Isian Singkat
Misalkan \( a, b,\)\( c \) adalah bilangan asli sedemikian sehingga: \[ a + 2b + 3c = 59. \] Nilai minimum dari: \[ a^2 + b^2 + c^2 \] adalah ....
Diketahui \( ABCD \) adalah trapesium sedemikian sehingga \( AB \parallel CD \), dengan panjang \( AB = 7 \) dan \( CD = 8 \). Misalkan titik \( P \) dan \( Q \) berturut-turut pada \( AD \) dan \( BC \) sedemikian sehingga \( PQ \parallel AB \parallel CD \). Jika keliling trapesium \( ABQP \) sama dengan keliling trapesium \( PQCD \) serta \( AD + BC = 10 \), panjang dari \( 20PQ \) adalah ....
Diberikan segitiga sama sisi \( ABC \) dengan panjang sisi $19$ satuan. Dengan mempartisi masing-masing sisi segitiga tersebut menjadi $19$ segmen garis sama panjang dan menarik garis-garis yang sejajar dengan masing-masing ketiga sisinya, akan diperoleh \( 19^2 \) segitiga sama sisi dengan panjang sisi $1$ satuan.
Banyaknya jajargenjang yang terbentuk dari proses tersebut adalah \( 19k \). Nilai \( k = \ldots \)
Misalkan \( a, b \) bilangan asli yang memenuhi persamaan: \[ \sqrt{a + \frac{15}{b}} = a \sqrt{\frac{15}{b}} \] Hasil penjumlahan semua nilai yang mungkin yang \( b \) adalah …
Tinjau barisan semua bilangan tujuh angka (digit) yang masing-masing menggunakan semua angka $1, 2,$ $3, 4,$ $5, 6,$ dan $7,$ diurutkan mulai dari yang terkecil sampai yang terbesar. Suku ke-$2024$ dari barisan tersebut adalah …
Diberikan suku banyak \( P(x) \) dengan koefisien bilangan bulat yang memenuhi: $P(6)P(38)P(57)$$ + 19$ habis dibagi $114.$ Jika \( P(-13) = 479 \) dan \( P(0) \geq 0 \), nilai terkecil yang mungkin dari \( P(0) \) adalah …
Banyaknya pasangan bilangan bulat \( (m, n) \) yang merupakan solusi dari persamaan: \[ m^n = 17^{432} \] adalah ...
Misalkan \( ABC \) adalah segitiga dengan panjang sisi \( AB = 16 \), \( AC = 23 \), dan \( \angle BAC = 30^\circ \). Luas persegi panjang terbesar sehingga salah satu sisinya berhimpit dengan \( BC \), dan dua titik sudut lainnya masing-masing pada \( AB \) dan \( AC \) adalah ...
Banyaknya himpunan bagian tak kosong dari \( S = \{1, \)\(2, 3,\)\( \ldots, 21\} \) yang hasil penjumlahan anggotanya habis dibagi $4$ adalah \( 2^k - m \), dengan \( k, m \) bilangan bulat dan \( 0 \leq m < 2022 \). Nilai dari: \[ 10k + m \] adalah ...
Diberikan barisan \( (a_n) \) dengan \( a_1 > 3 \) dan untuk semua bilangan asli \( n \geq 1 \) berlaku: \[ 2a_{n+1} = a_n(-1 + \sqrt{4a_n - 3}) \]
Jika \( |a_1 - a_{2022}|\)\( = 2023 \), maka nilai dari: \[ \sum_{i=1}^{2021} \frac{a_{i+1}^3}{a_i^2 + a_i a_{i+1} + a_{i+1}^2} \] adalah ...
Uraian
Misalkan \( A \) dan \( B \) himpunan dengan sifat bahwa terdapat tepat $144$ himpunan yang merupakan himpunan bagian dari \( A\) atau $B.$ Tentukan banyaknya anggota \( A \cup B \).
