2010 AIME I Problema 10

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

10.

Sea NN el número de maneras de escribir 20102010 en la forma donde los aia_i son enteros, y 0ai99.0 \le a_i \le 99. Un ejemplo de tal representación es 11031 \cdot 10^3 +3102+ 3 \cdot 10^2 +67101+ 67 \cdot 10^1 +40100.+ 40 \cdot 10^0. Halle N.N. 2010=a3103+a2102+a110+a0, \begin{aligned} 2010 &= a_3 \cdot 10^3 + a_2 \cdot 10^2 \\ &\quad {}+ a_1 \cdot 10 + a_0, \end{aligned}

Let NN be the number of ways to write 20102010 in the form 2010=a3103+a2102+a110+a0, \begin{aligned} 2010 &= a_3 \cdot 10^3 + a_2 \cdot 10^2 \\ &\quad {}+ a_1 \cdot 10 + a_0, \end{aligned} where the aia_i's are integers, and 0ai99.0 \le a_i \le 99. An example of such a representation is 11031 \cdot 10^3 +3102+ 3 \cdot 10^2 +67101+ 67 \cdot 10^1 +40100.+ 40 \cdot 10^0. Find N.N.

Respuesta: 202
Conceptos:base numéricadígitosbiyección
Nivel de dificultad: 2840
Solución:

Escriba cada coeficiente como ai=10bi+cia_i = 10b_i + c_i con dígitos bi,ci{0,1,,9};b_i, c_i \in \{0, 1, \ldots, 9\}; todo entero 0ai990 \le a_i \le 99 se divide así de manera única. Poniendo m=b3b2b1b0m = b_3 b_2 b_1 b_0 y n=c3c2c1c0n = c_3 c_2 c_1 c_0 (leídos como números en base 1010), la condición se convierte en 2010=10m+n.2010 = 10m + n.

Recíprocamente, cualesquiera enteros no negativos m,nm, n con 10m+n=201010m + n = 2010 satisfacen m201m \le 201 y n2010,n \le 2010, así que cada uno tiene a lo sumo cuatro dígitos; esos dígitos recuperan los bib_i y ci,c_i, y por tanto los ai.a_i. Así que las representaciones corresponden exactamente a elecciones de m{0,1,,201}m \in \{0, 1, \ldots, 201\} con n=201010m,n = 2010 - 10m, y N=202.N = 202.

Write each coefficient as ai=10bi+cia_i = 10b_i + c_i with digits bi,ci{0,1,,9};b_i, c_i \in \{0, 1, \ldots, 9\}; every integer 0ai990 \le a_i \le 99 splits this way uniquely. Setting m=b3b2b1b0m = b_3 b_2 b_1 b_0 and n=c3c2c1c0n = c_3 c_2 c_1 c_0 (read as base-1010 numbers), the condition becomes 2010=10m+n.2010 = 10m + n.

Conversely, any nonnegative integers m,nm, n with 10m+n=201010m + n = 2010 satisfy m201m \le 201 and n2010,n \le 2010, so each has at most four digits; those digits recover the bib_i and ci,c_i, hence the ai.a_i. So representations correspond exactly to choices of m{0,1,,201}m \in \{0, 1, \ldots, 201\} with n=201010m,n = 2010 - 10m, and N=202.N = 202.

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