Triennio - Liceo Silvestri

4. Alberto, Barbara, Carlo e Daria partecipano a un gioco. All’inizio, con un sorteggio,
ad ognuno viene assegnato un numero: ad Alberto 2101 + 2121 + 2180 , a Barbara
2100 + 2202 + 2400 , a Carlo 2101 + 2109 , a Daria 2100 + 2108 . Poi si svolgono vari
turni: in ogni turno, ciascun giocatore dimezza il proprio numero (se esso è pari),
oppure esce dal gioco (se è dispari). Vince chi esce per ultimo dal gioco (può darsi
che più giocatori vincano ex aequo). Chi vincerà la sfida?
(A) solo Alberto (B) Alberto e Carlo (C) solo Barbara
(D) Carlo e Daria (E) Barbara e Daria
Unione Matematica Italiana
PROGETTO OLIMPIADI DI MATEMATICA
Ministero dell’Istruzione,
dell’Università e della Ricerca
Scuola Normale Superiore
I Giochi di Archimede - Gara Triennio
T1
23 novembre 2016
• La prova è costituita da 20 problemi. Ogni domanda è seguita da cinque risposte
indicate con le lettere (A) , (B) , (C) , (D) , (E) : una sola di queste risposte è
corretta, le altre 4 sono errate.
• Ogni risposta corretta vale 5 punti, ogni risposta sbagliata vale 0 punti, ogni
problema lasciato senza risposta vale 1 punto.
• Per ciascuno dei problemi, devi trascrivere la lettera corrispondente alla risposta
che ritieni corretta nella griglia riportata qui sotto. Non sono ammesse cancellature
o correzioni sulla griglia. Non è consentito l’uso di alcun tipo di calcolatrice o di
strumenti di comunicazione.
Il tempo che hai a disposizione per svolgere la prova è di 110 minuti.
Buon lavoro e buon divertimento!
NOME
1
2
COGNOME
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
classe:
13 14 15 16
17 18 19 20
1. Una squadra di 16 persone partecipa ad un torneo sportivo. Il regolamento prevede
che in campo siano presenti sempre 11 giocatori per squadra e che, nel corso di ogni
partita (la cui durata è di 90 minuti) i 16 componenti di ogni squadra devono giocare
tutti lo stesso numero di minuti. Per quanti minuti sarà in campo ciascun giocatore
durante la partita?
(A) meno di 57 (B) tra 57 e 60 (C) tra 60 e 63 (D) tra 63 e 66 (E) più di 66
2. Quattro amici si sono stancati dei loro portachiavi e decidono di ridistribuirseli, in
modo tale che ciascuno di loro ne abbia uno differente da quello che aveva prima.
In quanti modi diversi possono scambiarsi i portachiavi?
(A) 9 (B) 11 (C) 7 (D) 10 (E) 8
3. Il prodotto di due numeri naturali è 600000. Quale può essere, al massimo, il loro
Massimo Comune Divisore?
(A) 100 (B) 3000 (C) 1 (D) 200 (E) 600
5. Sei persone (due con una maglia rossa, due con una maglia azzurra, due con una
maglia gialla), per giocare a briscola, vogliono suddividersi in tre squadre di due
persone ciascuna. In quanti modi possono effettuare la suddivisione, facendo sı̀ che
i due di ciascuna squadra abbiano maglie di colori differenti?
(A) 24 (B) 8 (C) 11 (D) 4 (E) 15
6. Ogni anno si svolge la gara a squadre delle Olimpiadi di Grammatica. Una regola
impone che ciascuna squadra sia formata da tanti membri quante sono le squadre
partecipanti quell’anno. Inoltre, si è notato che ogni anno il numero di squadre
partecipanti aumenta esattamente di 1. Indicando con x il numero complessivo di
persone partecipanti alla gara del 2016 e con y il numero di persone partecipanti
alla gara del 2000, cosa si può affermare con sicurezza riguardo al valore di x − y?
