1995 AIME Problema 7

Intenta el Problema 7 del 1995 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 1995 AIME, o revisar la clave de respuestas.

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7.

Dado que (1+sin⁡t)(1+cos⁡t)=54(1+\sin t)(1+\cos t)=\frac54 y (1−sin⁡t)(1−cos⁡t)=mn−k,\begin{aligned}(1-\sin t)&(1-\cos t)\\&=\frac mn-\sqrt k,\end{aligned} donde k,k, m,m, y nn son enteros positivos y mm y nn son coprimos, halla k+m+n.k+m+n.
Given that (1+sin⁡t)(1+cos⁡t)=54(1+\sin t)(1+\cos t)=\frac54 and (1−sin⁡t)(1−cos⁡t)=mn−k,\begin{aligned}(1-\sin t)&(1-\cos t)\\&=\frac mn-\sqrt k,\end{aligned} where k,k, m,m, and nn are positive integers with mm and nn relatively prime, find k+m+n.k+m+n.
Respuesta: 27
Conceptos:identidad trigonométricasimetría (álgebra)radical
Nivel de dificultad: 1900
Pista pequeña:
Define u=sin⁡t+cos⁡tu=\sin t+\cos t y expresa sin⁡tcos⁡t\sin t\cos t en términos de uu
Set u=sin⁡t+cos⁡tu=\sin t+\cos t and express sin⁡tcos⁡t\sin t\cos t in terms of uu
Pista grande:
Los dos productos dados se convierten en la mitad de un cuadrado perfecto en uu
Both given products become half of a perfect square in uu
Solución:
Sea u=sin⁡t+cos⁡t.u=\sin t+\cos t. Como sin⁡tcos⁡t=u2−12,\sin t\cos t=\frac{u^2-1}{2}, (1+sin⁡t)(1+cos⁡t)=(u+1)22=54.\begin{aligned}(1+\sin t)&(1+\cos t)\\&=\frac{(u+1)^2}{2}=\frac54.\end{aligned} La elección de signo compatible da u+1=52.u+1=\sqrt{\frac{5}{2}}. Por tanto, (1−sin⁡t)(1−cos⁡t)=(1−u)22=134−10.\begin{aligned}(1-\sin t)&(1-\cos t)\\&=\frac{(1-u)^2}{2}\\&=\frac{13}{4}-\sqrt{10}.\end{aligned} Así, k+m+n=10+13+4=27.k+m+n=10+13+4=27.
Let u=sin⁡t+cos⁡t.u=\sin t+\cos t. Since sin⁡tcos⁡t=u2−12,\sin t\cos t=\frac{u^2-1}{2}, (1+sin⁡t)(1+cos⁡t)=(u+1)22=54.\begin{aligned}(1+\sin t)&(1+\cos t)\\&=\frac{(u+1)^2}{2}=\frac54.\end{aligned} The feasible sign gives u+1=52.u+1=\sqrt{\frac{5}{2}}. Therefore (1−sin⁡t)(1−cos⁡t)=(1−u)22=134−10.\begin{aligned}(1-\sin t)&(1-\cos t)\\&=\frac{(1-u)^2}{2}\\&=\frac{13}{4}-\sqrt{10}.\end{aligned} Thus k+m+n=10+13+4=27.k+m+n=10+13+4=27.
Problema 6#6
Examen completo

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