2001 AIME II Problema 3

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 3 del 2001 AIME II, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2001 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:recursiónreconocimiento de patrones

Nivel de dificultad: 2070

3.

Dado que x1=211,x_1 = 211, x2=375,x_2 = 375, x3=420,x_3 = 420, x4=523,x_4 = 523, y xn=xn1xn2+xn3xn4when n5, \begin{aligned} x_n &= x_{n-1} - x_{n-2} + x_{n-3} - x_{n-4} \\ &\quad \text{when } n \ge 5, \end{aligned} halla el valor de x531+x753+x975.x_{531} + x_{753} + x_{975}.

Given that x1=211,x_1 = 211, x2=375,x_2 = 375, x3=420,x_3 = 420, x4=523,x_4 = 523, and xn=xn1xn2+xn3xn4when n5, \begin{aligned} x_n &= x_{n-1} - x_{n-2} + x_{n-3} - x_{n-4} \\ &\quad \text{when } n \ge 5, \end{aligned} find the value of x531+x753+x975.x_{531} + x_{753} + x_{975}.

Solución:

Para n6,n \ge 6, sustituye la recurrencia de xn1:x_{n-1}: xn=(xn2xn3+xn4xn5)xn2+xn3xn4=xn5. \begin{aligned} x_n &= \\ &(x_{n-2} - x_{n-3} + x_{n-4} - x_{n-5}) \\ &\quad {}- x_{n-2} \\ &\quad {}+ x_{n-3} - x_{n-4} \\ &= -x_{n-5}. \end{aligned} Por tanto xn+10=xn+5=xn,x_{n+10} = -x_{n+5} = x_n, así que la sucesión tiene periodo 10.10.

Como 531,531, 753,753, y 975975 dejan restos 1,1, 3,3, y 55 al dividir entre 10,10, obtenemos x531=x1=211,x_{531} = x_1 = 211, x753=x3=420,x_{753} = x_3 = 420, y x975=x5x_{975} = x_5 =x4x3+x2x1= x_4 - x_3 + x_2 - x_1 =523420+375211= 523 - 420 + 375 - 211 =267.= 267.

La suma es 211+420+267=898.211 + 420 + 267 = 898.

For n6,n \ge 6, substitute the recurrence for xn1:x_{n-1}: xn=(xn2xn3+xn4xn5)xn2+xn3xn4=xn5. \begin{aligned} x_n &= \\ &(x_{n-2} - x_{n-3} + x_{n-4} - x_{n-5}) \\ &\quad {}- x_{n-2} \\ &\quad {}+ x_{n-3} - x_{n-4} \\ &= -x_{n-5}. \end{aligned} Hence xn+10=xn+5=xn,x_{n+10} = -x_{n+5} = x_n, so the sequence has period 10.10.

Since 531,531, 753,753, and 975975 leave remainders 1,1, 3,3, and 55 upon division by 10,10, we get x531=x1=211,x_{531} = x_1 = 211, x753=x3=420,x_{753} = x_3 = 420, and x975=x5x_{975} = x_5 =x4x3+x2x1= x_4 - x_3 + x_2 - x_1 =523420+375211= 523 - 420 + 375 - 211 =267.= 267.

The sum is 211+420+267=898.211 + 420 + 267 = 898.

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El Problema 3 en otros años