(A) che è divisibile per 32 (B) che è un quadrato perfetto
(C) che è un numero primo (D) che è divisible per 101 (E) che è dispari
7. Ad un torneo di calcio partecipano solo 4 squadre, chiamate A, B, C, D. Ad
ogni giornata, ciascuna squadra gioca una partita e, nel corso del torneo, ciascuna
squadra incontra ogni altra precisamente una volta. Dopo le prime due giornate, la
squadra A ha subito 1 rete e ne ha segnate 3, la squadra B ha segnato 4 reti senza
subirne, la squadra C ha segnato 1 rete senza subirne, la squadra D ha subito 7
reti senza segnarne. Tenendo conto che si guadagnano 3 punti per ogni vittoria, 1
punto per ogni pareggio e nessun punto in caso di sconfitta, indicare quanti punti
hanno realizzato, rispettivamente, le squadre A, B, C, D (in questo ordine) nelle
prime due giornate.
(A) 4, 6, 1, 0 (B) 4, 4, 2, 0 (C) 4, 3, 2, 1 (D) 1, 6, 4, 0 (E) 3, 4, 4, 0
8. Un motorino e una bicicletta percorrono un grande tracciato di forma quadrata,
partendo nello stesso istante da uno dei vertici e procedendo ambedue in senso
orario. Il lato del tracciato misura 90 km. Il motorino viaggia alla velocità costante
di 65 km orari, la bicicletta a 30 km orari. Dopo quante ore i due si incontreranno
di nuovo in uno dei quattro vertici del tracciato?
(A) 7 (B) 72/7 (C) 30/7 (D) 72 (E) non accadrà mai più
9. La figura qui a lato è formata da 4 archi tra loro congruenti
di circonferenze aventi raggio 1. Qual è l’area della regione
ombreggiata?
(A) 3 − π/4 (B) 1 + π/2 (C) π − 1/2
(D) 2 + π/4 (E) 4 − π/2
17. Le misure dei lati di un triangolo ABC sono: AC = BC = 10 cm, AB = 12 cm.
Quanti cm misura la parte di perimetro di ABC formata dai punti per i quali la
distanza da A è minore della distanza da C?
(A) 27/2 (B) 16 (C) 12 (D) 25/2 (E) 40/3
18. Una pulce si trova inizialmente nell’origine del piano cartesiano e può spostarsi sui
punti a coordinate intere scegliendo di volta in volta una di queste tre mosse:
10. Romeo è libero dal lavoro tutte le domeniche (e nessun altro giorno). Giulietta
lavora su una nave da crociera: rimane in mare per 10 giorni, poi ha due giorni
liberi prima di imbarcarsi di nuovo per altri 10 giorni, e cosı̀ via. Oggi, mercoledı̀
23 novembre 2016, Giulietta è a terra e s’imbarcherà domani. Quante giornate
potranno trascorrere insieme Romeo e Giulietta fino al 23 novembre 2017?
(A) 9 (B) 8 (C) 10 (D) 7 (E) 5
11. Qual è il più grande fattore primo di 312 − 1?
(A) 73 (B) 36 + 1 (C) 107 (D) 13 (E) 949
12. Si lanciano due dadi da gioco di colore rosso e un dado azzurro. Qual è la probabilità
che la somma dei punteggi dei dadi rossi sia uguale al punteggio del dado azzurro?
(A) 1/12 (B) 2/27 (C) 1/15 (D) 1/18 (E) 5/72
13. Quale√tra questi numeri
è il più √
piccolo?
√
2018
2016
2019
(A) 2017
(B) 2015
(C) 2018
(D)
√
2017
2016
(E)
14. Data un circonferenza γ avente centro O e diametro AB
“ = 60◦ , e
lungo 12 cm, sia C un punto di γ tale che AOC
sia P un punto sul prolungamento del diametro AB, dalla
parte di B, tale che OD = DP (dove D è il punto d’intersezione tra P C e γ compreso tra C e P ). Qual è l’ampiezza
“C?
dell’angolo AP
◦
(C) 20◦ (D) 18◦ (E) 24◦
(A) 15◦ (B) 452
√
2020
2019
• dal punto (x, y) salta al punto (x − 2, y − 3);
• dal punto (x, y) salta al punto (x + 4, y − 9).
