2023 AIME I Problema 15
A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 15 del 2023 AIME I, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2023 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: 3370
15.
Halla el mayor número primo para el cual existe un número complejo que satisface
• la parte real y la parte imaginaria de son ambas enteras;
• y
• existe un triángulo cuyas tres longitudes de lado son la parte real de y la parte imaginaria de
Find the largest prime number for which there exists a complex number satisfying
• the real and imaginary part of are both integers;
• and
• there exists a triangle whose three side lengths are the real part of and the imaginary part of
Solución:
Escribe con así que o y el par es entonces único. Reemplazar por solo cambia las partes real e imaginaria de por signos e intercambios, así que podemos tomar y las dos longitudes de lado candidatas son y Desarrollando y factorizando, El triángulo existe exactamente cuando y esas dos cantidades son, en algún orden, los valores absolutos de arriba. Como obliga a toda la condición se reduce a
Como esto requiere los productos y deben casi coincidir. Revisando los primos por debajo de de mayor a menor, cada uno con su representación única (por ejemplo da demasiado grande), la condición falla para todo primo mayor que y se cumple para donde
En efecto, para obtenemos y las longitudes forman un triángulo válido. La respuesta es
Write with so or and the pair is then unique. Replacing by only changes the real and imaginary parts of by signs and swaps, so we may take and the two candidate side lengths are and Expanding and factoring, The triangle exists exactly when and those two quantities are, in some order, the absolute values above. Since forces the whole condition reduces to
Because this requires the products and must nearly coincide. Checking the primes below from the top down, each with its unique representation (for instance gives far too big), the condition fails for every prime greater than and holds for where
Indeed for we get and the lengths form a valid triangle. The answer is
El Problema 15 en otros años
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