2019 AIME I Problema 9

Intenta el Problema 9 del 2019 AIME I 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 2019 AIME I, 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 τ(n)\tau(n) el número de divisores enteros positivos de n.n. Halle la suma de los seis menores enteros positivos nn que son soluciones de τ(n)+τ(n+1)=7.\tau(n) + \tau(n + 1) = 7.

Let τ(n)\tau(n) denote the number of positive integer divisors of n.n. Find the sum of the six least positive integers nn that are solutions to τ(n)+τ(n+1)=7.\tau(n) + \tau(n + 1) = 7.

Respuesta: 540
Conceptos:conteo de factorescuadrado perfectoanálisis por casos
Nivel de dificultad: 2740
Solución:

El caso n=1n = 1 da τ(1)+τ(2)=3,\tau(1) + \tau(2) = 3, así que toda solución tiene n2n \ge 2 y ambos números de divisores son al menos 2.2. Por tanto, 7=2+5=3+4,7 = 2 + 5 = 3 + 4, de modo que uno de τ(n),τ(n+1)\tau(n), \tau(n+1) es 33 o 5.5. Ahora bien, τ=3\tau = 3 corresponde a un cuadrado de primo p2,p^2, mientras que τ=5\tau = 5 corresponde a una cuarta potencia de primo p4.p^4. Así, uno de n,n+1n, n+1 pertenece a {4,9,25,49,121,\{4, 9, 25, 49, 121, 169,289,361,}169, 289, 361, \ldots\} {16,81,625,},\cup \{16, 81, 625, \ldots\}, y su vecino debe tener τ=4\tau = 4 (en el caso de un cuadrado) o ser primo (en el caso de una cuarta potencia).

Comprobando los vecinos en orden creciente: n=8n = 8 funciona (τ(8)=4,(\tau(8) = 4, τ(9)=3);\tau(9) = 3); n=9n = 9 funciona (τ(10)=4);(\tau(10) = 4); n=16n = 16 funciona (τ(16)=5,(\tau(16) = 5, 1717 primo);); y n=25n = 25 funciona (τ(26)=4).(\tau(26) = 4). Después, 49,81,169,49, 81, 169, y 289289 fallan: τ(48)=10,\tau(48) = 10, τ(50)=6,\tau(50) = 6, τ(80)=10,\tau(80) = 10, 8282 no es primo, τ(168)=16,\tau(168) = 16, τ(170)=8,\tau(170) = 8, τ(288)=18,\tau(288) = 18, τ(290)=8.\tau(290) = 8. Luego, n=121n = 121 funciona (τ(122)=4)(\tau(122) = 4) y n=361n = 361 funciona (τ(362)=4).(\tau(362) = 4).

Las seis menores soluciones son 8,9,16,25,121,361,8, 9, 16, 25, 121, 361, cuya suma es 540.540.

The case n=1n = 1 gives τ(1)+τ(2)=3,\tau(1) + \tau(2) = 3, so any solution has n2n \ge 2 and both divisor counts are at least 2.2. Thus 7=2+5=3+4,7 = 2 + 5 = 3 + 4, so one of τ(n),τ(n+1)\tau(n), \tau(n+1) equals 33 or 5.5. Now τ=3\tau = 3 means a prime square p2,p^2, while τ=5\tau = 5 means a prime fourth power p4.p^4. So one of n,n+1n, n+1 lies in {4,9,25,49,121,\{4, 9, 25, 49, 121, 169,289,361,}169, 289, 361, \ldots\} {16,81,625,},\cup \{16, 81, 625, \ldots\}, and its neighbor must have τ=4\tau = 4 (for a square) or be prime (for a fourth power).

Checking neighbors in increasing order: n=8n = 8 works (τ(8)=4,(\tau(8) = 4, τ(9)=3);\tau(9) = 3); n=9n = 9 works (τ(10)=4);(\tau(10) = 4); n=16n = 16 works (τ(16)=5,(\tau(16) = 5, 1717 prime);); n=25n = 25 works (τ(26)=4).(\tau(26) = 4). Then 49,81,169,49, 81, 169, and 289289 all fail: τ(48)=10,\tau(48) = 10, τ(50)=6,\tau(50) = 6, τ(80)=10,\tau(80) = 10, 8282 is not prime, τ(168)=16,\tau(168) = 16, τ(170)=8,\tau(170) = 8, τ(288)=18,\tau(288) = 18, τ(290)=8.\tau(290) = 8. Next, n=121n = 121 works (τ(122)=4)(\tau(122) = 4) and n=361n = 361 works (τ(362)=4).(\tau(362) = 4).

The six least solutions are 8,9,16,25,121,361,8, 9, 16, 25, 121, 361, with sum 540.540.

← Problema 8#8
Examen completo

El Problema 9 en otros años