Question

Para un entero positivo $n$ y dígitos no nulos $a,$ $b,$ y $c,$ sea $A_n$ el entero de $n$ dígitos cada uno de cuyos dígitos es igual a $a$ ; sea $B_n$ el entero de $n$ dígitos cada uno de cuyos dígitos es igual a $b$ ; y sea $C_n$ el entero de $2n$ dígitos (no de $n$ dígitos) cada uno de cuyos dígitos es igual a $c.$ ¿Cuál es el mayor valor posible de $a + b + c$ para el cual hay al menos dos valores de $n$ tales que ? $C_n - B_n = A_n^2?$

For a positive integer $n$ and nonzero digits $a,$ $b,$ and $c,$ let $A_n$ be the $n$ -digit integer each of whose digits is equal to $a$ ; let $B_n$ be the $n$ -digit integer each of whose digits is equal to $b$ ; and let $C_n$ be the $2n$ -digit (not $n$ -digit) integer each of whose digits is equal to $c.$ What is the greatest possible value of $a + b + c$ for which there are at least two values of $n$ such that $C_n - B_n = A_n^2?$

$12$

$14$

$16$

$18$

$20$

Respuesta: D

Conceptos:dígitos sucesión geométrica manipulación algebraica

Nivel de dificultad: 2390

Solución:

Los números de dígitos repetidos pueden escribirse como $\begin{aligned} A_n&=a\dfrac{10^n-1}{9},\\ B_n&=b\dfrac{10^n-1}{9},\\ C_n&=c\dfrac{10^{2n}-1}{9}. \end{aligned}$

Al sustituir estas expresiones en $C_n-B_n=A_n^2$ y dividir entre $(10^n-1)/9$ , obtenemos $c(10^n+1)-b=a^2\dfrac{10^n-1}{9}.$

Al reorganizar, resulta $(9c-a^2)10^n=9b-9c-a^2.$ Si esto se cumple para dos valores diferentes de $n,$ al restar las ecuaciones vemos que $9c-a^2=0.$ La ecuación mostrada también obliga a que $9b-9c-a^2=0.$

Entonces $c=a^2/9$ y $b=2a^2/9.$ Como $a,b,c$ son dígitos no nulos, los candidatos son $(a,b,c)=(3,2,1),$ $(6,8,4),$ y $(9,18,9).$ La última terna no es válida porque $18$ no es un dígito. La mayor suma válida es $6+8+4=18.$ Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

The repeated-digit numbers can be written as $\begin{aligned} A_n&=a\dfrac{10^n-1}{9},\\ B_n&=b\dfrac{10^n-1}{9},\\ C_n&=c\dfrac{10^{2n}-1}{9}. \end{aligned}$

Substituting these expressions into $C_n-B_n=A_n^2$ and dividing by $(10^n-1)/9$ gives $c(10^n+1)-b=a^2\dfrac{10^n-1}{9}.$

Rearranging yields $(9c-a^2)10^n=9b-9c-a^2.$ If this holds for two different values of $n,$ subtracting the two equations shows that $9c-a^2=0.$ The displayed equation then also forces $9b-9c-a^2=0.$

Hence $c=a^2/9$ and $b=2a^2/9.$ Because $a,b,c$ are nonzero digits, the candidates are $(a,b,c)=(3,2,1),$ $(6,8,4),$ and $(9,18,9).$ The last triple is invalid because $18$ is not a digit. The greatest valid sum is $6+8+4=18.$ Thus, D is the correct answer.

2018 AMC 10A Problema 25

Respuesta: D

Nivel de dificultad: 2390

Solución:

El Problema 25 en otros años