Có 4 bạn nam và 4 bạn nữ tham gia các dự án ngoại khóa. Biết rằng:
+ Mỗi người tham gia tối đa 2 dự án.
+ Bất kỳ cặp 1 nam và 1 nữ nào cũng làm chung với nhau ít nhất 1 dự án.
Chứng minh rằng có ít nhất 1 dự án có từ 2 bạn nam và 2 bạn nữ trở lên cùng tham gia.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Gọi bốn bạn nam là và bốn bạn nữ là .

Với mỗi cặp , do và cùng tham gia ít nhất một dự án, ta chọn một dự án mà cả hai cùng tham gia và ghi tên dự án đó vào ô của một bảng .

Vì mỗi người tham gia tối đa 2 dự án nên trong mỗi hàng và mỗi cột của bảng có không quá 2 tên dự án khác nhau. Giả sử ngược lại rằng không có dự án nào có đồng thời ít nhất 2 bạn nam và ít nhất 2 bạn nữ. Khi đó, với mỗi dự án , ta tô màu cho theo quy tắc:

- Tô xanh nếu có nhiều nhất 1 bạn nam.
- Nếu không được tô xanh, thì có ít nhất 2 bạn nam, nên theo giả sử phản chứng, có nhiều nhất 1 bạn nữ; khi đó tô màu hồng.

Như vậy mỗi dự án được gán đúng một màu, và mỗi ô của bảng mang màu của dự án được ghi trong ô đó. Bảng có 16 ô, nên theo nguyên lý Dirichlet, một trong hai màu xuất hiện ít nhất 8 lần.

Trường hợp 1: Có ít nhất 8 ô màu xanh.

Trong một hàng cố định, không thể có 3 ô màu xanh. Thật vậy, ba ô ấy nằm ở ba cột khác nhau, tức là liên quan đến ba bạn nam khác nhau. Vì một dự án màu xanh có nhiều nhất 1 bạn nam, nên ba ô xanh đó phải mang ba tên dự án khác nhau. Khi ấy bạn nữ tương ứng với hàng đó tham gia ít nhất 3 dự án, trái với giả thiết.

Vậy mỗi hàng có nhiều nhất 2 ô xanh. Nhưng tổng số ô xanh ít nhất là 8, nên cả bốn hàng đều có đúng 2 ô xanh.

Xét một hàng bất kỳ. Hai ô xanh trong hàng ấy phải mang hai tên dự án khác nhau. Hai ô còn lại là màu hồng; lấy một trong hai ô hồng đó. Dự án ghi trong ô hồng khác với cả hai dự án ở hai ô xanh, vì mỗi dự án đã được gán một màu duy nhất. Do đó bạn nữ của hàng này tham gia ít nhất 3 dự án, lại mâu thuẫn.

Trường hợp 2: Có ít nhất 8 ô màu hồng.

Lập luận hoàn toàn tương tự theo các cột. Trong một cột có đỉnh, không thể có 3 ô màu hồng, vì một dự án màu hồng có nhiều nhất 1 bạn nữ; do đó ba ô hồng ở ba hàng khác nhau phải tương ứng với ba dự án khác nhau, khiến bạn nam của cột ấy tham gia ít nhất 3 dự án.

Vì thế mỗi cột có nhiều nhất 2 ô hồng. Tổng số ô hồng ít nhất là 8, nên mỗi cột có đúng 2 ô hồng. Trong một cột, hai ô hồng tương ứng với hai dự án khác nhau, còn một ô xanh bất kỳ trong cột tương ứng với một dự án khác hai dự án ấy. Suy ra bạn nam của cột đó tham gia ít nhất 3 dự án, mâu thuẫn.

Cả hai trường hợp đều dẫn đến mâu thuẫn. Vậy giả sử phản chứng là sai.
Do đó tồn tại ít nhất một dự án có từ 2 bạn nam và 2 bạn nữ trở lên cùng tham gia.

Nhận xét.
Bằng lập luận tương tự, ta có thể tổng quát bài toán như sau: Với các số nguyên , giả sử có bạn nam và bạn nữ tham gia, mỗi người tham gia không quá dự án. Khi đó, tồn tại ít nhất một dự án có bạn nam và bạn nữ trở lên cùng tham gia. Trường hợp , ta được P3 IMO 2001.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề thi chọn HSG Toán 10 - THPT Chuyên KHTN - 2026-2027

5 câu hỏi•Thời gian 180 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết

Các câu hỏi khác trong đề (5 câu)

Xem toàn bộ đề →
Luyện nhanh tại chỗ • Chọn đáp án để kiểm tra ngay

Thử sức thêm các câu hỏi trắc nghiệm cùng môn

Câu luyện thêm 1Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Việt Nam - Ba Lan 2025-2026 (Mã Đề 1354)
Tập nghiệm của bất phương trình là
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 2Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Việt Nam - Ba Lan 2025-2026 (Mã Đề 1354)
Cho hình chóp có đáy là hình thoi tâm và hai mặt phẳng và cùng vuông góc với mặt phẳng . Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng nào dưới đây?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 3Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Việt Nam - Ba Lan 2025-2026 (Mã Đề 1354)
Cho hình chóp có đáy là tam giác vuông tại và cạnh vuông góc với mặt phẳng đáy. Hình chiếu vuông góc của điểm trên mặt phẳng là Hình từ đề gốc
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 4Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Việt Nam - Ba Lan 2025-2026 (Mã Đề 1354)
Cho hình lập phương (tham khảo hình vẽ). Hình từ đề gốc Góc giữa đường thẳng và bằng
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 5Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Việt Nam - Ba Lan 2025-2026 (Mã Đề 1354)
Cho hình chóp tứ giác đều . Số đo góc nhị diện bằng Hình minh họa
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 6Trích từ: Đề Giữa Học Kỳ II Toán 11 THPT Việt Nam - Ba Lan 2025-2026 (Mã Đề 1354)
Hàm số nào sau đây luôn nghịch biến trên từng khoảng xác định của nó?
Xem trang câu hỏi →

Muốn biết hiện tại bạn đạt khoảng bao nhiêu điểm ở môn này? Làm thử đề nhanh 15 phút để hệ thống chấm điểm ngay.

Làm đề nhanh 15 phút ngay