2022 AMC 10A Problema 17

Intenta el Problema 17 del 2022 AMC 10A a continuación y luego compara tu respuesta con la solución preparada profesionalmente de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2022 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).

17.

¿Cuántos enteros positivos de tres dígitos a b c\underline{a} \ \underline{b} \ \underline{c} hay cuyos dígitos no nulos a,a, b,b, y cc satisfacen ? (La barra indica repetición, de modo que 0.a b c0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} es el decimal periódico infinito 0.a b c a b c 0.\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\cdots) 0.a b c=13(0.a+0.b+0.c)?0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} = \dfrac{1}{3} (0.\overline{a} + 0.\overline{b} + 0.\overline{c})?

How many three-digit positive integers a b c\underline{a} \ \underline{b} \ \underline{c} are there whose nonzero digits a,a, b,b, and cc satisfy 0.a b c=13(0.a+0.b+0.c)?0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} = \dfrac{1}{3} (0.\overline{a} + 0.\overline{b} + 0.\overline{c})? (The bar indicates repetition, thus 0.a b c0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} is the infinite repeating decimal 0.a b c a b c 0.\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\cdots)

99

1010

1111

1313

1414

Respuesta: D
Conceptos:decimal periódicodígitosEcuación diofántica
Nivel de dificultad: 1660
Solución:

Encontremos una expresión en forma cerrada para cada uno de los decimales periódicos. Podemos escribir como 0.abc=100a+10b+c999,0.a=a9,0.b=b9,0.c=c9. \begin{aligned} 0.\overline{\underline{a}\underline{b}\underline{c}}&=\frac{100a+10b+c}{999},\\ 0.\overline a&=\frac a9,\quad 0.\overline b=\frac b9,\\ 0.\overline c&=\frac c9. \end{aligned}

De esto, vemos que es una sucesión geométrica infinita con primer término y razón Usando la fórmula para la suma de una sucesión geométrica infinita, obtenemos que esto es igual a De manera similar, nota que podemos escribir como Como antes, esto es igual a Por lo tanto, Sustituyendo todos estos valores en la condición, obtenemos Multiplicando todo por 999999 se obtiene 100a+10b+c=37(a+b+c),100a+10b+c=37(a+b+c), 7a=3b+4c.7a=3b+4c.

Nota que podemos expresar a{1,2,,9},a\in\{1,2,\ldots,9\}, como b,cb,c Sustituyendo esto, obtenemos que se simplifica a Todas las soluciones donde funcionan. La expresión permanece constante si aumentamos en y disminuimos en . También podríamos disminuir en y aumentar en . Aplicando este principio a las primeras ternas se obtienen como soluciones más. Por lo tanto, hay un total de 1313 soluciones. (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),(4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),(5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),(6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),(9,9,9). \begin{gathered} (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),\\ (4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),\\ (5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),\\ (6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),\\ (9,9,9). \end{gathered}

Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

The repeating decimals satisfy 0.abc=100a+10b+c999,0.a=a9,0.b=b9,0.c=c9. \begin{aligned} 0.\overline{\underline{a}\underline{b}\underline{c}}&=\frac{100a+10b+c}{999},\\ 0.\overline a&=\frac a9,\quad 0.\overline b=\frac b9,\\ 0.\overline c&=\frac c9. \end{aligned}

Substitution and multiplication by 999999 give 100a+10b+c=37(a+b+c),100a+10b+c=37(a+b+c), or 7a=3b+4c.7a=3b+4c.

For each a{1,2,,9},a\in\{1,2,\ldots,9\}, checking the nonzero digits b,cb,c in this linear equation gives (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),(4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),(5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),(6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),(9,9,9). \begin{gathered} (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),\\ (4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),\\ (5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),\\ (6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),\\ (9,9,9). \end{gathered} Thus there are 1313 integers.

Thus, D is the correct solution.

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