2017 AMC 10A Problema 20

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 20 del 2017 AMC 10A, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2017 AMC 10A, o revisar la clave de respuestas.

Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

Conceptos:dígitosaritmética modular

Nivel de dificultad: 1480

20.

Sea S(n)S(n) la suma de los dígitos del entero positivo n.n. Por ejemplo, S(1507)=13.S(1507) = 13. Para cierto entero positivo n,n, S(n)=1274.S(n) = 1274.

¿Cuál de los siguientes podría ser el valor de S(n+1)S(n+1)?

Let S(n)S(n) equal the sum of the digits of positive integer n.n. For example, S(1507)=13.S(1507) = 13. For a particular positive integer n,n, S(n)=1274.S(n) = 1274.

Which of the following could be the value of S(n+1)?S(n+1)?

11

33

1212

12391239

12651265

Solución:

Recuerda que un número es divisible por 99 si y solo si la suma de sus dígitos también es divisible por 9.9.

Esto significa que mirar S(n)S(n) mód 99 también nos daría nn mód 9.9.

Probemos esto. Si sumamos xx a nn sin llevar, es claro que la suma de los dígitos aumenta en xx y que nn mismo aumenta en x.x.

Esto aumentaría ambos valores módulo 99 en x.x.

Ahora, si sí lleva, estaríamos restando 1010 a algún dígito y sumando 11 al siguiente dígito.

Esto mantendría constante el valor módulo 99; pero sí sumamos xx ahí, así que el valor módulo 99 igual aumentó en x.x.

Estos son los únicos dos casos, y en ambos hemos mostrado que el valor módulo 99 tanto de nn como de S(n)S(n) aumentó en x.x.

Por lo tanto, tenemos que nS(n)5(mod9). n \equiv S(n) \equiv 5 \pmod 9.

De esto, podemos ver que n+16S(n+1)(mod9). \begin{aligned} n + 1 &\equiv 6 \\ &\equiv S(n + 1) \pmod 9. \end{aligned}

La única opción de respuesta que deja residuo 66 al dividir entre 99 es 1239.1239.

Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

Recall that a number is divisible by 99 if and only if the sum of its digits is also divisible by 9.9.

This means that looking at S(n)S(n) mod 99 would also give us nn mod 9.9.

Let us prove this. If we add xx to nn without carrying, it is clear that the sum of the digits increases by xx and that nn itself increases by x.x.

This would increase both their values mod 99 by x.x.

Now, if it does carry, we would be subtracting 1010 from some digit and adding on 11 to the next digit.

This would keep the value mod 99 constant. We did, however, add xx in there, so the value mod 99 still increased by x.x.

These are the only two cases, and in both we have shown that the value mod 99 for both nn and S(n)S(n) increased by x.x.

Therefore, we have that nS(n)5(mod9). n \equiv S(n) \equiv 5 \pmod 9.

From this, we can see that n+16S(n+1)(mod9). \begin{aligned} n + 1 &\equiv 6 \\ &\equiv S(n + 1) \pmod 9. \end{aligned}

The only answer choice that leaves a remainder of 66 when divided by 99 is 1239.1239.

Thus, D is the correct answer.

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El Problema 20 en otros años