La base de datos contiene
22 problemas.
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Sea $x$ un número verificando $x+\frac{1}{x}=1$. Calcular l valor de $x^9+\frac{1}{x^9}$.
Solución.
Tenemos la relación $x^2+1=x$, por tanto $x$ es una raíz del polinomio $X^2-X+1$.
Al considerar el olinomio $X^2-X+1$ y multiplicarlo por $X+1$ se tiene $X^3+1$, y al valorarlo en $X=x$ se tiene $x^3+1=0$, por tanto $x^3=-1$.
Entonces $x^9+\frac{1}{x^9}=-1+\frac{1}{-1}=-2$.
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En una Olimpíada Matemática ningún alumno ha resuelto todos los problemas, pero todos los problemas han sido resueltos por algún alumno. Prueba que hay alumnos $A$ y $B$ tales que $A$ ha resuelto un problema, por ejemplo $P_A$, que no ha resuelto $B$, y $B$ ha resuelto un problema, por ejemplo $P_B$, que no ha resuelto $A$.
Pista. Analiza qué ocurre cuando todos los problemas que ha resuelto un alumno $A$ los han resuelto también el resto de los alumnos.
Solución. Tenemos alumnos $A_1,\ldots,A_t$, y llamamos $a_i$ al conjunto de problemas que ha resuelto el alumno $A_i$. Si $p$ es el total de problemas, se verifica $p=\cup_{i=1}^ta_i$.
par
Si para todos los índices $i\neq{j}$ se verifica $a_i=a_j$, entonces $a_1=\cup_{i=1}^ta_i=p$, lo que es una contradicción. Existen pues índices $i\neq{j}$ tales que $a_i\neq{a_j}$. Supongamos que $i=1$, $j=2$ y $a_1\subset{a_j}$, entonces los alumnos $A_2,\ldots,A_t$ están en las mismas condiciones que los $t$ alumnos iniciales. Podemos pues descartar al alumno $A_1$. Ésto lo podemos hacer siempre que existan índices $i\neq{j}$ verificando $a_i\subset{a_j}$. Llegamos a un conjunto de alumnos $A_h,\ldots,A_t$ tales que si $ineq{j}$, entonces $a_i\not\subset{a_j}$ y $a_j\not\subset{a_i}$, y por lo tanto tenemos la solución.
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En una Olimpíada Matemática ningún alumno ha resuelto todos los problemas, pero todos los problemas han sido resueltos por algún alumno. Prueba que hay alumnos $A$ y $B$ tales que $A$ ha resuelto un problema, por ejemplo $P_A$, que no ha resuelto $B$, y $B$ ha resuelto un problema, por ejemplo $P_B$, que no ha resuelto $A$.
Pista. Analiza qué ocurre cuando todos los problemas que ha resuelto un alumno $A$ los han resuelto también el resto de los alumnos.
Solución. Tenemos alumnos $A_1,\ldots,A_t$, y llamamos $a_i$ al conjunto de problemas que ha resuelto el alumno $A_i$. Si $p$ es el total de problemas, se verifica $p=\cup_{i=1}^ta_i$.
Si para todos los índices $i\neq{j}$ se verifica $a_i=a_j$, entonces $a_1=\cup_{i=1}^ta_i=p$, lo que es una contradicción. Existen pues índices $i\neq{j}$ tales que $a_i\neq{a_j}$. Supongamos que $i=1$, $j=2$ y $a_1\subset{a_j}$, entonces los alumnos $A_2,\ldots,A_t$ están en las mismas condiciones que los $t$ alumnos iniciales. Podemos pues descartar al alumno $A_1$. Ésto lo podemos hacer siempre que existan índices $i\neq{j}$ verificando $a_i\subset{a_j}$. Llegamos a un conjunto de alumnos $A_h,\ldots,A_t$ tales que si $i\neq{j}$, entonces $a_i\not\subset{a_j}$ y $a_j\not\subset{a_i}$, y por lo tanto tenemos la solución.
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Encontrar todas las funciones reales $f$, de variable real, que satisfacen la ecuación funcional
$$
f(x+f(x+y))=f(2x)+y
$$
cualesquiera que sean $x,y$ reales
Pista. Es fácil ver que $f(0)=0$, intenta probar que $f(x)=x$ para cada $x$ real.
Solución. Si consideramos $x=f(r)$ e $y=r-f(r)$ se tiene:
$$
f(f(r)+f(f(r)+r-f(r)))=f(2f(r))+r-f(r)
$$
y desarrollando:
$$
f(2f(r))=f(2f(r))+r-f(r)
$$
luego $0=r-f(r)$, y resulta $f(r)=r$ para cada número real $r$.
OME-2018 (fase local). Ejercicio 3.
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Sea $n$ un número natural. Probar que si la cifra de las unidades de $7^n$ es $3$, la cifra de las decenas es $4$.
Pista. Trabaja módulo $100$.
Solución. Observa que módulo $100$ se tiene:
$$
7^0=1\equiv{01},\quad
7^1=7,\equiv{07}\quad
7^2=49,\equiv{49}\quad
7^3=343,\equiv{43}\quad
7^4=2401\equiv{01}.
$$
Por tanto la cifra de las unidades es $3$ para $7^{4k+3}$; en este caso la cifra de las decenas es $4$, ya que $7^{4k+3}\equiv{43}\mbox{(mod 100)}$.
OME-2018 (fase local). Ejercicio 5-2.