Олимпиадные задачи из источника «2009-2010» для 10 класса

Для каждого натурального <i>n</i> обозначим через <i>S_n</i> сумму первых <i>n</i> простых чисел:  <i>S</i>₁ = 2,  <i>S</i>₂ = 2 + 3 = 5,  <i>S</i>₃ = 2 + 3 + 5 = 10,  ... .

Могут ли два подряд идущих члена последовательности (<i>S_n</i>) оказаться квадратами натуральных чисел?

Семь лыжников с номерами 1, 2, ... , 7 ушли со старта по очереди и прошли дистанцию – каждый со своей постоянной скоростью. Оказалось, что каждый лыжник ровно дважды участвовал в обгонах. (В каждом обгоне участвуют ровно два лыжника – тот, кто обгоняет, и тот, кого обгоняют.) По окончании забега должен быть составлен протокол, состоящий из номеров лыжников в порядке финиширования. Докажите, что в забеге с описанными свойствами может получиться не более двух различных протоколов.

<img align="right" src="/storage/problem-media/115364/problem_115364_img_2.gif"> Назовём лестницей высоты <i>n</i> фигуру, состоящую из всех клеток квадрата <i>n</i>×<i>n</i>, лежащих не выше диагонали (на рисунке показана лестница высоты 4). Сколькими различными способами можно разбить лестницу высоты <i>n</i> на несколько прямоугольников, стороны которых идут по линиям сетки, а площади попарно различны?

Существуют ли три попарно различных ненулевых целых числа, сумма которых равна нулю, а сумма тринадцатых степеней которых является квадратом некоторого натурального числа?

Прямые, касающиеся окружности ω в точках <i>B</i> и <i>D</i>, пересекаются в точке <i>P</i>. Прямая, проходящая через <i>P</i>, высекает на окружности хорду <i>AC</i>. Через точку отрезка <i>AC</i> проведена прямая, параллельная <i>BD</i>. Докажите, что она делит длины ломаных <i>ABC</i> и <i>ADC</i> в одинаковых отношениях.

Ненулевые числа <i>a, b, c</i> таковы, что  <i>ax</i>² + <i>bx + c > cx</i>  при любом <i>x</i>. Докажите, что  <i>cx</i>² – <i>bx + a > cx – b</i>  при любом <i>x</i>.

Натуральное число<i>b</i>назовём<i>удачным</i>, если для любого натурального<i>a</i>, такого, что<i>a</i>⁵делится на<i>b</i>², число<i>a</i>² делится на<i>b</i>. Найдите количество удачных натуральных чисел, меньших 2010.

В клетки квадрата 100×100 расставили числа 1, 2, ..., 10000, каждое – по одному разу; при этом числа, различающиеся на 1, записаны в соседних по стороне клетках. После этого посчитали расстояния между центрами каждых двух клеток, числа в которых различаются ровно на 5000. Пусть <i>S</i> – минимальное из этих расстояний. Какое наибольшее значение может принимать <i>S</i>?

Целые числа <i>a, b, c</i> таковы, что значения квадратных трёхчленов  <i>bx</i>² + <i>cx + a</i>  и  <i>cx</i>² + <i>ax + b</i>  при  <i>x</i> = 1234  совпадают.

Может ли первый трёхчлен при  <i>x</i> = 1  принимать значение 2009?

В основании четырёхугольной пирамиды<i> SABCD </i>лежит параллелограмм<i> ABCD </i>. Докажите, что для любой точки<i> O </i>внутри пирамиды сумма объёмов тетраэдров<i> OSAB </i>и<i> OSCD </i>равна сумме объёмов тетраэдров<i> OSBC </i>и<i> OSDA </i>.

Углы треугольника<i> α, β, γ </i>удовлетворяют неравенствам<i> sin α > cos β, sin β > cos γ, sin γ > cos α </i>. Докажите, что треугольник остроугольный.

Назовём тройку натуральных чисел  (<i>a, b, c</i>)  <i>квадратной</i>, если они образуют арифметическую прогрессию (именно в таком порядке), число <i>b</i> взаимно просто с каждым из чисел <i>a</i> и <i>c</i>, а число <i>abc</i> является точным квадратом. Докажите, что для любой квадратной тройки найдётся другая квадратная тройка, имеющая с ней хотя бы одно общее число. (Тройка  (<i>c, b, a</i>)  новой тройкой не считается.)