Első sorozat - megoldás

 

1. a, Először számítsuk ki és értékét:

.
Tehát az eredeti egyenlet így alakul:
Innen:
vagy .
b, A egyenletnek csak akkor van értelme, ha
és  x>0.
Ezek után a megoldandó egyenlet így is írható:
Ezen lg2x-ben másodfokú egyenlet gyökei:
Tehát:
, azaz , így , vagy
, azaz , így .
De x=5 a kikötés miatt nem lehet megoldás, így - amint az könnyen ellenőrizhető - egyenletünk egyedüli megoldása:
 
2. Ha a háromszög egyik oldala AB ( nyilván AB = 6 ), akkor a hozzá tartozó magasság , azaz , ha a keresett C pont az y = 2 egyenes fölött van,

, ha a keresett pont az  y = 2 egyenes alatt van. Így a háromszög T területe:

.
feltételi egyenlőségből nyilvánvaló, hogy ha van ilyen C pont az y = 2 egyenes fölött, akkor e pontnak az  y = 2 egyenesre vonatkozó tükörképe is megfelelő, tehát a keresett ponthalmaz pontjai az y = 2 egyenesre szimmetrikusan helyezkednek el. Ezért csak az y = 2 egyenes fölötti pontokat keressük (y0>2), majd a kapott ponthalmazt tükrözzük az y = 2 egyenesre.
Egy C(x0; y0) (y0 >2) akkor és csak akkor tartozik a keresett ponthalmazhoz, ha C koordinátái kielégítik a feltételi egyenlőséget. Mivel
ezért
Alakítsuk át a kapott egyenletet, hiszen kör egyenletére emlékeztet:
Most keressük meg az y = 2 egyenes alatti, a feltételnek eleget tevő pontokat. E ponthalmaz - mint láttuk -az előbbi eredménynek az y = 2 egyenesre vonatkozó tükörképe, így az egy olyan kör, amelynek középpontja O(5; -4), sugara r = 3, vagyis: .
A feladat feltételeinek eleget tevő pontok tehát két körön helyezkednek el (l. az ábra).
 3. Jelöljük n-nel az eredeti konvex sokszög oldalainak számát, k-val pedig a levágott egyik sokszög oldalainak számát. Ekkor nyilván a megmaradt sokszög oldalainak száma n-k+2.
A keletkezett k oldalú, illetve n-k+2 oldalú sokszögek átlói számának összege:
.
Így a feladat feltételei az alábbi egyenlethez vezetnek:
.
Végigszorozva 2-vel és a zárójeleket fölbontva kapjuk:
.
Mivel n és k pozitív egészek ( n,k>3 ), így a 28-at kell két pozitív egész szám szorzatára bontanunk.
28 = 28˙1 = 14˙2 = 7˙4 =4˙7 = 2˙14 = 1˙28.
Így k-2=1,2,4,7,14,28, azaz k=3,4,6,9,16,30 és
n-k=28,14,7,4,2,1, azaz n=31,18,13,13,18,31.
Azt kaptuk tehát:
1.n=31 és k=3 (vagy n-k+2=30; e két eset nyilván ugyanaz)
2.n=18 és k=4, vagy k=16;
3.n=13 és k=6, vagy k=9.
A feltételeknek tehát 3 sokszög felel meg: a 31, a 18 és a 13 oldalú sokszög. 31 oldalú sokszög esetén 3 és egy 30 oldalú sokszögre vágtuk szét; 18 oldalú sokszög esetén egy 4 és egy 16; végül 13 oldalú sokszög esetén egy 6 és egy 9 oldalú sokszögre vágtuk szét az eredeti sokszöget.
4. A egyenletnek csak akkor van értelme, ha
Ezek után az egyenletet két esetben kell vizsgálnunk az abszolút érték miatt. Az egyszerűbb kezelhetőség kedvéért vezessük be a
jelölést.
I. Ha az
  akkor
tehát a=3 vagy a=-2. De a feltétel miatt a=-2 nem lehet, így
II. Ha az
akkor
Ez esetben a=-3 vagy a=2. Most a=2 lehetetlen, így
Tehát az egyenlet megoldásai:
és ezek az értékek valóban kielégítik az eredeti egyenletet.

 

5.  Tekintsük az ábrát!
 
 
 

Mivel DBC háromszögben DN  és BP súlyvonalak, így ezek S metszéspontja a DBC háromszög súlypontja. Ez viszont azt jelenti,  hogy CS is súlyvonala a háromszögnek, tehát a DB szakaszt annak F felezőpontjában metszi.
 

Ugyanez természetesen elmondható az ADB háromszögre is; BQ és DM súlyvonalak R metszéspontja e háromszög súlypontja, ezért AR is súlyvonal, s így a BD átlót annak F felezőpontjában metszi.

Tehát CS és AR egyenesek T metszéspontja a DB átló F felezőpontja. Ebből viszont már következik, hogy D, T, B, pontok egy egyenesen vannak.
 
 
  6. Írjuk ki részletesen a vizsgálandó egyenlőséget:

Ez utóbbi egyenlőség bal oldalán kétjegyű szám szerepel, a jobb oldalon viszont csak akkor lesz kétjegyű, ha a=1. Ekkor kapjuk:
Innen pedig csak c=8 és b=9 lehet.
 

Azt kaptuk tehát: a=1, b=9, c=8.
 

Valóban: 11+88+99=198.
 

7. Az kifejezés értékét kell meghatároznunk az

egyenletek segítségével.

Először alakítsuk át a harmadik egyenlet bal oldalát:

Most emeljük négyzetre az első egyenletet:
Tehát a keresett érték: 61.

 

8.

 

Tekintsük az ábrát, ahol O-val jelöltük a beírható gömb középpontját, P-vel, Q-val illetve R-rel az S sík AD, BD, illetve CD élekkel alkotott metszéspontját. Jelöljük továbbá az OD szakasz és az S sík metszéspontját T-vel. Azt kell megmutatnunk, hogy T azonos O-val.

Mivel OD az ABD, BCD, ACD háromszögek síkjai szögfelező síkjainak metszésvonala és T illeszkedik OD-re, ezért T egyenlő távolságra van ABD, BCD, ACD háromszögek síkjaitól. Jelöljük ezt a távolságot d-vel.

A feltétel szerint S felezi a tetraéder felszínét, tehát:

Most írjuk fel azt a feltételt, hogy S felezi a tetraéder térfogatát. Kössük össze T-t az A, B, C, D, P, Q, R pontokkal. Ekkor kapjuk az ABC, ABPQ, BCRQ, ACRP, illetve PQD, QRD, RPD alapú gúlákat, amelyek alaplappal szemközti csúcsa T. Jelöljük x-szel a T pontnak az ABC háromszög síkjától mért távolságát (mint láttuk, a többi síktól vett távolsága d). Így
Helyettesítsük most be a felszín felezéséből kapott eredményt:
Azt kaptuk tehát, hogy T egyenlő távolságra van az ABCD tetraéder minden lapjától, így T valóban nem lehet más, csak a tetraéder beírható gömbjének O középpontja. Ezzel az állítást bizonyítottuk.