Παραθέτω τα θέματα του 18ου IMC 2011 (Διεθνής Διαγωνισμός Μαθηματικών για φοιτητές) ο οποίος ολοκληρώθηκε χτες με την απονομή των μεταλλίων.
ΠΡΩΤΗ ΜΕΡΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ - 30/07/2011
Πρόβλημα 1
Έστω συνεχής συνάρτηση

. Ένα σημείο

λέγεται
σκιώδες αν υπάρχει σημείο

ώστε
 > f\left( x \right)})
. Έστω οι πραγματικοί

για τους οποίους
- όλα τα σημεία του ανοικτού διαστήματος
είναι σκιώδη σημεία.
- τα
και
δεν είναι σκιώδη σημεία.
Αποδείξτε ότι:
α)
 \leq f\left( b \right)})
για κάθε

.
β)
 = f\left( b \right)})
.
Πρόβλημα 2
Υπάρχει πραγματικός πίνακας

,

ώστε
 = 0})
και

;
(

είναι ο ανάστροφος του

ενώ
)
είναι το ίχνος (άθροισμα διαγώνιων στοιχείων) του πίνακα

)
Πρόβλημα 3
Έστω

ένας πρώτος αριθμός.Καλούμε
ενδιαφέροντα έναν θετικό ακέραιο

αν
f\left( x \right) + pg\left( x \right)})
για κάποια πολυώνυμα

με ακέραιους συντελεστές.
α) Αποδείξτε ότι ο αριθμός

είναι ενδιαφέροντας.
β) Για ποιους

ο αριθμός

είναι ο μικρότερος ενδιαφέρων αριθμός.
Πρόβλημα 4
Έστω τα

, τα οποία είναι πεπερασμένα, μη κενά σύνολα. Ορίστε τη συνάρτηση
 = \sum\limits_{k = 1}^n {\sum\limits_{1 \leq {i_1} < {i_2} < \ldots < {i_k} \leq n} {{{( - 1)}^{k - 1}}} } {t^{|{A_{{i_1}}} \cup {A_{{i_2}}} \cup \ldots \cup {A_{{i_k}}}|}}.})
.
Αποδείξτε ότι η

είναι μη φθίνουσα στο

.
(Το

συμβολίζει τον αριθμό των στοιχείων του Α)
Πρόβλημα 5
Έστω

ένας θετικός ακέραιος και έστω

ένας
)
-διάστατος διανυσματικός χώρος υπέρ του σώματος των δύο στοιχείων. Να αποδειχθεί ότι για τυχόντα διανύσματα

υπάρχει ακολουθία

δεικτών έτσι ώστε
ΔΕΥΤΕΡΗ ΜΕΡΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ - 31/07/2011
Πρόβλημα 1
Έστω
 \subset \left( {\frac{1}{2},1} \right)})
. Ορίστε την ακολουθία

,

. Μπορεί αυτή η τελευταία ακολουθία να μη συγκλίνει? Βρείτε όλες τις δυνατές τιμές του ορίου της συγκεκριμένης ακολουθίας, όταν αυτό υπάρχει.
Πρόβλημα 2
Μια εξωγήινη φυλή έχει τρία φύλα: αρσενικό,θυληκό και ουδέτερο. Μια παντρεμένη τριάδα αποτελείται από τρία άτομα, ένα από κάθε φύλο, από τα οποία ο καθένας αρέσει στον άλλον. Κάθε άτομο επιτρέπεται να ανήκει στο πολύ μια παντρεμένη τριάδα. Τα αισθήματα είναι πάντα αμοιβαία. (Αν ο

αρέσει τον

, τότε ο

αρέσει τον

)
H φυλή θέλει να αποικήσει έναν πλανήτη, οποτε στέλνει

αρσενικά,

θυληκά και

ουδέτερα. Κάθε μέλος της αποστολής αρέσει τουλάχιστον

μέλη των υπολοίπων δύο φύλων. Το πρόβλημα είναι να δημιουργηθούν όσο το δυνατόν περισσότερες παντρεμένες τριάδες για να αποικήσουν τον πλανήτη.
α) Αποδείξτε ότι ότι αν ο

είναι άρτιος και

, τότε μπορεί να μην υπάρχει καμία παντρεμένη τριάδα.
β) Αποδείξτε ότι αν

, τότε μπορούν να δημιουργηθούν πάντα

παντρεμένες τριάδες.
Πρόβλημα 3
Υπολογίστε το:
Πρόβλημα 4
Έστω

ένα πολυώνυμο με πραγματικούς συντελέστές βαθμού

. Έστω πως το κλάσμα
 - f\left( y \right)}}{{x - y}}})
είναι ακέραιο για κάθε

. Αποδείξτε ότι το κλάσμα
 - f\left( b \right)}}{{a - b}}})
είναι ακέραιο για κάθε δύο διαφορετικούς ακέραιους

.
Πρόβλημα 5
Έστω

κυρτό πολύγωνο στο επίπεδο. Ορίζουμε για κάθε

την πράξη

η οποία αντικαθιστά το

με ένα νέο πολύγωνο
=A_0A_1 \cdots A_{k-1}A^{'}_k A_{k+1} \cdots A_n)
όπου το

είναι το συμμετρικό του

ως προς την μεσοκάθετη της ευθείας

. Να αποδειχθεί ότι
^n(F)=F)
.
*** Η εξέταση και τις 2 μέρες είχε διάρκεια 5 ώρες.