jueves, 31 de mayo de 2012

Problema del día (Adán)

Determina todas las parejas $\left(m, n\right)$ tales que $m, n, \frac{n^{3}+1}{mn-1} \in \mathbb{Z}^{+}$.

Sea $ABC$ un triángulo. Sean $\Omega$ y $\omega$ su circunferencia circunscrita e inscrita respectivamente. Sean $D, E, F$ los puntos de tangencia de $\omega$ con los lados $BC, CA, AB$ respectivamente y sean $X, Y, Z$ los puntos medios de los arcos menores $BC, CA, AB$ de $\Omega$. Muestra que $DX, EY, FZ$ son concurrentes.

8 comentarios:

JulioC dijo...

Para el primero:
Es fácil ver que $(n+1,mn-1)=(n+1,m+1)$. Entonces $mn-1$ divide a
$(m+1)(n^2-n+1)=(mn-1)(n-1)+n^2+m$, entonces divide a $n^2+m$
Pero $mn-1$ divide a $m(n^3+1)$ y a $(n^2)(mn-1)$, entonces divide a $n^2-m$.
Por lo tanto: $mn-1$ divide a $2m$, entonces $mn-1 \le 2m$, entonces $n\le 3$
De ahí son casitos fáciles con $n=1,2,3$ y salen las soluciones:
$(n,m)=(3,1),(3,5),(2,1),(2,2),(2,5),(1,2)$

JulioC dijo...

Para el segundo: Es fácil ver por angulitos que $ZX$, $XY$ y $YZ$ son paralelos a $FD$, $DE$ y $EF$, respectivamente. Y pues concluyes con homotecia.

jorge garza vargas dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
jorge garza vargas dijo...

De hecho el punto de concurrencia es el centro de homotecia de $\Omega$ y $\omega$, ya que $(D,X)$, $(E,Y)$ y $(F,Z)$ son parejas de homólogos bajo esa homotecia.

El de números es el 4 de la IMO del 94.

Adán dijo...

Jaja, qué triste, la técnica que vi para el de geo era algo más poderoso, pero no pensé que saliera con homotecia :P Bonita solución. Es que un lemma útil era este:

Si $ABC$ es un triángulo, y $U, V, W$ son puntos sobre las bisectrices internas de $ABC$ entonces $UVW$ está en perspectiva con el intriángulo de $BC$ si y solo si lo está con el triángulo medial de $ABC$.

Juan dijo...

¿Qué es el intriángulo de BC?

Chuck dijo...

El de geometría sale muy fácil con homotecia... El de números sale con divisibilidad y casitos

Adán dijo...

A, claro, el intriángulo de $ABC$, perdón.

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