2000 AIME II Problema 7

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 7 del 2000 AIME II, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2000 AIME II, o revisar la clave de respuestas.

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

Conceptos:teorema del binomiofactorialsimetría (álgebra)

Nivel de dificultad: 2360

7.

Dado que 12!17!+13!16!+14!15!+15!14!+16!13!+17!12!+18!11!+19!10!=N1!18!, \begin{aligned} &\frac{1}{2!17!} + \frac{1}{3!16!} + \frac{1}{4!15!} \\ &\quad {}+ \frac{1}{5!14!} + \frac{1}{6!13!} + \frac{1}{7!12!} \\ &\quad {}+ \frac{1}{8!11!} + \frac{1}{9!10!} = \frac{N}{1!18!}, \end{aligned} halla el mayor entero que es menor que N100\frac{N}{100}.

Given that 12!17!+13!16!+14!15!+15!14!+16!13!+17!12!+18!11!+19!10!=N1!18!, \begin{aligned} &\frac{1}{2!17!} + \frac{1}{3!16!} + \frac{1}{4!15!} \\ &\quad {}+ \frac{1}{5!14!} + \frac{1}{6!13!} + \frac{1}{7!12!} \\ &\quad {}+ \frac{1}{8!11!} + \frac{1}{9!10!} = \frac{N}{1!18!}, \end{aligned} find the greatest integer that is less than N100.\frac{N}{100}.

Solución:

Multiplica ambos lados por 19!19!. Cada término de la izquierda se convierte en 19!k!(19k)!=(19k)\frac{19!}{k!\,(19 - k)!} = \binom{19}{k} para k=2,,9k = 2, \ldots, 9, mientras que el lado derecho se convierte en 19N19N.

Como (19k)=(1919k)\binom{19}{k} = \binom{19}{19 - k}, la primera mitad de la fila binomial suma k=09(19k)=2192=218\sum_{k=0}^{9} \binom{19}{k} = \frac{2^{19}}{2} = 2^{18}, así que k=29(19k)=218(190)(191)=26214420=262124. \begin{aligned} \sum_{k=2}^{9}\binom{19}{k} &= 2^{18} - \binom{19}{0} \\ &\quad {}- \binom{19}{1} \\ &= 262144 - 20 \\ &= 262124. \end{aligned}

Por tanto N=26212419=13796N = \frac{262124}{19} = 13796, así que N100=137.96\frac{N}{100} = 137.96, y el mayor entero menor que esto es 137137.

Multiply both sides by 19!.19!. Each term on the left becomes 19!k!(19k)!=(19k)\frac{19!}{k!\,(19 - k)!} = \binom{19}{k} for k=2,,9,k = 2, \ldots, 9, while the right side becomes 19N.19N.

Since (19k)=(1919k),\binom{19}{k} = \binom{19}{19 - k}, the first half of the binomial row sums to k=09(19k)=2192=218,\sum_{k=0}^{9} \binom{19}{k} = \frac{2^{19}}{2} = 2^{18}, so k=29(19k)=218(190)(191)=26214420=262124. \begin{aligned} \sum_{k=2}^{9}\binom{19}{k} &= 2^{18} - \binom{19}{0} \\ &\quad {}- \binom{19}{1} \\ &= 262144 - 20 \\ &= 262124. \end{aligned}

Hence N=26212419=13796,N = \frac{262124}{19} = 13796, so N100=137.96,\frac{N}{100} = 137.96, and the greatest integer less than this is 137.137.

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