Quanti sono i percorsi, realizzabili dalla pulce con le sue mosse, che la portano
dall’origine (0, 0) al punto (0, 2016)?
(A) nessuno (B) precisamente 1 (C) un numero compreso tra 5 e 20
(D) un numero compreso tra 20 e 100 (E) infiniti
19. Del quadrilatero convesso ABCD si conoscono le misure dei lati AB, BC, CD e
DA, che sono, nell’ordine, 4, 9, 6 e 11 cm. Indicati con E e F i punti medi dei lati
AB e CD, si sa inoltre che l’area del quadrilatero BEDF è di 18 cm2 . Di quanti
cm2 è l’area del quadrilatero ABCD?
(A) 27 (B) 36 (C) 24 (D) più di 50 (E) un valore tra 40 e 50
20. Dati dei numeri interi n e k, con 1 ≤ k ≤ n, definiamo un polinomio, di grado
n − 1, nel modo seguente:
C
D
p(x) =
60◦
A
• dal punto (x, y) salta al punto (x, y + 5);
O
B
(x + 1)(x + 2)...(x + n)
.
(x + k)
P
15. Osservando il calendario, Chiara si è accorta che l’anno corrente 2016 ha una particolarità: posto x = 2016 il numero dell’anno, allora x + 1 è multiplo di 1, x + 2
è multiplo di 2, x + 3 è multiplo di 3 e x + 4 è multiplo di 4, ma x + 5 non è
multiplo di 5. Quanti altri numeri interi positivi, minori di 2016, hanno la stessa
particolarità?
(A) 141 (B) 83 (C) 167 (D) 134 (E) 149
16. Dato un triangolo EF G, sia C la circonferenza ad esso circoscritta. Indichiamo con
“G con la
X il punto d’intersezione (diverso da F ) della bisettrice dell’angolo E F
˜
circonferenza C e con Y il punto medio dell’arco EG contenente F . Sapendo che
F X = 12 e F Y = 5, quanto misura il raggio della circonferenza C?
(A) 9 (B) 13/2 (C) 7 (D) 8 (E) 11/2
Ad esempio, se fosse n = 5 e k = 2, si avrebbe p(x) = (x + 1)(x + 3)(x + 4)(x + 5).
Supponiamo che, per una certa scelta di n e k, il coefficiente di xn−2 nel polinomio
p(x) sia uguale a 67. Qual è, in tal caso, il valore di n?
(A) 68 (B) 10 (C) 12 (D) 11 (E) 69
Unione Matematica Italiana
PROGETTO OLIMPIADI DI MATEMATICA
Ministero dell’Istruzione,
dell’Università e della Ricerca
Scuola Normale Superiore
I Giochi di Archimede, Gara Triennio – 23 novembre 2016
Soluzione dei problemi (l’ordine si riferisce al testo T1)
Problema 1. La risposta è (C).
Il numero complessivo di minuti giocati dai componenti di ciascuna squadra durante un incontro
è 90 · 11 = 990. Questi 990 minuti vanno divisi equamente tra i sedici componenti della squadra.
Ciascun giocatore sarà quindi in campo per 990/16 = 62, 875 minuti.
(Problema proposto da F. Caceffo)
Problema 2. La risposta è (A).
Il problema è equivalente a permutare i numeri 1, 2, 3, 4 in modo che alla posizione i non compaia il
numero i. Le nove sole possibilità per farlo sono:
2, 1, 4, 3
2, 3, 4, 1
2, 4, 1, 3
3, 1, 4, 2
3, 4, 1, 2
3, 4, 2, 1
4, 1, 2, 3
4, 3, 1, 2
4, 3, 2, 1.
