2024 AIME II Problema 1

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 1 del 2024 AIME II, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2024 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).

Conceptos:inclusión-exclusiónDiagrama de Venndoble conteo

Nivel de dificultad: 2010

1.

Entre los 900900 residentes de Aimeville, hay 195195 que poseen un anillo de diamantes, 367367 que poseen un juego de palos de golf y 562562 que poseen una pala de jardín. Además, cada uno de los 900900 residentes posee una bolsa de caramelos de corazón. Hay 437437 residentes que poseen exactamente dos de estas cosas, y 234234 residentes que poseen exactamente tres de estas cosas. Halla el número de residentes de Aimeville que poseen las cuatro cosas.

Among the 900900 residents of Aimeville, there are 195195 who own a diamond ring, 367367 who own a set of golf clubs, and 562562 who own a garden spade. In addition, each of the 900900 residents owns a bag of candy hearts. There are 437437 residents who own exactly two of these things, and 234234 residents who own exactly three of these things. Find the number of residents of Aimeville who own all four of these things.

Solución:

Al sumar los cuatro recuentos de posesión se obtienen 195+367+562+900=2024195 + 367 + 562 + 900 = 2024 posesiones de objetos entre los 900900 residentes. Como todos poseen una bolsa de caramelos de corazón, cada residente posee al menos un objeto, y un residente que posee exactamente kk objetos se cuenta k1k - 1 veces además de la primera.

Si n4n_4 residentes poseen las cuatro cosas, los recuentos adicionales suman 2024900=4371+2342+n43, \begin{aligned} 2024 - 900 &= 437 \cdot 1 + 234 \cdot 2 \\ &\quad {}+ n_4 \cdot 3, \end{aligned} así que 1124=905+3n4,1124 = 905 + 3 n_4, lo que da n4=2193=73.n_4 = \frac{219}{3} = 73.

Adding the four ownership counts gives 195+367+562+900=2024195 + 367 + 562 + 900 = 2024 item ownerships among the 900900 residents. Since everyone owns a bag of candy hearts, every resident owns at least one item, and a resident owning exactly kk items is counted k1k - 1 times beyond the first.

If n4n_4 residents own all four things, the extra counts total 2024900=4371+2342+n43, \begin{aligned} 2024 - 900 &= 437 \cdot 1 + 234 \cdot 2 \\ &\quad {}+ n_4 \cdot 3, \end{aligned} so 1124=905+3n4,1124 = 905 + 3 n_4, giving n4=2193=73.n_4 = \frac{219}{3} = 73.

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