2022 AIME II Problema 10

Intenta el Problema 10 del 2022 AIME II 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 2022 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).

10.

Halla el residuo al dividir ((32)2)+((42)2)+⋯+((402)2)\binom{\binom{3}{2}}{2} + \binom{\binom{4}{2}}{2} + \cdots + \binom{\binom{40}{2}}{2} entre 1000.1000.
Find the remainder when ((32)2)+((42)2)+⋯+((402)2)\binom{\binom{3}{2}}{2} + \binom{\binom{4}{2}}{2} + \cdots + \binom{\binom{40}{2}}{2} is divided by 1000.1000.
Respuesta: 4
Conceptos:combinacionessumatoriaTriángulo de Pascal
Nivel de dificultad: 2650
Pista pequeña:
Desarrolla: ((n2)2)\binom{\binom{n}{2}}{2} es igual a (n+1)n(n−1)(n−2)8,\frac{(n+1)n(n-1)(n-2)}{8}, un polinomio en nn
Expand: ((n2)2)\binom{\binom{n}{2}}{2} equals (n+1)n(n−1)(n−2)8,\frac{(n+1)n(n-1)(n-2)}{8}, a polynomial in nn
Pista grande:
Esa expresión es 3(n+14);3\binom{n+1}{4}; súmala con la identidad del palo de hockey
That expression is 3(n+14);3\binom{n+1}{4}; sum it with the hockey stick identity
Solución:
Como (n2)=n(n−1)2\binom{n}{2} = \frac{n(n-1)}{2} y (n2)−1=(n+1)(n−2)2,\binom{n}{2} - 1 = \frac{(n+1)(n-2)}{2}, ((n2)2)=12⋅n(n−1)2⋅(n+1)(n−2)2=(n+1)n(n−1)(n−2)8=3(n+14). \begin{aligned} \binom{\binom{n}{2}}{2} \\ &= \frac{1}{2} \cdot \frac{n(n-1)}{2} \\ &\quad {}\cdot \frac{(n+1)(n-2)}{2} \\ &= \small \frac{(n+1)n(n-1)(n-2)}{8} \\ &= 3\binom{n+1}{4}. \end{aligned}
Por la identidad del palo de hockey, ∑n=3403(n+14)=3∑k=441(k4)=3(425)=3⋅850668=2552004. \begin{aligned} \sum_{n=3}^{40} 3\binom{n+1}{4} &= 3\sum_{k=4}^{41}\binom{k}{4} \\ &= 3\binom{42}{5} \\ &= 3 \cdot 850668 \\ &= 2552004. \end{aligned}
El residuo al dividir entre 10001000 es 4.4.
Since (n2)=n(n−1)2\binom{n}{2} = \frac{n(n-1)}{2} and (n2)−1=(n+1)(n−2)2,\binom{n}{2} - 1 = \frac{(n+1)(n-2)}{2}, ((n2)2)=12⋅n(n−1)2⋅(n+1)(n−2)2=(n+1)n(n−1)(n−2)8=3(n+14). \begin{aligned} \binom{\binom{n}{2}}{2} \\ &= \frac{1}{2} \cdot \frac{n(n-1)}{2} \\ &\quad {}\cdot \frac{(n+1)(n-2)}{2} \\ &= \small \frac{(n+1)n(n-1)(n-2)}{8} \\ &= 3\binom{n+1}{4}. \end{aligned}
By the hockey stick identity, ∑n=3403(n+14)=3∑k=441(k4)=3(425)=3⋅850668=2552004. \begin{aligned} \sum_{n=3}^{40} 3\binom{n+1}{4} &= 3\sum_{k=4}^{41}\binom{k}{4} \\ &= 3\binom{42}{5} \\ &= 3 \cdot 850668 \\ &= 2552004. \end{aligned}
The remainder upon division by 10001000 is 4.4.
Problema 9#9
Examen completo

El Problema 10 en otros años