2008 AIME II Problema 13
A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 13 del 2008 AIME II, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2008 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).
Nivel de dificultad: 3370
13.
Un hexágono regular con centro en el origen en el plano complejo tiene pares de lados opuestos separados una unidad. Un par de lados es paralelo al eje imaginario. Sea la región fuera del hexágono, y sea Entonces el área de tiene la forma donde y son enteros positivos. Halla
A regular hexagon with center at the origin in the complex plane has opposite pairs of sides one unit apart. One pair of sides is parallel to the imaginary axis. Let be the region outside the hexagon, and let Then the area of has the form where and are positive integers. Find
Solución:
Los lados del hexágono están a distancia del origen, con un lado sobre la recta así que es la unión de los seis semiplanos obtenidos al rotar por múltiplos de Si entonces es equivalente a es decir, Así que cada semiplano se mapea sobre un disco unitario abierto, y es la unión de seis discos unitarios centrados en las raíces sextas de la unidad.
Divide el plano en seis cuñas de mediante los rayos con ángulos por simetría, dentro de cada cuña coincide con el disco cuyo centro está en esa cuña. Los rayos en cortan al círculo en así que la parte de en esa cuña consta de dos triángulos con vértices en el centro y uno de estos puntos, cada uno isósceles con dos lados y ángulo en el vértice de área , junto con el sector de del disco entre ellos, de área
Cada cuña contribuye por lo tanto y el área total es Así y
The hexagon's sides lie at distance from the origin, with one side on the line so is the union of the six half-planes obtained by rotating by multiples of If then is equivalent to i.e. So each half-plane maps onto an open unit disk, and is the union of six unit disks centered at the sixth roots of unity.
Cut the plane into six wedges by the rays at angles by symmetry, within each wedge coincides with the disk whose center lies in that wedge. The rays at meet the circle at so the piece of in that wedge consists of two triangles with vertices at the center and one of these points — each isosceles with two sides and apex angle area — together with the sector of the disk between them, area
Each wedge therefore contributes and the total area is Thus and
El Problema 13 en otros años
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