◄ IMO 2002 ►

Sea $n$ un entero positivo. Sean $x,y$ enteros no negativos tales que $x+y\lt n$. Cada punto $(x,y)$ en el plano se colorea de rojo o azul, a partir de la siguiente condición: Si un punto $(x,y)$ es rojo, entonces todos los puntos $(x',y')$ con $x'\leq x$ y $y'\leq y$ también lo son. Sea $A$ el número de maneras de elegir $n$ puntos azules con coordenadas $x$ distintas, y sea $B$ el número de maneras distintas de elegir $n$ puntos rojos con coordenadas $y$ distintas. Muestra que $A=B$.

Sea $\Gamma$ un círculo con centro $O$ y diámetro $BC$. Sea $A$ un punto sobre $\Gamma$ tal que $\angle AOB\lt120^\circ$. Sea $D$ el punto medio de el arco $AB$ que no contiene a $C$. La línea paralela a $AD$ que pasa por $O$ corta a $AC$ en $I$. La mediatriz de $AO$ corta a $\Gamma$ en $E$ y $F$. Muestra que $I$ es el incentro del triángulo $CEF$.

Encuentra todas las parejas de enteros positivos $m,n\geq3$ tales que existen infinitos enteros positivos $a$ tales que \[ \frac{a^m+a-1}{a^n+a^2-1} \] es un entero.

Sea $n\geq2$ un entero positivo con divisores $1=d_1\lt d_2\lt\,\ldots\lt d_k=n$. Muestra que $d_1d_2+d_2d_3+\,\ldots\,+d_{k-1}d_k$ siempre es menor que $n^2$, y determina cuándo es un divisor de $n^2$.

Encuentra todas las funciones $f$ de reales a reales tales que \[ \left(f(x)+f(z)\right)\left(f(y)+f(t)\right)=f(xy-zt)+f(xt+yz) \] para toda $x$, $y$, $z$, $t$.

Sea $n\geq 3$ un entero positivo, y sean $C_1,C_2,C_3,\ldots,C_n$ círculos unitarios en el plano, con centros $O_1,O_2,O_3,\ldots,O_n$, respectivamente. Si no existe ninguna línea que pasa por más de dos de estos círculos, muestra que \[ \sum\limits^{}_{1\leq i\lt j\leq n}{\frac{1}{O_iO_j}}\leq{(n-1)\pi\over 4}. \]