全面分析SHAD 2020中考试的第一部分

你好!我是ShAD Helper的策展人Azat Kalmykov。我们继续我们的系列文章,其中我们分析了进入ShAD的任务。这次,我们(我,Nikolai Proskurin和Alexander Kurilkin)将考察今年ShAD选拔第一阶段的决定,该决定于最近结束。因此,让我们开始吧。

A.当地最低


在什么参数值下函数反导数 f(x)=(x4(a+1)x3+(a2)x2+2ax)expsinx2+25x2+2最多只有一个本地最小值?

决断
, — . , . , , ( ).

, , , , f(x)=x4(a+1)x3+(a2)x2+2ax. , : 1,0,2,a. , f(x)=(x+1)x(x2)(xa).

, +++, . , a=1,0,2. , .

限制


确定什么值 a这个极限是 1e

limx+inf(cos1x)xa


决断
, a=1. 1x0, :

cos1x=112!x+14!x216!x3+



. , , , , . , . :

112x<cos1x<112x+124x2



x+, x, . , e1/2. , :

limx+(112x+124x2)x=exp(limx+xln(112x+124x2))=


=exp(limx+0ln(1x2+x224)x)



, . :

limx+(cos1x)x=e1/2limx+(cos1x)x/a=e1/2a



a=12.

: , , .

C.当地最低


在什么最小步长处梯度下降找不到最小函数 x4+cos2如果 x0=1

决断
, :

xk+1=xkλf(xk)

.

— , .

f(xk)=4xk3



x0, x1:

x1=x0λ4x03=14λ



, x1=1, x0, . , , «» - 11. , , x1=1λ=0.5( 0). , λ.

, . |xn+1||xn||14λ|. , 0.5>λ>0|14λ|<1

:|x1|=|14λ|1|14λ|=x0|14λ|

. |xn+1|=|xn4λxn3|=|xn||14λxn2|. xn<1xn2<1. |xn+1||xn||14λ|. .

, , |xn||x0||14λ|n=|14λ|n. , |14λ|<1, |xn|. .


D.自己的载体


确定向量在参数的哪个值 (11a)是矩阵的特征向量

(a11121001)



决断
, v0A, λ: Av=λv. :

(a11121001)(11a)=(13aa)=λ(11a)



. λ=1, — a=2, , . , a=2.

E.预选赛


在什么参数值 a矩阵的最大行列式与此成反比?

(a73610a20a9)



决断
:

det(a)=|a73610a20a9|=a|10a2a9|6|73a9|=a4108a+376



det(a)=4a3108=0a=3



, , , , , det(a), det(a)det(3)>0a=3. , det(A1)=det(A)1, , a=3.

F.投影


给定分数 B(1,2,3)C(2,2,1)以及飞机 α2x2y+z=0βx+2y+3z=0找到该点的坐标A如果知道它的正交投影到 α与该点的投影重合 B但是在 β-带点投影

决断
A=(x,y,z), B, , B. , , αn¯1(2,2,1). :

{x=2t1+1y=2t1+2z=t13



, A, Cβ. : n¯2(1,2,3), :

{x=t2+2y=2t2+2z=3t2+1



. t1t2, :

{2t1+1=t2+22t1+2=2t2+2{3=t2+42t1+2=2t2+2{t2=1t1=1



, , A(3,0,2), .

G.多米诺


在遥远的头塞蒂星座,多米诺骨牌的每半指节上 0之前 N点,以及每对数字 (a,b)这样 ab全部来自 0之前 N,正好有一个包含这两个数字的多米诺骨牌。太空旅行者飞进去,随机捡起一个倒着的指节。在什么N 该多米诺骨牌的另一半上点数差的模块的数学期望将相等 2

决断
ξ, Ωξ(Ω). :

E(ξ)=kξ(Ω)kPr[ξ=k]=2



Ak— , K, Pr[ξ=k]=|Ak||Ω|. |Ω|, :

kξ(Ω)k|Ak|=2|Ω|



|Ω|. -, . -, , . ,

|Ω|=n+1+n(n+1)2

.

