2009 AIME II Problema 9

Intenta el Problema 9 del 2009 AIME II a continuación y luego compara tu respuesta con la solución preparada profesionalmente de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2009 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).

9.

Sea mm el número de soluciones en enteros positivos de la ecuación 4x+3y+2z=2009,4x + 3y + 2z = 2009, y sea nn el número de soluciones en enteros positivos de la ecuación 4x+3y+2z=2000.4x + 3y + 2z = 2000. Halla el residuo cuando mnm - n se divide entre 1000.1000.

Let mm be the number of solutions in positive integers to the equation 4x+3y+2z=2009,4x + 3y + 2z = 2009, and let nn be the number of solutions in positive integers to the equation 4x+3y+2z=2000.4x + 3y + 2z = 2000. Find the remainder when mnm - n is divided by 1000.1000.

Respuesta: 0
Conceptos:Ecuación diofánticabiyeccióninclusión-exclusión
Nivel de dificultad: 2840
Pista pequeña:

Restar 11 a cada variable hace corresponder las soluciones positivas de la ecuación 20092009 con las soluciones no negativas de la ecuación 20002000, ya que 4+3+2=94 + 3 + 2 = 9

Subtracting 11 from each variable matches positive solutions of the 20092009 equation with nonnegative solutions of the 20002000 equation, since 4+3+2=94 + 3 + 2 = 9

Pista grande:

Así que mnm - n cuenta las soluciones no negativas de 4x+3y+2z=20004x + 3y + 2z = 2000 en las que alguna variable es 0.0. Cuenta los tres casos y corrige el doble conteo.

So mnm - n counts nonnegative solutions of 4x+3y+2z=20004x + 3y + 2z = 2000 in which some variable is 0.0. Count the three cases and correct for double counting.

Solución:

Si (x,y,z)(x, y, z) es una solución positiva de 4x+3y+2z=2009,4x + 3y + 2z = 2009, entonces (x1,y1,z1)(x - 1, y - 1, z - 1) es una solución no negativa de 4x+3y+2z=2000,4x + 3y + 2z = 2000, y recíprocamente, ya que 4+3+2=9.4 + 3 + 2 = 9. Así que mm es igual al número de soluciones no negativas de 4x+3y+2z=2000,4x + 3y + 2z = 2000, y mnm - n cuenta las soluciones no negativas de esa ecuación en las que al menos una variable es 0.0.

Si x=0:x = 0: 3y+2z=20003y + 2z = 2000 obliga a que yy sea par, 0y666,0 \le y \le 666, dando 334334 soluciones. Si y=0:y = 0: 2x+z=10002x + z = 1000 con 0x5000 \le x \le 500 da 501.501. Si z=0:z = 0: 4x+3y=20004x + 3y = 2000 obliga a y0(mod4),y \equiv 0 \pmod 4, 0y664,0 \le y \le 664, dando 167.167. Las soluciones (0,0,1000)(0, 0, 1000) y (500,0,0)(500, 0, 0) se cuentan dos veces cada una, así que mn=334+501+1672=1000. \begin{aligned} m - n &= 334 + 501 + 167 - 2 \\ &= 1000. \end{aligned}

El residuo al dividir entre 10001000 es 0.0.

If (x,y,z)(x, y, z) is a positive solution of 4x+3y+2z=2009,4x + 3y + 2z = 2009, then (x1,y1,z1)(x - 1, y - 1, z - 1) is a nonnegative solution of 4x+3y+2z=2000,4x + 3y + 2z = 2000, and conversely, since 4+3+2=9.4 + 3 + 2 = 9. So mm equals the number of nonnegative solutions of 4x+3y+2z=2000,4x + 3y + 2z = 2000, and mnm - n counts the nonnegative solutions of that equation in which at least one variable is 0.0.

If x=0:x = 0: 3y+2z=20003y + 2z = 2000 forces yy even, 0y666,0 \le y \le 666, giving 334334 solutions. If y=0:y = 0: 2x+z=10002x + z = 1000 with 0x5000 \le x \le 500 gives 501.501. If z=0:z = 0: 4x+3y=20004x + 3y = 2000 forces y0(mod4),y \equiv 0 \pmod 4, 0y664,0 \le y \le 664, giving 167.167. The solutions (0,0,1000)(0, 0, 1000) and (500,0,0)(500, 0, 0) are each counted twice, so mn=334+501+1672=1000. \begin{aligned} m - n &= 334 + 501 + 167 - 2 \\ &= 1000. \end{aligned}

The remainder upon division by 10001000 is 0.0.

Problema 8#8
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