Question

En un trapecio isósceles, las bases paralelas tienen longitudes $\log 3$ y $\log 192,$ y la altura sobre estas bases tiene longitud $\log 16.$ El perímetro del trapecio se puede escribir en la forma $\log 2^p 3^q,$ donde $p$ y $q$ son enteros positivos. Halla $p + q.$

In an isosceles trapezoid, the parallel bases have lengths $\log 3$ and $\log 192,$ and the altitude to these bases has length $\log 16.$ The perimeter of the trapezoid can be written in the form $\log 2^p 3^q,$ where $p$ and $q$ are positive integers. Find $p + q.$

Respuesta

Solución:

Al trazar alturas desde los extremos de la base corta, cada lado no paralelo es la hipotenusa de un triángulo rectángulo cuyos catetos son la altura $\log 16 = 4\log 2$ y la mitad de la diferencia de las bases, $\frac{1}{2}(\log 192 - \log 3)$ $= \frac{1}{2}\log 64$ $= 3 \log 2.$ Por la razón $3$ - $4$ - $5$ , cada lado no paralelo tiene longitud $5 \log 2.$

El perímetro es $\begin{aligned} &\log 3 + \log 192 + 2 \cdot 5\log 2 \\ &= \log(3 \cdot 192) + \log 2^{10} \\ &= \log(2^6 3^2) + \log 2^{10} \\ &= \log 2^{16} 3^2, \end{aligned}$ así que $p + q = 16 + 2 = 18.$

Dropping altitudes from the ends of the short base, each leg is the hypotenuse of a right triangle whose legs are the altitude $\log 16 = 4\log 2$ and half the difference of the bases, $\frac{1}{2}(\log 192 - \log 3)$ $= \frac{1}{2}\log 64$ $= 3 \log 2.$ By the $3$ - $4$ - $5$ ratio, each leg has length $5 \log 2.$

The perimeter is $\begin{aligned} &\log 3 + \log 192 + 2 \cdot 5\log 2 \\ &= \log(3 \cdot 192) + \log 2^{10} \\ &= \log(2^6 3^2) + \log 2^{10} \\ &= \log 2^{16} 3^2, \end{aligned}$ so $p + q = 16 + 2 = 18.$

2015 AIME II Problema 4

Solución:

El Problema 4 en otros años