1998 AIME Problema 6

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 6 del 1998 AIME, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 1998 AIME, o revisar la clave de respuestas.

Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

Conceptos:semejanzaparalelogramocuadrática

Nivel de dificultad: 2510

6.

Sea ABCDABCD un paralelogramo. Prolonga DA\overline{DA} más allá de AA hasta un punto PP, y sea PC\overline{PC} que corta a AB\overline{AB} en QQ y a DB\overline{DB} en RR. Dado que PQ=735PQ = 735 y QR=112QR = 112, halla RCRC.

Let ABCDABCD be a parallelogram. Extend DA\overline{DA} through AA to a point P,P, and let PC\overline{PC} meet AB\overline{AB} at QQ and DB\overline{DB} at R.R. Given that PQ=735PQ = 735 and QR=112,QR = 112, find RC.RC.

Solución:

Sea a=PAADa = \frac{PA}{AD}. Como AQDCAQ \parallel DC, los triángulos PAQPAQ y PDCPDC son semejantes, así que PQPC=PAPD=aa+1\frac{PQ}{PC} = \frac{PA}{PD} = \frac{a}{a+1}. Como BCADBC \parallel AD, es decir BCPDBC \parallel PD, los triángulos RBCRBC y RDPRDP son semejantes, así que RCRP=BCPD=1a+1\frac{RC}{RP} = \frac{BC}{PD} = \frac{1}{a+1}, lo que da RCPC=1a+2\frac{RC}{PC} = \frac{1}{a+2}.

Escribiendo PC=LPC = L, obtenemos PQ=aa+1LPQ = \frac{a}{a+1}L, RC=La+2RC = \frac{L}{a+2}, y QR=LPQRC=L(a+1)(a+2). \begin{aligned} QR &= L - PQ - RC \\ &= \frac{L}{(a+1)(a+2)}. \end{aligned} Por lo tanto PQQR=a(a+2)=735112=10516\frac{PQ}{QR} = a(a+2) = \frac{735}{112} = \frac{105}{16}, así que 16a2+32a105=016a^2 + 32a - 105 = 0, que se factoriza como (4a7)(4a+15)=0(4a - 7)(4a + 15) = 0, dando a=74a = \frac{7}{4}.

Finalmente RC=(a+1)QRRC = (a + 1)\,QR =114112= \frac{11}{4} \cdot 112 =308= 308.

Let a=PAAD.a = \frac{PA}{AD}. Since AQDC,AQ \parallel DC, triangles PAQPAQ and PDCPDC are similar, so PQPC=PAPD=aa+1.\frac{PQ}{PC} = \frac{PA}{PD} = \frac{a}{a+1}. Since BCAD,BC \parallel AD, i.e. BCPD,BC \parallel PD, triangles RBCRBC and RDPRDP are similar, so RCRP=BCPD=1a+1,\frac{RC}{RP} = \frac{BC}{PD} = \frac{1}{a+1}, which gives RCPC=1a+2.\frac{RC}{PC} = \frac{1}{a+2}.

Writing PC=L,PC = L, we get PQ=aa+1L,PQ = \frac{a}{a+1}L, RC=La+2,RC = \frac{L}{a+2}, and QR=LPQRC=L(a+1)(a+2). \begin{aligned} QR &= L - PQ - RC \\ &= \frac{L}{(a+1)(a+2)}. \end{aligned} Hence PQQR=a(a+2)=735112=10516,\frac{PQ}{QR} = a(a+2) = \frac{735}{112} = \frac{105}{16}, so 16a2+32a105=0,16a^2 + 32a - 105 = 0, which factors as (4a7)(4a+15)=0,(4a - 7)(4a + 15) = 0, giving a=74.a = \frac{7}{4}.

Finally RC=(a+1)QRRC = (a + 1)\,QR =114112= \frac{11}{4} \cdot 112 =308.= 308.

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