1987 AIME Problema 14

Intenta el Problema 14 del 1987 AIME a continuación y luego compara tu respuesta con la solución preparada profesionalmente de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 1987 AIME, o revisar la clave de respuestas.

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14.

Calcula (104+324)(224+324)⋅(344+324)(464+324)⋅(584+324)(44+324)(164+324)⋅(284+324)(404+324)⋅(524+324).\frac{\begin{gathered}(10^4+324)(22^4+324)\\{}\cdot(34^4+324)(46^4+324)\\{}\cdot(58^4+324)\end{gathered}}{\begin{gathered}(4^4+324)(16^4+324)\\{}\cdot(28^4+324)(40^4+324)\\{}\cdot(52^4+324)\end{gathered}}.
Compute (104+324)(224+324)⋅(344+324)(464+324)⋅(584+324)(44+324)(164+324)⋅(284+324)(404+324)⋅(524+324).\frac{\begin{gathered}(10^4+324)(22^4+324)\\{}\cdot(34^4+324)(46^4+324)\\{}\cdot(58^4+324)\end{gathered}}{\begin{gathered}(4^4+324)(16^4+324)\\{}\cdot(28^4+324)(40^4+324)\\{}\cdot(52^4+324)\end{gathered}}.
Respuesta: 373
Conceptos:manipulación algebraicafactorizacióntelescópica
Nivel de dificultad: 2380
Pista pequeña:
Usa la identidad de Sophie Germain con 324=4⋅34324=4\cdot3^4
Use Sophie Germain’s identity with 324=4⋅34324=4\cdot3^4
Pista grande:
Si g(x)=x2+6x+18,g(x)=x^2+6x+18, reescribe x4+324x^4+324 como g(x−6)g(x)g(x-6)g(x)
If g(x)=x2+6x+18,g(x)=x^2+6x+18, rewrite x4+324x^4+324 as g(x−6)g(x)g(x-6)g(x)
Solución:
Sea g(x)=x2+6x+18.g(x)=x^2+6x+18. La identidad de Sophie Germain da x4+324=g(x−6)g(x).x^4+324=g(x-6)g(x). Por tanto, el numerador aporta g(4),g(10),…,g(58),g(4),g(10),\ldots,g(58), mientras que el denominador aporta g(−2),g(4),…,g(52).g(-2),g(4),\ldots,g(52). Todo se cancela salvo g(58)g(−2)=582+6(58)+184−12+18=373010=373.\begin{aligned}\frac{g(58)}{g(-2)}&=\frac{58^2+6(58)+18}{4-12+18}\\&=\frac{3730}{10}=373.\end{aligned}
Let g(x)=x2+6x+18.g(x)=x^2+6x+18. Sophie Germain’s identity gives x4+324=g(x−6)g(x).x^4+324=g(x-6)g(x). The numerator therefore supplies g(4),g(10),…,g(58),g(4),g(10),\ldots,g(58), while the denominator supplies g(−2),g(4),…,g(52).g(-2),g(4),\ldots,g(52). Everything cancels except g(58)g(−2)=582+6(58)+184−12+18=373010=373.\begin{aligned}\frac{g(58)}{g(-2)}&=\frac{58^2+6(58)+18}{4-12+18}\\&=\frac{3730}{10}=373.\end{aligned}
Problema 13#13
Examen completo

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