E1 | stæ.is

Dæmi 5. Efra stig 1995-96

Jörmunrekur og Gutti eru í leik þannig að fyrir framan þá er hrúga með $40$ eldspýtum, og fer leikurinn þannig fram að þeir skiptast á að taka eldspýtur úr hrúgunni. Í hvert skipti má taka $1$, $2$, $3$ eða $4$ eldspýtur. Sá tapar sem tekur síðustu eldspýtuna. Gutti hóf leikinn og tryggði sér strax sigur. Hvað tók Gutti margar eldspýtur í fyrsta sinn?

Lausn

Eftir að Gutti gerir í fyrsta skipti, þá getur hann alltaf hagað því þannig að 5 eldspýtur fari í hverri umferð eftir það. Ef Jörmunrekur tekur $x$ eldspýtur, þar sem $x$ er ein talnanna $1$, $2$, $3$ eða $4$, þá tekur Gutti $5-x$ eldspýtur. Nú er $40=7\cdot 5+5$ svo þegar Jörmunrekur hefur gert $7$ sinnum og Gutti $8$ sinnum, þá eru eftir $5$ eldspýtur að frádregnum þeim eldspýtum sem Gutti tók í fyrsta leik. Ef hann hefur tekið $4$ eldspýtur í byrjun, þá er aðeins ein eldspýta eftir þegar hér er komið sögu og þá tapar Jörmunrekur.

Dæmi 6. Efra stig 1995-96

Hver eftirtalinna margliða gengur upp í $x^{17}-4x^{15}-x^3+4$?

Lausn

Það er vel þekkt að $x-a$ þáttur í margliðu $p$ þá og því aðeins að $p(a)=0$. Nú er $1^{17}-4\cdot 1^{15}-1^3+4=0$ svo $x-1$ er þáttur í margliðunni $x^{17}-4x^{15}-x^3+4$.

Dæmi 13. Neðra stig 1995-96

Í þríhyrningnum $A B C$ liggur punkturinn $D$ á hliðinni $c$, þannig að $\angle B C D=\angle A$. Gefið er $a=5$ og $|B D|=3$. Þá er lengd $c$ jöfn

Lausn

Nú er $\angle C D B=\angle C A B+\angle A C D=\angle B C D+\angle A C D=\angle ACB$ og augljóslega er $\angle CBD=\angle ABC$ svo þríhyrningarnir $A C B$ og $CDB$ eru einslaga. Þá er $$\frac{3}{5}=\frac{|B D|}{|B C|}=\frac{|B C|}{|A B|}=\frac{5}{|A B|}$$ svo að $|A B|=\frac{25}{3}=8\frac{1}{3}$.

Dæmi 14. Neðra stig 1995-96

Stærðtáknið $$\frac{1}{\sqrt{a+1}-\sqrt{a}}-\frac{1}{\sqrt{a+1}+\sqrt{a}},$$ er jafnt

Lausn

Lengjum fyrra brotið með $\sqrt{a+1}+\sqrt{a}$ og það seinna með $\sqrt{a+1}-\sqrt{a}$ og fáum $$ \frac{1}{\sqrt{a+1}-\sqrt{a}}-\frac{1}{\sqrt{a+1}+\sqrt{a}} =\frac{\sqrt{a+1}+\sqrt{a}}{(a+1)-a}-\frac{\sqrt{a+1}-\sqrt{a}}{(a+1)-a} =2\sqrt{a}.$$

Dæmi 2. Neðra stig 1995-96

Rétthyrningi með kantlengdirnar $5$ og $10$ er skipt í fjóra þríhyrninga eins og myndin sýnir. Flatarmál tveggja þríhyrninga er sýnt á myndinni. Flatarmál svæðisins sem merkt er með $A$ er

Lausn

Lítum fyrst á þríhyrninginn sem hefur flatarmál $18$. Hæðin á hliðina sem hefur lengd $5$ í þeim þríhyrningi er $\frac{2\cdot 18}{5}=\frac{36}{5}$. Hæðin á hliðina sem hefur lengd $5$ í þríhyrningnum sem er merktur $A$ er þá $10-\frac{36}{5}=\frac{50-36}{5}=\frac{14}{5}$ svo að flatarmál svæðisins $A$ er $\frac{1}{2}\cdot 5\cdot \frac{14}{5}=7$.

