В рамках новой программы исследования околоземного пространства её руководители хотят запусить три спутника, которые будут летать на одной и той же высоте, делая один оборот вокруг Земли за 15 часов. Спутники нужно вывести на их орбиты так, чтобы в течение нескольких часов пути спутников не пересекались, т.е. чтобы никакие два спутника не побывали за это время в одной и той же точке околоземного пространства. Какого наибольшего целого числа часов можно добиться, правильно выбрав орбиты спутников?

С математической точки зрения речь идёт о непересекающихся дугах больших окружностей сферы (большая окружность — это пересечение сферы с плоскостью, проходящей через её центр).

Например, если спутников только два, а не три, то ответ на вопрос задачи — 14. Для этого их надо запустить так, чтобы один пролетал над Северным полюсом в тот момент, когда другой пролетает над Южным. И через полчаса после их одновременного прохода полюсов у нас заведомо будет 14 часов.

В тюрьму поместили 20 узников. Надзиратель сказал им:

«Я дам вам вечер поговорить друг с другом, а утром построю всех в колонну, надену каждому на голову красный, жёлтый или зелёный колпак, а потом спрошу каждого в указанном вами порядке, каков цвет надетого на него колпака. Сколько будет правильных ответов, стольких из вас я отпущу на свободу. Остальных скормлю крокодилам. Кого конкретно — решит жребий.

Каждый узник будет слышать все ответы, но сможет увидеть колпаки всех тех и только тех, кто стоит впереди в колонне. Отвечать нужно обязательно, причём только "красный", "жёлтый" или "зелёный", и сразу — пауза перед вопросом будет достаточной для размышлений. Таковы условия, если замечу жульничество — скормлю крокодилам всех!»

Какому максимальному числу счастливчиков узники смогут гарантировать освобождение?

В тюрьму поместили 6 узников.  Надзиратель сказал им:

«Я дам вам сегодня поговорить друг с другом, а потом рассажу по отдельным камерам, и общаться вы больше не сможете. Завтра я вас по очереди отведу в комнату, где стоят 6 закрытых ящиков, в которые я положу разные номера от 1 до 6 (в каждый ящик по номеру), и разрешу открыть 3 любые ящика в произвольном порядке. Каждый из вас должен открыть ящик с номером своей очереди, а какой именно номер лежит в ящике вы увидите, как только его откроете. Если каждому из вас удастся открыть ящик с нужным номером, то я всех выпущу на свободу. А если хоть кто-то потерпит неудачу — скормлю всех крокодилам. Не волнуйтесь, я великодушен — перед приходом следующего узника я буду просто закрывать все ящики и не буду ни переставлять их, ни перекладывать номера. Я даже могу всех вас сегодня отвести в эту комнату и разрешить пометить ящики! А номера в них я положу потом.»

Какова максимальная вероятность освобождения узников при их правильной стратегии?

Какое минимальное число различных решений, лежащих на отрезке [−π,π], может иметь тригонометрическое уравнение a cos(9x) + b sin(16x) + c cos(25x) + d sin(36x) = 0? (Решения данного уравнения зависят от значений его коэффициентов a, b, c и d.)

Сколько различных решений имеет уравнение log_1/16x=(1/16)^x?

Можно ли представить произвольное натуральное число в виде выражения, содержащего лишь три двойки и произвольные математические знаки? Т.е. допускается сколько угодно складывать, вычитать, менять знак, умножать, делить, возводить в степень, извлекать корни, логарифмировать, вычислять синусы и арксинусы, косинусы и арккосинусы, тангенсы и арктангенсы, но все числа в выражении должны быть записаны в десятичной записи с помощью лишь трёх двоек.

Решите уравнение x^y=y^x в рациональных числах. В ответе укажите количество его различных решений, удовлетворяющих неравенствам: x>y, x>11/4.

Найдите два таких иррациональных числа a и b, что число a^b является рациональным. (Числа надо указать конкретно; требуется также доказать их иррациональность, но обязательно оставаясь в рамках школьной программы — пользоваться сложными теоремами теории чисел, подобными седьмой проблеме Гильберта или трансцендентности e, нельзя!)

Функция ƒ, определённая на всех векторах трёхмерного пространства, такова, что для любых действительных чисел a, b и любых векторов x, y выполняется неравенство

ƒ(ax+by) ≤ max {ƒ(x), ƒ(y)}.

Какое наибольшее число различных значений может принимать функция ƒ?