(Problema proposto da A. Dal Zotto)
Problema 3. La risposta è (D).
La fattorizzazione in primi di 600000 è 26 · 3 · 55 . Se il prodotto tra a e b è 600000, saranno complessivamente presenti nelle fattorizzazioni di a e b sei fattori 2, cinque fattori 5 e un fattore 3. Il 3
non comparirà quindi nella fattorizzazione del massimo comun divisore, mentre il numero massimo
di fattori 2 e 5 si otterrà disponendo tre fattori 2 in ciascun numero, e dividendo i cinque fattori
5 disponendone due da una parte e tre dall’altra. Il massimo valore del massimo comun divisore è
quindi 23 · 52 = 200.
(Problema proposto da P. Francini)
Problema 4. La risposta è (B).
La massima potenza di 2 che divide il numero di Alberto è 2101 , ed è 2100 per Barbara, 2101 per Carlo
e 2100 per Daria. Dopo 100 turni usciranno dal gioco Barbara e Daria, mentre il turno successivo
toccherà ad Alberto e Carlo.
(Problema proposto da A. Bianchi)
Problema 5. La risposta è (B).
Le due persone con la maglia rossa non possono essere nella stessa squadra; inoltre, i loro compagni
di squadra devono avere maglie di colore diverso, altrimenti nella squadra rimanente finirebbero due
persone con la maglia dello stesso colore. Un giocatore rosso è quindi accoppiato ad un giocatore
azzurro, mentre l’altro giocatore verde è accoppiato ad un giocatore giallo. La composizione di queste
due coppie decide anche la terza. Abbiamo due possibili scelte per il giocatore rosso che gioca con
un azzurro; l’altro giocatore rosso farà squadra con un giallo. A questo punto abbiamo due scelte su
quale azzurro giochi con il primo rosso e quale giallo giochi col secondo rosso. Tutte le scelte sono
indipendenti, e abbiamo quindi in totale 2 · 2 · 2 = 8 modi di accoppiare i giocatori.
(Problema proposto da A. Bianchi)
1
Problema 6. La risposta è (A).
Ogni anno, se il numero di squadre è n, il numero totale dei partecipanti è n2 . Il numero di squadre
aumenta di 1 ogni anno. Se alla gara del 2000 hanno partecipato N squadre, si ha y = N 2 e
x = (N + 16)2 ; pertanto x − y = 32N + 256 = 32(N + 8).
(Problema proposto da G. Barbarino)
Problema 7. La risposta è (E).
La squadra D ha subito 7 reti, e deve quindi aver giocato necessariamente con le squadre A e B,
subendo 3 goal dalla squadra A e 4 dalla B, senza segnarne alcuno. Nella giornata in cui si è giocato
l’incontro A − D si è giocato anche B − C, mentre contemporaneamente a B − D si è giocato A − C.
È ora facile calcolare il risultato di ogni partita:
A−D :3−0
B−C :0−0
B−D :4−0
A−C :0−1
La classifica è quindi: 4 punti B e C, 3 punti A, 0 punti D, corrispondente alla risposta 3, 4, 4, 0.
(Problema proposto da S. Pelizzola)
Problema 8. La risposta è (D).
Detto t il tempo trascorso, misurato in ore, la strada percorsa dal motorino è pari a 65t chilometri,
e quella percorsa dalla bicicletta è 30t chilometri. La richiesta del problema equivale a trovare il
minimo valore positivo di t per il quale 30t è multiplo di 90 e la differenza dei chilometri percorsi
65t − 30t = 35t è multipla di 360. Posto 30t = 90m e 35t = 360n, con m, n interi positivi, si ottiene
t = 3m e quindi, sostituendo nella seconda equazione e semplificando, 7m = 24n. Pertanto m è un
multiplo di 24 e il tempo t sarà un multiplo di 72. È allora immediato verificare che tutti i multipli
di 72 sono soluzioni, e dunque che il minimo valore positivo possibile per t è 72.
