Question

Se construyen tres semicírculos de radio $1$ sobre el diámetro $\overline{AB}$ de un semicírculo de radio $2.$ Los centros de los semicírculos pequeños dividen $\overline{AB}$ en cuatro segmentos de igual longitud, como se muestra. ¿Cuál es el área de la región sombreada que está dentro del semicírculo grande pero fuera de los semicírculos pequeños?

Three semicircles of radius $1$ are constructed on diameter $\overline{AB}$ of a semicircle of radius $2.$ The centers of the small semicircles divide $\overline{AB}$ into four line segments of equal length, as shown. What is the area of the shaded region that lies within the large semicircle but outside the smaller semicircles?

$\pi - \sqrt{3}$

$\pi - \sqrt{2}$

$\dfrac{\pi + \sqrt{2}}{2}$

$\dfrac{\pi + \sqrt{3}}{2}$

$\dfrac{7}{6}\pi - \dfrac{\sqrt{3}}{2}$

Solución:

El semicírculo grande tiene área $\dfrac12 \pi (2)^2 = 2\pi.$

Al quitar los semicírculos pequeños se elimina una región igual a cinco sectores congruentes de $60^\circ$ y radio $1$ más dos triángulos equiláteros de lado $1.$ Cada sector tiene área $\dfrac{\pi}{6}$ y cada triángulo tiene área $\dfrac{\sqrt3}{4}.$

El área sombreada es $\begin{gathered} 2\pi - 5 \cdot \dfrac{\pi}{6} - 2 \cdot \dfrac{\sqrt3}{4} \\ = \dfrac{7}{6}\pi - \dfrac{\sqrt3}{2}. \end{gathered}$

Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

The large semicircle has area $\dfrac12 \pi (2)^2 = 2\pi.$

Removing the small semicircles deletes a region equal to five congruent $60^\circ$ sectors of radius $1$ plus two equilateral triangles of side $1.$ Each sector has area $\dfrac{\pi}{6}$ and each triangle has area $\dfrac{\sqrt3}{4}.$

The shaded area is $\begin{gathered} 2\pi - 5 \cdot \dfrac{\pi}{6} - 2 \cdot \dfrac{\sqrt3}{4} \\ = \dfrac{7}{6}\pi - \dfrac{\sqrt3}{2}. \end{gathered}$

Thus, the correct answer is E.

2003 AMC 10B Problema 19

Solución:

El Problema 19 en otros años