT NÀY LÊN MẠNG XÃ HỘI
STEP 2: CLICK THE LINK ON YOUR SOCIAL NETWORK
BƯỚC 2: BẤM VÀO ĐƯỜNG DẪN TRÊN MẠNG XÃ HỘI CỦA BẠN