Análise completa do exame ShAD-2019

Olá! Meu nome é Azat, sou estudante do 3º ano da Faculdade de Ciências da Computação da HSE. Alguns dias atrás, um amigo da HSE Economics entrou em contato comigo e pediu ajuda para resolver os problemas do exame de admissão na School of Economics. Meu colega Daniil e eu olhamos para as tarefas, elas nos pareciam bastante difíceis, mas muito interessantes, eu queria quebrar a cabeça sobre elas. Como resultado, resolvemos uma das opções para 2019 e queremos mostrar nossas soluções para o mundo.



Tarefa 1


Preencha a terceira coluna da matriz

1 16(5-2?-22?-1 1-2?)


se for sabido que esta é a matriz de projeção ortogonal em algum plano.

Decisão
A, :
A2=A :

A2=136(52x22y12z)(52x22y12z)=136(29x14y1z)


=16(52x22y12z)=A



2 3 , , .

:

{29x=5614y=261z=16{29x=3014y=121z=6{x=1y=2z=5



, 3 ,

A=16(521222125)




Tarefa 2


O que você pode dizer sobre a convergência (absoluta ou condicional) de uma série n=1 1(n+2019)umanse é sabido que a série n=1 1(n-2019)uman converge (a) absolutamente, (b) condicionalmente?

Decisão
:

S=n=1(n+2019)an,T=n=1(n2019)an.


S=n=1|n+2019||an|,T=n=1|n2019||an|


A=n=1an,A=n=1|an|



(1).

n=1(n+a)an A=n=1an aZ.

n=1(n+a)ann+a (, , -a).

, n=1αnβn, αn=1n+a,βn=(n+a)an. n=max(1,a+1), . . :

1. Bn=nk=1βk , n=1βn .
2. αnαn+1
3. limnαn=0

, . , .

a) T , T=n=1|n2019||an| . :

T=2018n=1|n2019||an|+n=2019|n2019||an|=


2018 , :

=2018n=1(n2019)|an|+n=2019(n2019)|an|=n=1(n2019)|an|


, (1), n=1|an| .

2018 ( , ) :

ST=n=2019((n+2019)(n2019))|an|=4038n=2019|an|


, A=n=1|an| . , S=T+A — 2 . .

) T , T , T — .

, S .

, T (1) A. , , S T, , S . , S .

. S . , 2018 S T, , :

n=2019|n2019||an|n=2019|n+2019||an|


|n+2019||n2019|n2019.

, , . T , .

Tarefa 3


Alena ama muito álgebra. Todos os dias, indo ao seu fórum algébrico favorito, ela provavelmente14 encontra um novo problema interessante sobre grupos e com probabilidade 110Um quebra-cabeça interessante sobre anéis. Com probabilidade1320novas tarefas no fórum não serão. Deixe serX- este é o número mínimo de dias pelos quais Alena terá pelo menos uma nova tarefa sobre grupos e pelo menos uma sobre anéis. Encontre a distribuição de uma variável aleatóriaX. Somente expressões compactas (sem sinais de soma, pontos, etc.) devem participar da resposta.

Decisão
P[X=k]. , X=k. — k1 , , k- . — k1 , , k- . , k1 . :

P[x=k]=((1320+14)k1(1320)k1)110+


((1320+110)k1(1320)k1)14



Tarefa 4


Dan array A[1:n] números reais, classificados em ordem crescente, bem como números p, q, r. Sugira um algoritmo construindo uma matrizB[1:n]constituído por números px2+qx+rOnde xAtambém classificados em ordem crescente. O prazo éO(n), para memória adicional - O(n).

Decisão
A=[x1,,xn], x1xn.

, p>0.

.



, :

1. x:x>q2p f(x) .
2. x:xq2p f(x) .

«» f , .

O(logn) A, . reverse . f. 2 . merge O(n) .

p<0 f, reverse f(x) -1. .

p=0 q.

1. q>0f(xi)f(xi+1)i
2. q<0f(xi)f(xi+1)i

. q<0 O(n) reverse. q0 .

Tarefa 5


Função com valor real f definido no segmento [a;b] (ba4)e diferenciável. Prove que existe um pontox0(a;b), para qual

f(x0)<1+f2(x0).



Decisão
. x(a;b):f(x)1+f2(x).