Dæmi 4. Neðra stig 1995-96

Gerum ráð fyrir að allir ráðherrar séu þingmenn og að sumir lögfræðingar séu ráðherrar. Hverjar eftirtalinna fullyrðinga hljóta þá að vera réttar:

X: Allir þingmenn eru lögfræðingar.

Y: Sumir lögfræðingar eru þingmenn.

Z: Til eru lögfræðingar sem eru ekki ráðherrar.

Lausn

Gefið er að sumir lögfræðingar eru ráðherrar og því er til lögfræðingur sem er ráðherra. En gefið er að allir ráðherrar séu þingmenn og því er til lögfræðingur sem er þingmaður. Því eru sumir lögfræðingar þingmenn. Fullyrðing Y er því rétt. Hinar fullyrðingarnar þurfa ekki að vera réttar. Þó sumir lögfræðingar séu ráðherrar, þá geta verið ráðherrar sem eru ekki lögfræðingar og því einnig þingmenn sem eru ekki lögfræðingar. Fullyrðing X þarf því ekki að gilda. Þó sumir lögfræðingar eru ráðherrar, þá þurfa ekki allir lögfræðingar að vera ráðherrar svo vel geta verið til lögfræðingar sem eru ekki ráðherrar. Fullyrðing Z þarf því ekki að gilda.

Dæmi 5. Neðra stig 1995-96

Ef þú stendur fyrir framan bílinn hennar Jarþrúðar, þá geturðu lesið stafina framan á honum. Þegar Jarþrúður keyrir á nýja bílnum sínum á eftir þér, þá sérðu í baksýnisspeglinum framan á bíl Jarþrúðar letrað

Lausn

Það sem við sjáum í baksýnisspeglinum er það sem við fáum þegar við speglum um lóðrétta línu. Stafirnir verða þá í röðinni Z, N, E, B og hver þeirra speglaður um lóðrétta línu. Svarið er því .

Dæmi 7. Neðra stig 1995-96

Mamma og hjúkrunarkonan þurfa að vigta Gutta í fjögurra ára skoðuninni. Gutti vildi aldrei vera kyrr á vigtinni, gretti sig og bara hló. Að lokum gripu þær til þess ráðs að mamma sté á vigtina og hélt á Gutta, og hjúkrunarkonan las $78$ kg, síðan hélt hjúkrunarkonan á Gutta og mamma las $97$ kg og að endingu hélt mamma á hjúkrunarkonunni og Gutti las $141$ kg af vigtinni. Hvað er Gutti þungur?

Lausn

Táknum þyngd mömmu með $M$, þyngd hjúkrunarkonunnar með $H$ og þyngd Gutta með $G$. Þá er $M+G=78$, $H+G=97$ og $M+H=141$. Þegar við leggjum saman fyrstu tvær jöfnurnar fáum við að $2G+H+M=78+97=175$ og þar sem $M+H=141$ fæst að $2G=175-141=34$ og því $G=17$. Gutti er því 17 kg.

Dæmi 9. Neðra stig 1995-96

Ef $3^x+2^y=985$ og $3^x-2^y=473$, þá er $x+y$ jafnt

Lausn

Þar sem $3^x+2^y=985$ og $3^x-2^y=473$, þá er $3^x=\frac{1}{2}(985+473)=729=3^6$ og $2^y=\frac{1}{2}(985-473)=256=2^8.$ Þá er $x=6$ og $y=8$ svo að $x+y=14$.

Dæmi 10. Neðra stig 1995-96

Tveir hornréttir miðstrengir eru dregnir í hring með geislann $2$ og síðan allir mögulegir strengir samsíða þeim í fjarlægðinni $1$, eins og sýnt er á myndinni. Samlögð lengd þessara sex strengja er

Lausn

Látum $x$ tákna hálfa lengd þeirra strengja sem liggja ekki í gegnum miðpunkt hringsins. Þríhyrningurinn á myndinni er rétthyrndur og regla Pýþagorasar gefur að $1^2+x^2=2^2$ svo að $x=\sqrt{3}$. Þá er lengd hvers af strengjunum sem eru ekki miðstrengir $2\sqrt{3}$ og lengd þeirra samtals $4\cdot 2\sqrt{3}=8\sqrt{3}$. Lengd miðstrengjanna er $2\cdot 4=8$ og því heildarlengd strengjanna sex $8+8\sqrt{3}=8(1+\sqrt{3})$.