Fjölval | stæ.is

Dæmi 15. Neðra stig 1996-97

Á myndinni hér fyrir neðan má sjá ellefu ferningslaga spjöld sem hafa verið lögð á borð. Í hvaða röð voru fyrstu sjö spjöldin lögð á borðið?

Lausn

Lítum á spjald $F$. Undir því liggur spjald $E$, sem aftur liggur ofan á spjaldi $D$. Spjöld $C$ og $G$ liggja bæði undir $D$. Ef spjald $G$ lægi ofaná spjaldi $C$, þá myndi sjást í spjald $G$ milli spjalda $B$ og $D$. Svo er hinsvegar ekki og því liggur spjald $C$ ofan á spjaldi $G$. Þau spjöld sem við höfum þegar nefnt voru því lögð niður í röðinni $G$, $C$, $D$, $E$, $F$. Nú er spjald $A$ undir spjaldi $B$, spjald $I$ undir spjaldi $A$ og spjald $J$ undir spjaldi $I$. Spjöldin $H$, $K$ og $F$ eru öll undir spjaldi $J$. Nú sést í hornið á spjaldi $H$ milli spjalda $J$ og $B$ ofan á spjaldi $F$ og því liggur spjald $H$ ofan á spjaldi $F$ og ljóst er að spjald $K$ liggur ofan á spjaldi $H$. Sjáum þá að síðustu $7$ spjöldin voru lögð á borðið í röðinni $F$, $H$, $K$, $J$, $I$, $A$, $B$.

Dæmi 4. Neðra stig 1996-97

Ef $m=\frac{a b c}{a-b}$, þá er $b$ jafnt

Lausn

Ef $m=\frac{a b c}{a-b}$, þá er $(a-b)m=a b c$ svo að $m a=m b+a b c=b(m+a c)$ og því er $b=\frac{m a}{m+a c}$.

Dæmi 5. Neðra stig 1996-97

Rúta keyrir eftir vegi á $72$ km hraða á klukkustund. Fram úr henni fer trukkur sem keyrir á $90$ km hraða á klukkustund. Jörmunrekur situr í rútunni og tekur eftir því að trukkurinn er nákvæmlega $2$ sekúndur að fara fram hjá honum. Hve langur er trukkurinn?

Lausn

Við getum hugsað okkur að rútan sé kyrrstæð og trukkurinn fari fram hjá á hraðanum $90-72=18$ km á klukkustund. Lengd trukksins er sú vegalengd sem hann fer á $2$ sekúndum. Nú er $$ 18\,\text{km/klst}=\frac{18000\,\text{m}}{3600\,\text{s}}=5\,\text{m/s}$$ svo að lengd trukksins er $5\,\text{m/s}\cdot 2\,\text{s}=10\,\text{m}$.

Dæmi 6. Neðra stig 1996-97

Krossinn hér til hliðar er búinn til úr $6$ eins ferningum. Ummál hans er $7$. Hvert er flatarmál hans?

Lausn

Ummál krossins er fjórtánföld hliðarlengd ferninganna. Gefið er að ummálið er $7$ svo að hliðarlengd ferninganna er $7/14=\text{0,5}$. Flatarmál hvers fernings er þá $(\text{0,5})^2=\text{0,25}$ og flatarmál krossins alls því $6\cdot \text{0,25}=\text{1,5}$.

Dæmi 7. Neðra stig 1996-97

Í þríhyrningnum $A B C$ er hornið $\angle C$ rétt, $|A C|=6$ og $|B C|=8$. Punktur $D$ liggur á hliðinni $A B$ og punktur $E$ á hliðinni $B C$, þannig að $\angle B E D=90^\circ$. Ef $|D E|=4$, þá er lengd striksins $B D$ jöfn

Lausn

Regla Pýþagorasar gefur að $$|A B|=\sqrt{|A C|^2+|B C|^2}=\sqrt{36+64}=10.$$ Nú eru þríhyrningarnir $A B C$ og $D B E$ einslaga þar sem $\angle D B E=\angle A B C$ og hornin $\angle B E D$, $\angle B C A$ eru bæði rétt. Þessvegna er $$ \frac{2}{3}=\frac{4}{6}=\frac{|D E|}{|A C|}=\frac{|B D|}{|A B|}=\frac{|B D|}{10},$$ svo að $|B D|=\frac{20}{3}$.

Dæmi 8. Neðra stig 1996-97

Þversumma tölunnar $10^{96}-96$ er

Lausn

Sjáum að $$ 10^{96}-96=1\underbrace{00\cdots0}_{96}-96=\underbrace{99\cdots9}_{94}04. $$ Því er þversumma tölunnar $10^{96}-96$ jöfn $94\cdot 9+0+4=850$.

