2021 AIME I Problema 7
A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 7 del 2021 AIME I, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2021 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).
Nivel de dificultad: 2920
7.
Halle el número de pares de enteros positivos con tales que existe un número real que satisface
Find the number of pairs of positive integers with such that there exists a real number satisfying
Solución:
Como cada seno es a lo sumo necesitamos es decir y para enteros Al eliminar se obtiene esto es, Cuando y recorren los enteros, toma exactamente los múltiplos de así que existe solución si y solo si , equivalentemente, escribiendo y si y solo si (lo que obliga a que tanto como sean impares).
Para cada contamos los pares coprimos de números impares en la misma clase módulo Para entre hay ocho números y siete lo que da pares, de los cuales los cinco pares no son coprimos, quedando Para (números impares hasta ): menos el par da Para (hasta ): los pares dan Para (hasta ): y dan Para y solo que da cada uno. Para necesitaríamos dos números impares distintos hasta en la misma clase módulo lo cual es imposible.
El total es
Since each sine is at most we need i.e. and for integers Eliminating gives that is, As and range over the integers, takes exactly the multiples of so a solution exists if and only if — equivalently, writing and if and only if (which forces both and odd).
For each we count coprime pairs of odd numbers in the same class mod For among there are eight numbers and seven giving pairs, of which the five pairs are not coprime, leaving For (odd numbers up to ): minus the pair gives For (up to ): the pairs give For (up to ): and give For and only giving each. For we would need two distinct odd numbers up to in the same class mod which is impossible.
The total is
El Problema 7 en otros años
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