2003 AIME I Problema 12

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 12 del 2003 AIME I, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2003 AIME I, o revisar la clave de respuestas.

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

Conceptos:ley de los cosenosdiferencia de cuadrados

Nivel de dificultad: 2560

12.

En el cuadrilátero convexo ABCD,ABCD, AC,\angle A \cong \angle C, AB=CD=180,AB = CD = 180, y ADBC.AD \ne BC. El perímetro de ABCDABCD es 640.640. Halla 1000cosA.\lfloor 1000 \cos A \rfloor. (La notación x\lfloor x \rfloor significa el mayor entero que es menor o igual que x.x.)

In convex quadrilateral ABCD,ABCD, AC,\angle A \cong \angle C, AB=CD=180,AB = CD = 180, and ADBC.AD \ne BC. The perimeter of ABCDABCD is 640.640. Find 1000cosA.\lfloor 1000 \cos A \rfloor. (The notation x\lfloor x \rfloor means the greatest integer that is less than or equal to x.x.)

Solución:

Sean A=C=α,\angle A = \angle C = \alpha, AD=x,AD = x, y BC=y.BC = y. Aplicando la ley de los cosenos a la diagonal BDBD en los triángulos ABDABD y CDB,CDB, BD2=x2+18022180xcosα=y2+18022180ycosα. \begin{aligned} BD^2 &= x^2 + 180^2 \\ &\quad {}- 2 \cdot 180x\cos\alpha \\ &= y^2 + 180^2 \\ &\quad {}- 2 \cdot 180y\cos\alpha. \end{aligned}

Reordenando se obtiene x2y2=2180(xy)cosα,x^2 - y^2 = 2 \cdot 180(x - y)\cos\alpha, y como xyx \ne y podemos dividir entre xy:x - y: cosα=x+y360=6402180360=280360=79. \begin{aligned} \cos\alpha &= \frac{x + y}{360} \\ &= \frac{640 - 2 \cdot 180}{360} \\ &= \frac{280}{360} = \frac{7}{9}. \end{aligned}

Entonces 1000cosA=70009=777.7,1000\cos A = \frac{7000}{9} = 777.7\ldots, así que 1000cosA=777.\lfloor 1000\cos A \rfloor = 777.

Let A=C=α,\angle A = \angle C = \alpha, AD=x,AD = x, and BC=y.BC = y. Applying the Law of Cosines to diagonal BDBD in triangles ABDABD and CDB,CDB, BD2=x2+18022180xcosα=y2+18022180ycosα. \begin{aligned} BD^2 &= x^2 + 180^2 \\ &\quad {}- 2 \cdot 180x\cos\alpha \\ &= y^2 + 180^2 \\ &\quad {}- 2 \cdot 180y\cos\alpha. \end{aligned}

Rearranging gives x2y2=2180(xy)cosα,x^2 - y^2 = 2 \cdot 180(x - y)\cos\alpha, and since xyx \ne y we may divide by xy:x - y: cosα=x+y360=6402180360=280360=79. \begin{aligned} \cos\alpha &= \frac{x + y}{360} \\ &= \frac{640 - 2 \cdot 180}{360} \\ &= \frac{280}{360} = \frac{7}{9}. \end{aligned}

Then 1000cosA=70009=777.7,1000\cos A = \frac{7000}{9} = 777.7\ldots, so 1000cosA=777.\lfloor 1000\cos A \rfloor = 777.

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El Problema 12 en otros años