olymp i 2002

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Quatrièmes Olympiades de Mathématiques Bamako, 01 au 04 mars 2002 Option Lycée Première journée - Vendredi 01 mars 2002- Durée : 4h30 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Exercice 1 1-/ Calculer la somme : S = 100 99 99 100 1 ..... 3 2 2 3 1 2 1 1 2 1 + + + + + + 2-/ x 1 , x 2 , …., x n étant n réels positifs, démontrer que : (1+x 1 )(1+x 2 )….(1+x n )2 n n 2 1 x ... x x À quelle condition l’égalité a-t-elle lieu ? Analyser le cas où x 1 .x 2 …x n = 1 3-/ Soit n nombres positifs : x 1 , x 2 , …., x n . Démontrer l’inégalité suivante : 1 n 1 - n 2 n 1 x x ..... x x x x + + + n --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Exercice 2 1-/ Décomposer en produit de deux facteurs l’expression : 3xyz + x(y 2 +z 2 ) + y(z 2 +x 2 ) + z(x 2 +y 2 ) 2-/ Démontrer que l’on a, quels que soient x, y, et z trois réels positifs, (x+y+z)(xy+yz+zx) 9xyz Dans quel cas l’égalité a lieu ? 3-/ Trois réels x, y, z varient de telle façon que leur somme conserve une valeur constante k. Déterminer les valeurs de x, y et z qui rendent minimale l’expression z 1 y 1 x 1 + + Première journée - Vendredi 01 mars 2002 – Page 1

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Sujet olympia 2002

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Page 1: Olymp i 2002

Quatrièmes Olympiades de Mathématiques Bamako, 01 au 04 mars 2002

Option Lycée

Première journée - Vendredi 01 mars 2002- Durée : 4h30

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Exercice 1

1-/ Calculer la somme : S = 1009999100

1.....

3223

1

2112

1

+++

++

+

2-/ x1, x2, …., xn étant n réels positifs, démontrer que :

(1+x1)(1+x2)….(1+xn)≥2nn21 x...xx

À quelle condition l’égalité a-t-elle lieu ?

Analyser le cas où x1.x2…xn = 1

3-/ Soit n nombres positifs : x1, x2, …., xn. Démontrer l’inégalité suivante :

1

n

1-n

2

n

1

x

x.....

x

x

x

x +++ ≥ n

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Exercice 2

1-/ Décomposer en produit de deux facteurs l’expression :

3xyz + x(y2+z2) + y(z2+x2) + z(x2+y2)

2-/ Démontrer que l’on a, quels que soient x, y, et z trois réels positifs,

(x+y+z)(xy+yz+zx) ≥ 9xyz

Dans quel cas l’égalité a lieu ?

3-/ Trois réels x, y, z varient de telle façon que leur somme conserve une valeur constante k. Déterminer les valeurs de x, y et z qui rendent minimale l’expression

z

1

y

1

x

1 ++

Première journée - Vendredi 01 mars 2002 – Page 1

Page 2: Olymp i 2002

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Exercice 3

On désigne par Pn et Sn le périmètre et l’aire de la nième figure.

1-/ Calculer P1, P2, P3, P4 et S1, S2, S3, S4

2-/ Justifier, en commentant les figures, que les suites (Pn) et (Sn) sont croissantes.

3-/ Calculer Pn+1 en fonction de Pn et n. Puis Sn+1 en fonction de Sn et n. 4-/ Calculer Pn et fonction de n et Sn en fonction de n. Puis calculer

+∞→+∞→ nn

nn limPetlimS

5-/ a, b, c étant trois réels distincts, on considère la fonction polynôme f définie par :

f(x) = (x-a)2(b-c) + (x-b)2(c-a) + (x-c)2(a-b) + (b-c)(c-a)(a-b)

Sans développer f(x), montrer que f est le polynôme nul.

A, B et C sont trois points sur un axe et M un point quelconque sur cet axe. Montrer que :

BA.AC.CBBA.MCAC.MBCB.MA 222 +++ = 0

Première journée - Vendredi 01 mars 2002 – Page 2

n = 0 P0 = 4 S0 = 1

n = 1 P1 = S1 =

n = 2 P2 = S2 =

n = 3 P3 = S3 =

Page 3: Olymp i 2002

Troisième Olympiade de Mathématiques du Mali Bamako, 01 au 04 mars 2002

Deuxième journée - Samedi 02 mars 2002

ÉPREUVE N° : II Durée : 4h30

Exercice 1 Étant donné ABC un triangle quelconque, P, Q, R sont trois points extérieurs à ABC, obtenus par :

Quelle est la nature du triangle PQR ? Justifier votre réponse.

Exercice 2 1-/ Trois termes consécutifs d’une suite géométrique sont solutions de l’équation :

x3 - 42x2+ 504x - 1728 = 0

Déterminer ces trois termes et préciser la raison de la suite.

2-/ Les données sont indiquées sur la figure suivante :

Le point F de coordonnées (x,y), représente un footballeur.

a-/ Exprimer cosα en fonction de l, x et y.

b-/ Trouver l’angle de tir α avec x = 10 et y = 15.

CBP = 45° ; ACQ = 30° ; BAR = 15° ; BCP = 30° ; CAQ = 45° ; ABR = 15°

x

jr

×××× ×××× ir

A B 2l = 7,32m

Largeur des buts

Ligne de buts

y

F(x,y) α

Terrain

0

Page 4: Olymp i 2002

O’

A

20

cm

D

h

12cm

O B C

x

Exercice 3

1-/ Trouver x pour que le volume du cylindre soit maximal

2-/ Montrer qu’il y a deux valeurs possibles de x si l’on veut obtenir un volume du cylindre égal à 1000cm3

Deuxième journée - Samedi 02 mars 2002 – Page 2