(Problema proposto da A. Bianchi)
Problema 9. La risposta è (B).
Le quattro regioni in figura hanno tutte la stessa area. La loro unione è formata da un quadrato
centrale di lato 2, e quindi di area 4, e da quattro semicerchi di raggio 1, ciascuna di area π/2. L’area
complessiva è quindi 4 + 2π, mentre ciascuna delle quattro regioni avrà area pari a 1 + π/2.
(Problema proposto da R. Zanotto)
Problema 10. La risposta è (A).
Giulietta ha due giorni liberi ogni 12, e i primi giorni liberi dopo martedì 22 e mercoledì 23 novembre
saranno una domenica e un lunedì. Le volte successive saranno venerdì-sabato, mercoledì-giovedì,
lunedì-martedì, sabato-domenica, giovedì-venerdì e finalmente si riprenderà da martedì mercoledì.
Gli incontri tra Romeo e Giulietta avranno quindi una periodicità di 7 · 12 = 84 giorni, e i primi due
incontri saranno dopo 11 e dopo 60 giorni. Essendovi in un anno 365 giorni, gli incontri avverranno
dopo 11, 60, 95, 144, 179, 228, 263, 312, 347 giorni, e saranno quindi in totale 9.
(Problema proposto da P. Negrini)
Problema 11. La risposta è (A).
Poiché 312 − 1 = (36 − 1)(36 + 1) = 728 · 730, è facile pervenire alla fattorizzazione:
312 − 1 = (23 · 7 · 13) · (2 · 5 · 73) = 24 · 5 · 7 · 13 · 73
dunque il più grande fattore primo di 312 − 1 è 73.
(Problema proposto da R. Zanotto)
2
Problema 12. La risposta è (E).
La somma dei punteggi dei dadi rossi può essere uguale al punteggio del dado azzurro solo quando
vale 2, 3, 4, 5, 6. Tali somme vengono raggiunte con probabilità 1/36, 2/36, 3/36, 4/36, 5/36 rispettivamente. La probabilità che il punteggio del dado azzurro sia uguale è 1/6 in ognuno dei casi.
La probabilità complessiva è quindi 1/6 · (1/36 + 2/36 + 3/36 + 4/36 + 5/36) = 15/216 = 5/72.
(Problema proposto da P. Negrini)
Problema 13. La risposta è (E).
Sia n > 1. Poiché n3 = n · n2 > (n − 1)(n2 − 1) = (n − 1)2 (n + 1), si vede facilmente che
n/(n − 1)2 > (n + 1)/n2 e quindi che
√
√
n
n+1
>
.
n−1
n
√
Di conseguenza, il più piccolo tra i numeri proposti è 2020/2019.
(Problema proposto da K. Kuzmin)
Problema 14. La risposta è (C).
÷ = ODC
÷ e β = AP
÷
÷
÷ . Per il teorema dell’angolo esterno applicato
Siano α = DCO
C = OP
D = DOP
÷ = α + β; e per lo stesso teorema applicato all’angolo
all’angolo in O del triangolo COP vale AOC
÷ = 3β e AP
÷
in D del triangolo ODP vale α = 2β. Dunque AOC
C = 20◦ .
(Problema proposto da F. Caceffo)
Problema 15. La risposta è (D).
L’affermazione è equivalente a dire che x è multiplo di 1, 2, 3 e 4, ma non di 5. Dobbiamo quindi
contare gli interi positivi, minori di 2016 che siano multipli di 12, ma non di 60. Poiché 2016/12 = 168,
e 2016/60 = 33, ve ne saranno esattamente 167 − 33 = 134.
(Problema proposto da E. Tron)
Problema 16. La risposta è (B).