Kasus 1: $\min\{x,y\}=z.$ Misalkan $y=z.$
Perhatikan$$\begin{array}{rl}144&=2^x+2^y-2^z\\ 2^4(9)&=2^z(2^{x-z}+1-1)\hspace{1cm}\text{-->(TIDAK MUNGKIN)}\end{array}$$
Kasus 2: $\min\{x,y\} > z.$ Misalkan $x\ge y > z.$
Perhatikan$$\begin{array}{rl}144&=2^x+2^y-2^z\\ 2^4(9)&=2^z(2^{x-z}+2^{y-z}-1)\hspace{1cm}\text{-->($z=4$)}\\9&=2^{x-4}+2^{y-4}-1\\ 10&=2^{x-4}+2^{y-4}\\ 2(5)&=2^{y-4}(2^{x-y}+1)\hspace{1cm}\text{-->($y=5$)}\\ 5&=2^{x-5}+1\\ x&=7\end{array}$$ Maka $\left|A\cup B\right|=$$x+y-$$z=7+$$5-4=$ $$\boxed{8}$$
- Tentukan suatu bilangan asli \( n \) sehingga \( n(n + 2022) + 2 \) merupakan bilangan kuadrat sempurna.
- Tentukan semua bilangan asli \( a \) sehingga untuk setiap bilangan asli \( n \), bilangan \( n(n + a) + 2 \) tidak pernah merupakan suatu kuadrat sempurna.
Selanjutnya untuk bagian kedua kita lanjutkan melalui cek cek yang kecil.
Kasus 1: $a=1.$
Maka ada bilangan asli $n=1$ sehingga $$\begin{array}{rl}n(n+a)+2=4=2^2.\end{array}$$ Tidak mungkin ada bilangan asli $n$ yang memenuhi.
Kasus 2: $a=2.$
Maka kita punya $$\begin{array}{rl}(n+1)^2 < n(n+2)+2 < (n+2)^2.\end{array}$$ Tidak mungkin ada bilangan asli $n$ yang memenuhi.
Kasus 3: $a=3.$
Maka kita punya $$\begin{array}{rl}(n+1)^2 < n(n+3)+2 < (n+2)^2.\end{array}$$ Tidak mungkin ada bilangan asli $n$ yang memenuhi.
Kasus 4: $a\equiv 0\text{(mod $4$)}$
Perhatikan bahwa $$\begin{array}{rl}n(n+a)+2 \equiv n^2+2 \equiv 2 \text{(mod $4$)}\end{array}$$ Tidak mungkin ada bilangan asli $n$ yang memenuhi.
Kasus 5: $a\equiv 1,2,3(\text{mod } 4)$ dengan $a > 4.$ Pasti ada minimal sebuah $n$ yang memenuhi dengan cara $$\begin{array}{rl}(n+k)^2 &= n(n+a)+2\end{array}$$ dengan memilih $k=\frac{a-1}{2}$ untuk $a$ ganjil dan $k=\frac{a}{2}-1$ untuk $a$ genap.
Diketahui bahwa \( x \) dan \( y \) adalah bilangan real yang memenuhi: \[ 5x^2 + 4xy + 11y^2 = 3 \] Tanpa menggunakan kalkulus (turunan/integral), tentukan nilai maksimum dari \( xy - 2x + \)\(5y \).
Misalkan \( xy - 2x + 5y = k \). Maka, \( xy = k + 2x - 5y \). Perhatikan bahwa
\[ \begin{aligned} 3 &= 5x^2 + 4xy + 11y^2 \\ &= 5x^2 + 2xy + 2xy + 11y^2 \\ &= 5x^2 + 2xy + 2(k + 2x - 5y) + 11y^2 \\ &= 5x^2 + 2xy + 2k + 4x - 10y + 11y^2 \end{aligned} \]Persamaan terakhir dapat ditulis ulang menjadi:
\[ k = \frac{13}{4} - \frac{1}{2}\left( (2x+1)^2 + (x+y)^2 + 10\left(y - \frac{1}{2}\right)^2 \right) \]Karna tidak ada bilangan kuadrat yang negatif, maka \( k \leq \frac{13}{4} \). Perhatikan bahwa:
\[ k = \frac{13}{4} \iff 2x + 1 = x + y = y - \frac{1}{2} = 0 \Rightarrow x = -\frac{1}{2}, y = \frac{1}{2} \]Dapat dicek bahwa \( x = -\frac{1}{2} \) dan \( y = \frac{1}{2} \) memenuhi \( 5x^2 + 4xy + 11y^2 = 3 \).
Jadi, nilai maksimum dari \( xy - 2x + 5y \) adalah
\[ \boxed{\frac{13}{4}} \]Diberikan segitiga \( ABC \) dengan titik pusat lingkaran luar \( O \). Titik \( D \) merupakan refleksi titik \( A \) terhadap \( BC \). Misalkan \( \ell \) adalah garis yang sejajar dengan \( BC \) dan melalui \( O \). Garis melalui \( B \) sejajar \( CD \) dan \( \ell \) bertemu pada titik \( B_1 \). Garis \( CB_1 \) dan \( BD \) berpotongan pada titik \( B_2 \). Garis melalui \( C \) sejajar \( BD \) dan \( \ell \) bertemu pada titik \( C_1 \). Garis \( BC_1 \) dan \( CD \) berpotongan pada titik \( C_2 \). Buktikan bahwa titik-titik \( A, B_2, C_2, D \) terletak pada suatu lingkaran.