Dæmi 9. Neðra stig 1996-97

Ef $f(x)=a x^4-b x^2+x+5$ og $f(-3)=2$, þá er $f(3)$ jafnt

Lausn

Höfum að $$ f(3)-f(-3)=(a\cdot 3^4-b\cdot 3^2+3+5)-(a\cdot 3^4-b\cdot 3^2-3+5)=6. $$ Því er $f(3)=f(-3)+6=8$.

Dæmi 10. Neðra stig 1996-97

Lengd kassa vex um $2\%$ og breidd hans um $3\%$, en hæð hans minnkar um $5\%$. Hvernig breytist rúmmál kassans?

Lausn

Segjum að upphaflega hafi lengd kassans verið $l$, breidd hans $b$ og hæð hans $h$. Upphaflega rúmmálið var þá $l\cdot b\cdot h$. Eftir breytinguna er lengdin $\text{1,02}\cdot l$, breiddin $\text{1,03}\cdot b$ og hæðin $\text{0,95}\cdot h$. Rúmmálið eftir breytingu er þá $$ \begin{aligned} (\text{1,02}\cdot l)\cdot (\text{1,03}\cdot b)\cdot (\text{0,95}\cdot h)&=\text{1,02}\cdot \text{1,03}\cdot \text{0,95}\cdot lbh\\ &=(1+\text{0,02})\cdot(1+\text{0,03})\cdot \text{0,95}\cdot lbh\\ &\lt (1+\text{0,05})\cdot(1-\text{0,05})\cdot lbh\\ &=(1-\text{0,0025})\cdot lbh\\ &\lt lbh \end{aligned} $$ svo það minnkar.

Dæmi 11. Neðra stig 1996-97

Heimski Hans, Mummi meinhorn, Sólveig og Venni vinur liggja öll undir grun um að hafa brotið rúðu í húsi Lalla löggu. Við yfirheyrslu þá kemur eftirfarandi fram:

Hans: „Mummi braut hana.“
Mummi: „Sólveig gerði það.“
Sólveig: „Mummi lýgur.“
Venni: „Ég gerði það ekki.“

Ef aðeins eitt þeirra segir satt og hin þrjú ljúga þá getum við ályktað:

Lausn

Ef Mummi segir satt, þá braut Sólveig rúðuna svo að Venni segir líka satt. Það er í mótsögn við forsendur því aðeins eitt þeirra segir satt. Þar með lýgur Mummi. Sólveig segir þá satt þar sem hún segir Mumma ljúga og því hlýtur Venni að ljúga því aðeins eitt þeirra segir satt. En Venni segir að hann hafi ekki brotið rúðuna, sem er lygi, svo það var Venni sem braut rúðuna.

Dæmi 12. Neðra stig 1996-97

Fimm punktar á hring eru númeraðir $1$, $2$, $3$, $4$ og $5$ eins og sýnt er á myndinni. Fló hoppar á milli punktanna réttsælis þannig að ef hún er í punkti með oddatölunúmeri, þá hoppar hún í næsta punkt, en ef númer punktsins er slétt tala þá hoppar hún yfir einn punkt. Ef flóin byrjar í punkti $5$, í hvaða punkti verður hún þá eftir $1996$ hopp?

Lausn

Flóin hoppar frá $5$ yfir í $1$, þaðan yfir í $2$ og þaðan yfir í $4$ og svo aftur yfir í $1$. Einu punktarnir sem koma til greina eru $1$, $2$ og $4$. Eftir $1, 4, 7,\ldots$ hopp er hún í $1$, eftir $2, 5, 8,\ldots$ hopp er hún í $2$ og eftir $3, 6, 9,\ldots$ hopp er hún í $4$. Til að finna hvar hún er eftir $1996$ hopp, þá deilum við $3$ upp í $1996$ og athugum afganginn. Hann er $1$ svo að flóin hoppglaða er í punkti $1$.

Stærðfræðikeppni framhaldsskólanema

Dæmi 15. Neðra stig 1996-97

Dæmi 4. Neðra stig 1996-97

Dæmi 5. Neðra stig 1996-97

Dæmi 6. Neðra stig 1996-97

Dæmi 7. Neðra stig 1996-97

Dæmi 8. Neðra stig 1996-97

Dæmi 9. Neðra stig 1996-97

Dæmi 10. Neðra stig 1996-97

Dæmi 11. Neðra stig 1996-97

Dæmi 12. Neðra stig 1996-97

Stærðfræðikeppni framhaldsskólanema

STAK