En el siguiente enlace (de la Olimpiada Matemática de Yucatán) encontrarán materiales interesantes, de temas que son comunes en Olimpiadas matemáticas,
http://www.uady.mx/~matemati/omm/material.html
en particular recomiendo los artículos de PARIDAD y PRINCIPIO DE LAS CASILLAS, que contienen problemas de demostración.
En la sección Enlaces y Materiales de entrenamiento, recomende hace un tiempo la página web de la Olimpiada Española de Matemática.
Por ejemplo, pueden praticar con los problemas de la Olimpiada Española de este año:
http://platea.pntic.mec.es/csanchez/olimp2008.htm
en ese mismo enlace están los enunciados y las soluciones (en pdf)
Y la del 2007 también (con soluciones)