÷
÷
¯ e GX
¯ sono
Poiché gli angoli alla circonferenza EF
X ed GF
X sono uguali, segue che gli archi EX
¯ =Y
¯
¯ è pari
congruenti. D’altronde, lo sono anche Y¯
E e Y¯
G, per ipotesi; dunque Y¯
E + EX
G + GX
a una semicirconferenza, e XY è un diametro. Ne segue che il triangolo XF Y è retto in F , pertanto
.
XY 2 = F Y 2 + F X 2 = 52 + 122 = 169; il valore del raggio è allora 21 XY = 13
2
(Problema proposto da V. Ricciuti)
Problema 17. La risposta è (E).
Sia r l’asse del segmento AC: la parte di perimetro che ci interessa è costituita precisamente dai
punti del perimetro appartenenti al semipiano determinato da r contenente C. Siano allora R ed S i
punti in cui tale asse incontra il perimetro del triangolo, con R appartenente ad AC; è evidente che S
appartiene al lato AB, visto che il punto B dista 10 cm da C e 12 cm da A. Detta H la proiezione di
C su AB ed x = SH, si ha dunque RC = 5 e CS = AS =
√ 6 + x. Dal teorema di Pitagora applicato
al triangolo AHC e al triangolo CHB troviamo: CH = 102 − 62 = 8 e
(6 + x)2 = 82 + x2
da cui x = 37 . La parte di perimetro in considerazione vale dunque RC + CB + BS = 5 + 6 + 73 =
(Problema proposto da P. Negrini)
3
40
.
3
Problema 18. La risposta è (A).
Se la pulce effettua a mosse del primo tipo, b del secondo e c del terzo, lo spostamento complessivo
nella direzione orizzontale sarà 4c − 2b. Vogliamo muoverci dal punto (0, 0) al punto (0, 2016), e
quindi 4c − 2b deve essere uguale a 0, da cui b = 2c. Lo spostamento complessivo nella direzione
verticale sarà allora 5a − 3b − 9c = 5a − 6c − 9c = 5(a − 3c), che è necessariamente multiplo di 5.
Sarà quindi impossibile partire dal punto (0, 0) e arrivare in (0, 2016), poiché lo spostamento verticale
necessario è 2016, che non è multiplo di 5.
(Problema proposto da C. Casamento Tumeo)
Problema 19. La risposta è (B).
Tracciamo la diagonale BD: l’area del quadrilatero ABCD è uguale alla somma delle aree dei
triangoli ADB e DBC, mentre l’area del quadrilatero BEDF è uguale alla somma delle aree dei
triangoli EDB e DBF . D’altronde, il triangolo ADB ha area doppia del triangolo EDB (essendo
unione dei triangoli ADE e EDB, che sono equiestesi, poiché hanno stessa altezza e basi di ugual
lunghezza AE = EB). Analogamente il triangolo DBC ha area doppia del triangolo DBF (in
quanto anche BDF e BF C sono equiestesi). L’area del quadrilatero ABCD è dunque uguale al
doppio dell’area di BEDF , cioè 36 cm2 .
(Problema proposto da S. Pelizzola)
Problema 20. La risposta è (C).
Il polinomio (x + 1) . . . (x + n) ha grado n, e il suo coefficiente di grado n − 1 è
1 + 2 + · · · + n = n(n + 1)/2.
Di conseguenza, il polinomio p(x) ha grado n − 1, e il suo coefficiente di grado n − 2 è n(n + 1)/2 − k.
Dobbiamo allora risolvere n(n + 1)/2 − k = 67. Ricordando che 1 ≤ k ≤ n, si ha
68 ≤ n(n + 1)/2 ≤ 67 + n.
La disuguaglianza n(n + 1)/2 ≥ 68 è verificata solo quando n ≥ 12, mentre n(n + 1)/2 ≤ 67 + n si
scrive anche n(n − 1)/2 ≤ 67, da cui n ≤ 12. In conclusione, n = 12 e k = 11.
(Problema proposto da V. Ricciuti)
4