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2021 IMO Problem 6 [대수/조합] 문제: \(2\) 이상의 양의 정수 \(m\)에 대하여 정수들의 유한집합 \(A\)의 부분집합 \(B_1, B_2, ..., B_m\)은 각각의 \(k=1, 2, ..., m\)에 대하여 \(B_k\)의 모든 원소의 합이 \(m^k\)이다. 이 때, \( n(A)\geq m/2 \)임을 증명하여라. 2021 국제수학올림피아드 마지막 문제이다. 짧지만 풀기 어려운 문제다. hint 1) 더보기 \(m^1, m^2, ... , m^k\)를 보니 왠지 \(m\)진법이 떠오른다. hint 2) 더보기 더블카운팅을 이용해보자. 풀이) 더보기 \(A=\left\{a_1, a_2, ..., a_n \right\}\)라고 하자. \(B_k\)는 원소의 합이 \(m^k\)이므로, 다음과 같이 표현 가능하다. $$ m^k.. 2023. 12. 19.
아이디어 문제 1개 문제: 양의 실수 \(a_1, a_2, ... , a_n\)에 대하여, \(b_i=(a_{i-1}+a_{i+1})/a_i \) 로 정의한다. (단, \(a_0=a_n, a_{n+1}=a_1 \)) 이 때, 다음 조건이 성립한다. (조건): 모든 \(1\leq i, j\leq n \)에 대해 \(a_i \leq a_j \)와 \(b_i \leq b_j \)는 필요충분조건이다. 이 때, 수열 \(a_n\)은 모든 항이 같음을 보여라. (풀이) 더보기 \(m=\min(a_1, ..., a_n)\)이라 하고, \(M=\max(a_1, ..., a_n)\)이라 하자. 어떤 \(x, y\)가 존재하여 \(a_x=m, a_y=M\)을 만족한다. \(a_x \leq a_y\)가 성립함은 자명하다. 이 때, $$ b_x.. 2023. 12. 16.
재밌는 대수문제 2개 시험기간이라 그런지 요즘 경시문제푸는게 시간순삭이다 문제: 양의 정수 \(a_1, a_2, ... , a_n\)과 \(k, M\)은 다음 조건을 만족시킨다. $$ \frac{1}{a_1}+\frac{1}{a_2}+...+\frac{1}{a_n}=k\quad , \quad a_1a_2...a_n=M $$ 이 때, \(M>1\)이면 다항식 \(P(x)=M(x+1)^k-(x+a_1)(x+a_2)...(x+a_n)\)은 양의 실근을 갖지 않음을 증명하여라. basic한 아이디어를 사용하는 문제. IMO shortlist A1문제이다. hint) 더보기 부등식 0순위 산술기하를 잘 써보자. 풀이) 더보기 산술기하 부등식에 의해, \(x>0\)에 대해 다음 식이 성립한다. $$ x+a_i=(x+1)+(a_i-1)=.. 2023. 12. 10.
재밌는 경시문제 2개 APMO에 출제되었던 재밌는 두 문제를 소개한다. 문제 1. 양의 정수 \(a, b, c\)에 대해 \(a^2+b+c, b^2+c+a, c^2+a+b\) 모두가 완전제곱수가 되는 \(a, b, c\)는 존재하지 않음을 증명하여라. 풀이) 더보기 \(a^2+b+c\)는 \(a^2\) 보다 큰 완전제곱수이므로, \( a^2+b+c\geq (a+1)^2\) 가 성립한다. 즉, \(b+c\geq 2a+1\)이다. 마찬가지로, $$ \left\{\begin{matrix} b+c\geq 2a+1 \\ c+a\geq 2b+1 \\ a+b\geq 2c+1 \end{matrix}\right. $$ 이다. 세 변을 모두 더하면 \(0\geq 3\) 이므로 모순이다. 문제 2. 실수 수열 \(a_n\)는 모든 양의 정수 \.. 2023. 12. 5.