Pada papan tulis mula-mula terdapat $22$ angka \( 1, 2,\)\( 3, \ldots,\)\( 21, 22 \). Suatu langkah adalah prosedur memilih dua angka \( a, b \) pada papan dengan \( b \geq a + 2 \), kemudian menghapus \( a \) dan \( b \) dan menggantikannya dengan \( a+1 \) dan \( b-1 \). Tentukan banyaknya langkah maksimum yang mungkin dapat dilakukan.
Untuk kemungkinan kedua, misalkan bilangan yang tersisa adalah \( x \) dan \( x + 1 \) dengan banyaknya masing-masing adalah \( k \) dan \( 22 - k \), berturut-turut. Kita punya persamaan:
\[ 11 \times 23 = kx + (22 - k)(x + 1) \Rightarrow 231 = 22x - k \]
Dengan ini, \( k \equiv 11 \pmod{22} \). Karena \( 0 \leq k \leq 22 \), maka \( k = 11 \) dan \( x = 11 \). Jadi, prosedur harus berakhir saat bilangan yang tersisa adalah:
\[ \underbrace{11, 11, \ldots, 11}_{11 \text{ kali}}, \underbrace{12, 12, \ldots, 12}_{11 \text{ kali}}. \]
Sekarang perhatikan nilai
\[ S(x_1, x_2, \ldots, x_{22}) = \sum_{i=1}^{22} \left( x_i - \frac{23}{2} \right)^2 \]
dengan \( x_1, x_2, \ldots, x_{22} \) adalah bilangan di papan. Untuk setiap dua langkah berurutan yang mengganti pasangan \( (a, b) \) menjadi \( (a+1, b-1) \), didapat nilai \( S \) yang berubah (turun) sebesar:
\[ \left( a - \frac{23}{2} \right)^2 + \left( a - \frac{23}{2} \right)^2 - \left( a - \frac{21}{2} \right)^2 - \left( b - \frac{25}{2} \right)^2 = 2(b - a - 1) \geq 2 \]
Karena \( S(1, 2, \ldots, 22) = \frac{1771}{2} \) dan \( S(11, \ldots, 11, 12, \ldots, 12) = \frac{11}{2} \), maka banyaknya langkah maksimum adalah:
\[ \frac{1}{2} \left( \frac{1771}{2} - \frac{11}{2} \right) = 440 \]
Untuk konfigurasi 440 langkah dapat dilakukan dengan cara berikut:
Perhatikan bilangan-bilangan
\[ a, a+1, \ldots, b-1, b \]
Dengan memilih pasangan-pasangan \( (a, a+2), (a+1, a+3), (a+2, a+4), \ldots, (b-2, b) \) secara berturut-turut, kita telah melakukan \( b - a - 1 \) langkah dan pada akhirnya kita hanya mengubah satu buah \( a \) menjadi \( a + 1 \) dan satu buah \( b \) menjadi \( b - 1 \).
Dengan observasi tersebut, kita bisa membuat susunan langkah berikut:
- Dari 1, 2, 3, ..., 22, lakukan 20 langkah untuk mendapatkan 2, 2, 3, 4, 5, ..., 19, 20, 21.
- Dari konfigurasi sebelumnya, lakukan 18 langkah untuk mendapatkan 2, 3, 3, 4, 5, ..., 19, 20, 20, 21.
- Lanjutkan 18 langkah lagi untuk mendapatkan 3, 3, 3, 4, 5, ..., 18, 19, 20, 20.
Sampai sini, kita melakukan dua kali 18 langkah untuk mengubah dua buah 2 di poin pertama menjadi dua buah 3 di poin ini.
- Lanjutkan dengan \( 3 \times 16 \) langkah berikutnya untuk mengubah tiga buah 3 menjadi tiga buah 4.
- Dan seterusnya.
Dengan ini, banyaknya langkah adalah:
\[ 20 + 2(18) + 3(16) + 4(14) + 5(12) + 6(10) + 7(8) + 8(6) + 9(4) + 10(2) = 440 \]