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 matriz1 16(5-2?-22?-1 1-2?)
se for sabido que esta é a matriz de projeção ortogonal em algum plano.DecisãoA, :
A2=A :
A2=136(5−2x−22y−1−2z)(5−2x−22y−1−2z)=136(29−x∗∗−14−y∗∗−1−z∗∗)
=16(5−2x−22y−1−2z)=A
2 3 , , .
:
{29−x=5⋅6−14−y=−2⋅6−1−z=−1⋅6⇔{29−x=30−14−y=−12−1−z=−6⇔{x=−1y=−2z=5
, 3 ,
A=16(5−2−1−22−2−1−25)
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(n−2019)an.
S′=∞∑n=1|n+2019||an|,T′=∞∑n=1|n−2019||an|
A=∞∑n=1an,A′=∞∑n=1|an|
(1).
∑∞n=1(n+a)an ⇒A′=∑∞n=1an ∀a∈Z.
∑∞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.
αn⩾αn+13.
limn→∞αn=0, . , .
a) T ,
T′=∑∞n=1|n−2019||an| . :
T′=2018∑n=1|n−2019||an|+∞∑n=2019|n−2019||an|=…
2018 , :
…=2018∑n=1(n−2019)|an|+∞∑n=2019(n−2019)|an|=∞∑n=1(n−2019)|an|
, (1),
∑∞n=1|an| .
2018 ( , ) :
S′−T′=∞∑n=2019((n+2019)−(n−2019))|an|=4038∞∑n=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|n−2019||an|≤∞∑n=2019|n+2019||an|
|n+2019|≥|n−2019|∀n≥2019.
, , .
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.DecisãoP[X=k]. ,
X=k. —
k−1 , ,
k- . —
k−1 , ,
k- . ,
k−1 . :
P[x=k]=((1320+14)k−1−(1320)k−1)⋅110+
((1320+110)k−1−(1320)k−1)⋅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 x∈Atambém classificados em ordem crescente. O prazo éO(n), para memória adicional - O(n).DecisãoA=[x1,…,xn],
x1≤…≤xn.
,
p>0.
.

, :
1.
∀x:x>−q2p f(x) .
2.
∀x:x≤−q2p f(x) .
«»
f , .
O(logn) A, . reverse .
f. 2 .
merge O(n) .
p<0 −f, reverse
f(x) -1. .
p=0 q.
1.
q>0⇒f(xi)≤f(xi+1)∀i2.
q<0⇒f(xi)≥f(xi+1)∀i.
q<0 O(n) reverse.
q≥0 .
Tarefa 5
Função com valor real f definido no segmento [a;b] (b−a⩾4)e diferenciável. Prove que existe um pontox0∈(a;b), para qualf′(x0)<1+f2(x0).
Decisão.
∀x∈(a;b):f′(x)≥1+f2(x).
, :
f′(x)=1+f2(x)
dfdx=1+f2⇔∫df1+f2=∫dx
arctg(f)=x+C⇒f(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)
,
b−a≥4.
(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:Rn→Rn 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 .
x≠0 ,
Ax=0. ,
xTAx=0. :
0=xTAx=xTp(AT)x=xT(pn(AT)n+…+p1AT+p0E)x
=pn(xTAT)(AT)n−1x+…+p1xTATx+p0xTEx
,
xTAT=(Ax)T=0:
0=…=p0xTx=p0‖x‖
,
p0≠0⇒‖x‖=0⇒x=0. .
2.
ϕ A=(0100) .
B=C−1AC,
C — .
,
A2=0,
An=0∀n≥2.
Bn=C−1AnC=0∀n≥2.
BT=p(B). 1 ,
BT=αB+βE.
β=0, , , ,
B , (..
detB=detA=0).
,
B=p(BT)=p(p(B)).
:
B=α(αB)=α2B⇒(1−α2)B=0.
:
1.
α=−1:
:
BT=p(B)=−B⇒B+BT=0
2, :
{b11+b11=0b12+b21=0b21+b12=0b22+b22=0⇒{b11=b22=0b12=−b21
detB=detA=0. :
detB=0⋅0−b12(−b12)=b212=0⇒b12=b21=0⇒B=0
.
.
ϕ , .
2.
α=1:
BT=p(B)=B.
BTB=B2=0.
(BTB)ii=n∑k=1(Bki)2=0∀i⇒Bki=0∀k,i⇒B=0
.
3.
α≠±1.
,
(1−α)2B=0⇒B=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,
diamG≤2.
2
u v 3 . , 5 . , 5 .
u v 2 ( ).
diamG≤2.
v∈G. ,
v 1, 2. , « »
2 :

.
a,b,c∈L2.
x∈G. , . , ,
v a,
b c 1, .

,
|L2|≤2⇒|L1|≥30−1−2=27,
27.
(, — , ) 10. 10
G — , ( , ) 10
¯G.
¯G.
G v degv≥27∀v∈G,
deg¯v≤2∀¯v∈¯G.
«» (1) «» (2). -
deg¯v≤2.

(1)
⌈m2⌉, (2) —
⌊m2⌋.
k — ,
k1 — «». :
|I|=k1∑i=1⌈mi2⌉+k∑i=k1+1⌊mi2⌋ k∑i=1mi=30
, , , . , , 10 3. .
|I|≥10∑i=1⌊32⌋=10
,
¯G 10 ,
G 10 . .
Tarefa 8
Encontre o limitelimn→∞5n∑k=nCn−1k−1(15)n(45)k−n.
Decisão.
:
ξn=# n
—
15.
P[ξn=k] :
P[ξn=k]=Cn−1k−1(15)n(45)k−n
Cn−1k−1 —
n−1 ( 1 ).
(15)n — .
(45)k−n — .
limn→∞P[ξn≤5n].
,
ξn≤5n -. ,
5n ≥n .
:
S5n=# 5n
:
S5n=5n∑i=1ηi,ηi=I{i }
ES5n=5n∑i=1Eηi=5n⋅15=n
S5n. :
limn→∞P[ξn≤5n]=limn→∞P[S5n≥n]=limn→∞P[S5n−n≥0]=
limn→∞P[S5n−nσ√n≥0]=P[η≥0],η∼N(0,1)
, :
limn→∞P[ξn≤5n]=P[η≥0]=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