2021 AMC 10B Fall Problema 17

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

17.

Las rectas distintas ℓ\ell y mm están en el plano xyxy. Se cortan en el origen. El punto P(−1,4)P(-1, 4) se refleja sobre la recta ℓ\ell al punto P′,P', y luego P′P' se refleja sobre la recta mm al punto P′′.P''. La ecuación de la recta ℓ\ell es 5x−y=0,5x - y = 0, y las coordenadas de P′′P'' son (4,1).(4,1). ¿Cuál es la ecuación de la recta mm?
Distinct lines ℓ\ell and mm lie in the xyxy-plane. They intersect at the origin. Point P(−1,4)P(-1, 4) is reflected about line ℓ\ell to point P′,P', and then P′P' is reflected about line mm to point P′′.P''. The equation of line ℓ\ell is 5x−y=0,5x - y = 0, and the coordinates of P′′P'' are (4,1).(4,1). What is the equation of line m?m?
5x+2y=0 5x+2y=0
3x+2y=0 3x+2y=0
x−3y=0 x-3y=0
2x−3y=0 2x-3y=0
5x−3y=0 5x-3y=0
Respuesta: D
Conceptos:transformaciónpendienteidentidad trigonométrica
Nivel de dificultad: 2150
Pista pequeña:
Dos reflexiones a través de rectas que se cortan equivalen a una rotación.
Two reflections through intersecting lines equal a rotation
Pista grande:
Compara el cambio de ángulo de (−1,4)(-1,4) a (4,1)(4,1).
Compare the angle change from (−1,4)(-1,4) to (4,1)(4,1)
Solución:
Dos reflexiones sobre rectas que pasan por el origen equivalen a una rotación por el doble del ángulo que va de la primera recta de reflexión a la segunda.
El punto (−1,4)(-1,4) se envía a (4,1),(4,1), lo cual es una rotación de 90∘90^\circ en sentido horario. Por lo tanto, la recta mm está 45∘45^\circ en sentido horario respecto a la recta ℓ.\ell.
La pendiente de ℓ\ell es 5.5. Si θm=θℓ−45∘,\theta_m=\theta_\ell-45^\circ, entonces tan⁡θm=5−11+5=23.\tan\theta_m=\frac{5-1}{1+5}=\frac23.
Así, la recta mm es y=23x,y=\frac23x, o 2x−3y=0.2x-3y=0.
Por lo tanto, la respuesta es D.
Two reflections across lines through the origin are equivalent to a rotation by twice the angle from the first reflecting line to the second.
The point (−1,4)(-1,4) is sent to (4,1),(4,1), which is a 90∘90^\circ clockwise rotation. Therefore line mm is 45∘45^\circ clockwise from line ℓ.\ell.
The slope of ℓ\ell is 5.5. If θm=θℓ−45∘,\theta_m=\theta_\ell-45^\circ, then tan⁡θm=5−11+5=23.\tan\theta_m=\frac{5-1}{1+5}=\frac23.
Thus line mm is y=23x,y=\frac23x, or 2x−3y=0.2x-3y=0.
Thus, the answer is D .
Problema 16#16
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