2013 AIME II Problema 7

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 7 del 2013 AIME II, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2013 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:tasaEcuación diofánticaaritmética modular

Nivel de dificultad: 2310

7.

A un grupo de empleados se le asigna la tarea de ordenar 17751775 archivos. Cada empleado ordena a un ritmo constante de 3030 archivos por hora. Al final de la primera hora, algunos de los empleados son reasignados a otra tarea; al final de la segunda hora, el mismo número de los empleados restantes también son reasignados a otra tarea, y una reasignación similar ocurre al final de la tercera hora. El grupo termina de ordenar en 33 horas y 1010 minutos. Halla la cantidad de archivos ordenados durante la primera hora y media de ordenamiento.

A group of clerks is assigned the task of sorting 17751775 files. Each clerk sorts at a constant rate of 3030 files per hour. At the end of the first hour, some of the clerks are reassigned to another task; at the end of the second hour, the same number of the remaining clerks are also reassigned to another task, and a similar reassignment occurs at the end of the third hour. The group finishes the sorting in 33 hours and 1010 minutes. Find the number of files sorted during the first one and a half hours of sorting.

Solución:

Sean nn los empleados que comienzan y kk los reasignados al final de cada hora. En los 1010 minutos finales cada empleado restante ordena 55 archivos, así que 30n+30(nk)+30(n2k)+5(n3k)=1775, \begin{aligned} &30n + 30(n - k) + 30(n - 2k) \\ &\quad {}+ 5(n - 3k) = 1775, \end{aligned} lo que se simplifica a 95n105k=1775,95n - 105k = 1775, o 19n21k=355.19n - 21k = 355.

Módulo 1919 esto se lee 2k13,-2k \equiv 13, así que 2k62k \equiv 6 y k3(mod19).k \equiv 3 \pmod{19}. Tomando k=3k = 3 se obtiene n=355+6319=22;n = \frac{355 + 63}{19} = 22; el siguiente candidato, k=22,k = 22, da n=43,n = 43, para el cual n3k<0.n - 3k \lt 0. Así que n=22n = 22 y k=3.k = 3.

En la primera hora 2222 empleados ordenan 3022=66030 \cdot 22 = 660 archivos, y en la siguiente media hora 1919 empleados ordenan 1519=285,15 \cdot 19 = 285, para un total de 660+285=945.660 + 285 = 945.

Let nn clerks start and kk be reassigned at the end of each hour. In the final 1010 minutes each remaining clerk sorts 55 files, so 30n+30(nk)+30(n2k)+5(n3k)=1775, \begin{aligned} &30n + 30(n - k) + 30(n - 2k) \\ &\quad {}+ 5(n - 3k) = 1775, \end{aligned} which simplifies to 95n105k=1775,95n - 105k = 1775, or 19n21k=355.19n - 21k = 355.

Modulo 1919 this reads 2k13,-2k \equiv 13, so 2k62k \equiv 6 and k3(mod19).k \equiv 3 \pmod{19}. Taking k=3k = 3 gives n=355+6319=22;n = \frac{355 + 63}{19} = 22; the next candidate, k=22,k = 22, gives n=43,n = 43, for which n3k<0.n - 3k \lt 0. So n=22n = 22 and k=3.k = 3.

In the first hour 2222 clerks sort 3022=66030 \cdot 22 = 660 files, and in the next half hour 1919 clerks sort 1519=285,15 \cdot 19 = 285, for a total of 660+285=945.660 + 285 = 945.

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