. , 0 n. k? nk+1: — (0,k),(1,k+1),,(nk,n). :

kξ(Ω)k|Ak|=k=0nk(nk+1)=(n+1)k=0nkk=0nk2=n(n+1)22


n(n+1)(2n+1)6=n(n+1)(n+2)6



:

n(n+1)(n+2)6=(n+1)(n+2)



n>0, , n=6.

H.考试


两个朋友决定一起在SHAD参加考试,并同意在14:00至15:00在入口处见面,但没有约定什么时间。他们每个人的到来时间在这段时间内是均匀分布的,但是朋友们都没有耐心,所以在等待了15分钟之后,他们感到绝望地等待着独自进入。众所周知,他们见过面。

找出两者都在14:45之前出现的可能性。

决断
, , . , 60x60. x , y — .

« » . « 14:45» 2 . , , , , « 14:45» , « » 3 . , 57.

一,随机变量


随机变量的分布密度 ξ等于 p(x)=1sinxxπ/2之前 2arctane对其他所有零 x

查找该随机变量不超过概率的值12

决断
:

Pr(ξx)=π/2xdtsint=1tanx/2duu=lntanx2



:

lntanx2=12tanx2=e1/2x=2tan1e1/2



J.求平均值


健康)状况
2
256Mb
input.txt
output.txt

. : n a0,a1,,an1.

- !

l r. .

lr:

alal+1arrl+1




n(1n300000).

n ai(0.01ai100) .

q(1q100000) — .

qliri(0liri<n) — i- .


6 .

.

1


8
79.02 36.68 79.83 76.00 95.48 48.84 49.95 91.91
10
0 0
0 1
0 2
0 3
0 4
0 5
0 6
0 7
1 7
2 7
79.020000
53.837288
61.391865
64.756970
69.986085
65.913194
63.352986
66.369195
64.735454
71.164108


2


1
1.00
1
0 0
1.000000


3


8
1.34 1.37 1.40 1.44 1.91 1.95 1.96 1.97
5
1 4
2 7
4 6
0 3
2 6
1.515518
1.752724
1.939879
1.387008
1.712233


, xy=elnx+lny. .

决断
. (1), O(1).

. sums, sums[i]=a[0]+a[1]++a[i]. sums[i]=sums[i1]+a[i], O(n). lrsums[r]sums[l1]. , rl+1. O(1)O(n).

. , , , . , , e. , ln((a[l]...a[r])1rl+1)=lna[l]a[r]rl+1=lna[l]++lna[r]rl+1, (1).

: gist.github.com/Azatik1000/0b0d8496785169a8ac0d35a8c9e8e59f

K.最后删除


健康)状况
2
256Mb
input.txt
output.txt

an. .

, .

, , .


n(1n300000). nai(0ai1000000000).


m(0m<n) — , .

m— , . , , .

1


10
1 1 5 2 4 3 3 4 2 5
5
1 5 2 4 3


2


1
1000000000
0


3


10
1 2 3 3 2 1 4 1 2 0
5
1 2 3 2 1


决断
unordered_set (C++) / HashSet (Java) / set (Python), . , , . , . , -. reverse O(n). - (1), O(n).

: gist.github.com/Azatik1000/2fef745e23c23eb020f21878980cae08

L.公告栏


健康)状况
3
256Mb
input.txt
output.txt

, .

W×H, a b. , . , .

. , , . , .

. (0,0), — (W,H). .

, .


W, Ha, b(1W, H100000, 1aW, 1bH).

n(0n100) — .

n(xld,yld)(xru,yru)(0xld<xruW,0yld<yruH). , .. .


(xld,yld)(xru,yru), . a(, b). .

.

, .

1


11 8 2 7
4
1 5 3 7
2 2 4 5
5 3 9 4
5 3 7 8
9 0 11 8


2


11 8 7 3
4
1 5 3 7
2 2 4 5
5 3 9 4
5 3 7 8
4 0 11 3


3


11 8 4 4
4
1 5 3 7
2 2 4 5
5 3 9 4
5 3 7 8
7 4 11 8


决断
, . , Wn.

x( 0Wa), . , xx+a, . , «» xx+a, y- . , (y1,y2), y1y2y- , . y2y1.

, (0,0)(h,h), . , , , . , , . , , .

. O(Wnlogn)O(n).

: gist.github.com/Azatik1000/2c07ebdd866ce20a4b5f5e6ee7408ad7

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