ММО-58, Ахлах, Бүс дүүрэг, F (11-12) ангилал
1.
Зүүн дээд булан нь цагаан өнгөтэй $58\times 58$ хэмжээтэй шатрын хөлгийн цагаан нүднүүдэд $29^2$ ширхэг хүүг аль ч хүү нэг нүүдлээр өөр хүү идэж чадахгүй байхаар хэдэн янзаар байрлуулж болох вэ?

Нэг нүдэнд хамгийн олондоо нэг хүү байрлуулж болно. Хүү зурагт үзүүлснээр иднэ.

Нэг нүдэнд хамгийн олондоо нэг хүү байрлуулж болно. Хүү зурагт үзүүлснээр иднэ.
Бодолт 1.
Бодлогыг $2n\times 2m$ шатрын хөлөг дээр бодолт хийе. Энэ үед байрлуулах хүүгийн тоо $mn$ ба эдгээрийг аль нь ч нэг нүүдлээр нөгөөгөө идэж чадахгүй байхаар байрлуулах боломжийн тоог $f(n, m)$ гэе.
Шатрын хөлөгөө $mn$ ширхэг $2\times 2$ жижиг квадратуудад хуваая. Тэгвэл өгсөн нөхцөл ёсоор аль ч $2\times 2$ дотор хамгийн олондоо нэг хүү байж болно. Тэгвэл дотроо хүүтэй $2\times 2$ квадратууд дараах бүлэгт хуваагдана.

Зүүн дээд буландаа хүүтэй квадратыг 1-р төрлийн квадрат, баруун доод буландаа хүүтэй квадратыг 2-р төрлийн квадрат гэж нэрлэе. 1-төрлийн квадратын дээр болон зүүн талд зөвхөн 1-төрлийн квадрат байж болно. Үүнтэй адилаар 2-төрлийн квадратын дээр болон зүүн талд зөвхөн 2-төрлийн квадрат байж болно. Иймээс 1-төрлийн квадратууд дээрээс болон зүүн тийшээ, 2-төрлийн квадратууд доороос болон баруун тийшээ хэлбэртэй дүрс үүсгэнэ. Энэ 2 дүрсийн хүрээгээр үүсэх муруй нь $2n \times 2m$ шатрын хөлөгийн баруун дээд булан хүртлэх зам болно.
Нөгөө талаас зүүн доороос баруун дээшээ чиглэлтэй зам алхам бүр нь 2 нүднээс тогтох замууд нь 1 ба 2-р төрлийн квадратын хүрээ болж чадна. Иймээс нийт замын тоо $C_{n+m}^m$ байдаг тул манай бодлогын хариу $f(n, m)=C_{n+m}^m$.
Дүгнэх аргачлал: Бодолт-I.
- Квадратаа $2\times 2$ жижиг квадратуудад хуваах санаа гаргавал 1 оноо.
- $2\times 2$ квадрат хамгийн олондоо 1 хүү байна гэвэл 1 оноо.
- 2 төрлийн квадрат байна гээд тэдгээрийн дээр болон доор, зүүн баруун талыг зөв авч үзэн дүгнэвэл 2 оноо.
- Бүтэн бодолт 7 оноо.
Бодолт 2.
Шатрын хөлөгөө $mn$ ширхэг $2\times 2$ жижиг квадратуудад хуваая. Тэгвэл өгсөн нөхцөл ёсоор аль ч $2\times 2$ дотор хамгийн олондоо нэг хүү байж болно. $2\times 2$ жижиг квадратуудын цагаан нүдний аль нэгэнд л хүү байрлаж болох тул $$f(m, n)=f(n-1, m)+f(n, m-1)$$ рекуррент томъёо гарна. Энэ рекуррент томъёог бодох замаар $f(m, n)=C_{m+n}^m$ гэж гаргана.
Дүгнэх аргачлал: Бодолт-II.
- Квадратаа $2\times 2$ жижиг квадратуудад хуваах санаа гаргавал 1 оноо.
- $2\times 2$ квадрат хамгийн олондоо 1 хүү байна гэвэл 1 оноо.
- Рекуррент харьцаагаа зөв бичвэл 2 оноо.
- Бүтэн бодолт 7 оноо.
2.
$ABC$ гурвалжны $BC$ тал дээр $D$ цэгийг $AD=2BD$ байхаар авч болдог байв. $D$ цэгээс $AB$ шулуун руу буулгасан перпендикулярын суурийг $E$, $AC$ шулуун руу буулгасан перпендикулярын суурийг $F$ гэе. $D$ цэгийг дайрсан $BC$ шулуунтай перпендикуляр шулуун $EF$ хэрчимтэй $M$ цэгт огтлолцоно. $M$ цэгийг дайруулан $BC$ шулуунтай параллел шулуун татахад $AB$ талыг $K$ цэгт, $AC$ талыг $L$ цэгт огтолж байв. $DL=2BK$ гэж батал.
Бодолт 1.

$\angle KED=\angle KMD=90^\circ$ учраас $K, E, D, M$ цэгүүд нэг тойрог дээр оршино.
$\angle LMD=\angle LFD=90^\circ$ учраас $M, D, L, F$ цэгүүд нэг тойрог дээр оршино. Эндээс
\[ \angle BAD=\angle EFD=\angle MFD=\angle MLD=\angle KLD \]
мөрдөж $A, K, D, L$ цэгүүд нэг тойрог дээр оршино. Эндээс
\[ \angle BKD=\angle ALD,~ \angle ADL=\angle AKL=\angle ABC\] болж $\triangle KBD\sim \triangle LDA$ гарна. Төсөөгийн харьцаагаар
$\dfrac{1}{2}=\dfrac{BD}{AD}=\dfrac{BK}{DL}$ болж $DL=2BK$ батлагдана.
Онооны схем
- "$A, K, D, L$ цэгүүд нэг тойрог дээр оршино'' гэсэн үр дүн, мөн үүнтэй эквивалент үр дүнд 3 оноо,
- "$AOK$, $BDK$ гурвалжнууд төсөөтэй" гэж баталбал 3 оноо,
- Бүтэн бодолт 7 оноо
3.
$1$ радиустай тойрог багтаасан тэгш өнцөгт гурвалжны талбай хамгийн багадаа хэд байх вэ?
4.
${\underbrace{99 \dots 99}_{2997}}$ тоо ${998001}$-д хуваагдахыг харуулж, ногдворын сүүлийн дөрвөн оронг ол.