, :

f(x)=1+f2(x)


dfdx=1+f2df1+f2=dx


arctg(f)=x+Cf(x)=tg(x+C)



g(x)=tg(x+C). , f(x)g(x)x(a;b)f(x)f(a)g(x)g(a)x(a;b). , f , , , g.

g C. , g(a)=f(a). :

f(x)f(a)g(x)g(a)f(x)g(x)



, ba4. (a;b) x , x+C=π2+πk ( π<4). g(x)=+. , f(x)g(x)f(x)=+.

, - (a;b) . , , . .

Tarefa 6


Matriz quadrada real A de tal modo que AT=p(A)Onde p(x)- polinômio com termo livre diferente de zero. Prove queAreversível. É verdade que para qualquer operadorφ:RnRn existe um polinômio p(x) e alguma base em que a matriz φ satisfaz a condição AT=p(A)?

Decisão
, , A=p(AT), :

A=(AT)T=(p(A))T=(pnAn++p1A+p0E)T


=(pn(An)T++AT+p0E)=(pn(AT)n++AT+p0E)=p(AT)



, A=p(AT)=p(p(A)).

1. . A . x0 , Ax=0. , xTAx=0. :

0=xTAx=xTp(AT)x=xT(pn(AT)n++p1AT+p0E)x


=pn(xTAT)(AT)n1x++p1xTATx+p0xTEx


, xTAT=(Ax)T=0:

0==p0xTx=p0x


, p00x=0x=0. .

2. ϕ A=(0100) .

B=C1AC, C — .

, A2=0, An=0n2. Bn=C1AnC=0n2.

BT=p(B). 1 , BT=αB+βE.

β=0, , , , B , (.. detB=detA=0).

, B=p(BT)=p(p(B)).

: B=α(αB)=α2B(1α2)B=0.

:

1. α=1:

:

BT=p(B)=BB+BT=0



2, :

{b11+b11=0b12+b21=0b21+b12=0b22+b22=0{b11=b22=0b12=b21



detB=detA=0. :

detB=00b12(b12)=b212=0b12=b21=0B=0

.
. ϕ , .

2. α=1:

BT=p(B)=B. BTB=B2=0.


(BTB)ii=nk=1(Bki)2=0iBki=0k,iB=0


.

3. α±1.

, (1α)2B=0B=0.

A ϕ , AT=p(A). .

Tarefa 7


Dan conta com 30picos. Sabe-se que para qualquer5 vértices no gráfico, há um ciclo de comprimento 5contendo esses vértices. Prove que existe10 picos conectados em pares por arestas entre si.

Decisão
, diamG2.

2 u v 3 . , 5 . , 5 . u v 2 ( ). diamG2.



vG. , v 1, 2. , «‎ »‎ 2 :



. a,b,cL2. xG. , . , , v a, b c 1, .



, |L2|2|L1|3012=27, 27.

(, — , ) 10. 10 G — , ( , ) 10 ¯G.

¯G. G v degv27vG, deg¯v2¯v¯G.

«» (1) «» (2). - deg¯v2.



(1) m2, (2) — m2.

k — , k1 — «». :

|I|=k1i=1mi2+ki=k1+1mi2 ki=1mi=30



, , , . , , 10 3. .

|I|10i=132=10



, ¯G 10 , G 10 . .

Tarefa 8


Encontre o limite

limn5nk=nCn1k1(15)n(45)kn.



Decisão
.

:

ξn=# n


15.

P[ξn=k] :

P[ξn=k]=Cn1k1(15)n(45)kn



Cn1k1n1 ( 1 ).
(15)n — .
(45)kn — .


limnP[ξn5n].


, ξn5n -. , 5n n .

:

S5n=# 5n


:

S5n=5ni=1ηi,ηi=I{i }




ES5n=5ni=1Eηi=5n15=n


S5n. :

limnP[ξn5n]=limnP[S5nn]=limnP[S5nn0]=


limnP[S5nnσn0]=P[η0],ηN(0,1)



, :

limnP[ξn5n]=P[η0]=12




Conclusão


Em geral, o exame é bastante complicado. Meu amigo reclamou que a preparação não é fácil. Isso é realmente verdade - você precisa não apenas conhecer a vasta teoria matemática, mas também ter a habilidade de resolver problemas das olimpíadas, na SHAD que eles fornecem exatamente isso. Portanto, para se preparar, você precisa treinar muito, lembre-se da teoria e preencha sua mão.

Se você tiver outras idéias para resolver problemas ou comentários, sinta-se à vontade para me escrever nos telegramas @ Azatik1000 . Sempre feliz em responder!

Azat Kalmykov, curador do ShAD Helper

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/


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