2024 AIME II Problema 15
A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 15 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).
Nivel de dificultad: 3500
15.
Halla el número de rectángulos que pueden formarse dentro de un dodecágono regular fijo (-gono) donde cada lado del rectángulo está sobre un lado o una diagonal del dodecágono. El diagrama de abajo muestra tres de esos rectángulos.
Find the number of rectangles that can be formed inside a fixed regular dodecagon (-gon) where each side of the rectangle lies on either a side or a diagonal of the dodecagon. The diagram below shows three of those rectangles.
Solución:
Coloca los vértices en los ángulos sobre un círculo unitario. La cuerda que une los vértices y tiene dirección así que las cuerdas vienen en direcciones separadas , y un rectángulo usa dos cuerdas de cada una de dos direcciones perpendiculares. Los seis pares de direcciones perpendiculares se dividen en dos clases, tres de cada una, por rotación. Cuando es par, una familia de cuerdas paralelas tiene miembros, a distancias del centro con semilongitudes respectivamente; cuando es impar, una familia tiene miembros, a distancias con semilongitudes
Una esquina es la intersección de una cuerda de cada dirección, y su desplazamiento a lo largo de una cuerda es igual a la distancia al centro de la otra cuerda. Como las semilongitudes decrecen a medida que la distancia crece, las cuatro esquinas están sobre los cuatro segmentos de cuerda exactamente cuando, escribiendo para las mayores distancias de los dos pares elegidos, cada es a lo sumo la semilongitud de la cuerda más lejana del otro par. Para las familias de cuerdas: los pares con (hay ) tienen cota de semilongitud y los pares con (hay ) tienen cota las combinaciones válidas dan rectángulos. Para las familias de cuerdas: hay pares con y las combinaciones válidas son ambos órdenes de y y lo que da
Cada clase de par de direcciones ocurre tres veces, así que el total es
Put the vertices at angles on a unit circle. The chord joining vertices and has direction so chords come in directions spaced apart, and a rectangle uses two chords from each of two perpendicular directions. The six perpendicular direction pairs split into two kinds, three of each, by rotation. When is even, a family of parallel chords has members, at distances from the center with half-lengths respectively; when is odd, a family has members, at distances with half-lengths
A corner is the intersection of one chord from each direction, and its offset along a chord equals the other chord's distance from the center. Since half-lengths shrink as distance grows, the four corners lie on all four chord segments exactly when, writing for the larger distances of the two chosen pairs, each is at most the half-length of the other pair's farther chord. For the -chord families: pairs with (there are ) have half-length bound and pairs with (there are ) have bound the valid combinations give rectangles. For the -chord families: there are pairs with and the valid combinations are both orders of and and giving
Each kind of direction pair occurs three times, so the total is
El Problema 15 en otros años
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