Olimpiadas de Matemáticas
Página de preparación y problemas

Solución. El área del triángulo $ABM$ es la misma que la del triángulo $ACM$ ya que tienen la misma base $BM=CM$ y la misma altura. Por lo tanto, si llamamos $p_1$ y $p_2$ al semiperímetro de $ABM$ y $ACM$ respectivamente, tenemos que $r_1p_1=r_2p_2$ y deducimos que \[\frac{r_1}{r_2}=\frac{p_2}{p_1}=\frac{AM+CM+AC}{AM+BM+MB}{.}\] Así, tenemos que probar que $AM+CM+AC<2(AM+BM+AB)$ o, lo que es lo mismo, $AM+CM+2AB>AC$ y esta última desigualdad es consecuencia de la desigualdad triangular $AM+CM>AC$ (en el triángulo $ACM$) y de que $2AB>0$. Informar

Solución. Escojamos aquellos números que, en base \(3\), se escriben únicamente con los dígitos \(0\) y \(1\). Está claro que hay \(2^k\) números satisfaciendo esta condición, luego bastará probar que no hay tres números de este tipo en progresión aritmética. En efecto, si \(a\lt b\lt c\) están en progresión aritmética, entonces \(2b=a+c\) pero, trabajando en base \(3\), \(2b\) sólo tiene dígitos 0 y 2 luego necesariamente \(a=c\) y, por tanto, \(a=b=c\), de donde no hay tres distintos en progresión aritmética. Informar

Solución. Probaremos el contrarrecíproco: si \(n\) es compuesto entonces \((n-1)!+1\) no es divisible entre \(n\), para lo que veremos que si \(n\neq 4\) y \(n=pq\) con \(1\lt p,q\lt n\), entonces \(n\) es un divisor de \((n-1)!\). Para probar esto último, si \(p\neq q\), tanto \(p\) como \(q\) son factores que aparecen en \((n-1)!\) ya que \(p\lt n\) y \(q\lt n\). Si, por el contrario, \(p=q\), entonces o bien \(p=2\), en cuyo caso \(n=4\) (caso que hemos aislado), o bien \(p\gt 2\) y \(n=p^2\gt 2p\), con lo que tanto \(p\) como \(2p\) aparecen en el desarrollo de \((n-1)!\) y, por tanto, \(n=p^2\) divide a \((n-1)!\). El caso \(n=4\) se comprueba directamente que verifica el enunciado. Informar

Solución. Si \(n\) es impar, entonces es de la forma \(n=2k+1\) luego podemos expresarlo como \(k+(k+1)\), donde \(k\) y \(k+1\) son mayores que uno y primos entre sí. Si \(n\) es de la forma \(n=2k\) (es decir, es par), entonces \(n=(k-1)+(k+1)\). Si \(k-1\) y \(k+1\) son primos relativos, hemos terminado. En caso contrario, el único posible factor común a \(k-1\) y \(k+1\) es \(2\) en cuyo caso ambos son pares y podemos tomar \(n=(k-2)+(k+2)\), donde cualquier divisor de \(k-2\) y \(k+2\) divide a \(4\) pero \(k-2\) y \(k+2\) son ahora impares y, por tanto, primos relativos. Observemos que la condición \(n>6\) demuestra que todos los sumandos considerados son mayores que uno. Informar

Solución. Tenemos que cada uno de los números \(p\), \(p+10\) y \(p+14\) tiene un resto distinto módulo \(3\) luego uno de ellos será multiplo de \(3\), es decir, será igual a \(3\) pues es primo. Tenemos los casos \(p=3\), \(p=-7\) y \(p=-11\). Los dos primeros son soluciones al enunciado como puede comprobarse, mientras que la última lleva a que \(p+10=-1\), que no es primo. Informar