Problemas del 2023 AMC 10B

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1.

La señora Jones está sirviendo jugo de naranja en cuatro vasos idénticos para sus cuatro hijos. Llena los primeros tres vasos por completo, pero se queda sin jugo cuando el cuarto vaso está solo 13\frac{1}{3} lleno. ¿Qué fracción de un vaso debe verter la señora Jones desde cada uno de los primeros tres vasos hacia el cuarto para que los cuatro vasos tengan la misma cantidad de jugo?

Mrs. Jones is pouring orange juice into four identical glasses for her four sons. She fills the first three glasses completely full but runs out of juice when the fourth glass is only 13\frac{1}{3} full. What fraction of a glass must Mrs. Jones pour from each of the first three glasses into the fourth glass so that all four glasses will have the same amount of juice?

112\dfrac{1}{12}

14\dfrac{1}{4}

16\dfrac{1}{6}

18\dfrac{1}{8}

29\dfrac{2}{9}

Respuesta: C
Conceptos:fracción

Nivel de dificultad: 860

Solución:

En total hay 3+13=1033 + \frac{1}{3} = \frac{10}{3} vasos de jugo. Al repartirlos entre cuatro, cada vaso queda con 103÷4=56.\frac{10}{3} \div 4 = \frac{5}{6}. Así que un vaso lleno debe verter 156=16.1 - \frac{5}{6} = \frac{1}{6}. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

There's 3+13=1033 + \frac{1}{3} = \frac{10}{3} glasses of juice in all. Split four ways, each glass ends up with 103÷4=56.\frac{10}{3} \div 4 = \frac{5}{6}. So a full glass has to pour out 156=16.1 - \frac{5}{6} = \frac{1}{6}. Thus, C is the correct answer.

2.

Carlos fue a una tienda de deportes a comprar zapatillas para correr. Las zapatillas estaban en oferta, con precios reducidos en 20%20\% en cada par. Carlos también sabía que debía pagar un impuesto sobre las ventas del 7.5%7.5\% sobre el precio con descuento. Tenía $43. ¿Cuál es el precio original, antes del descuento, de las zapatillas más caras que podía permitirse comprar?

Carlos went to a sports store to buy running shoes. Running shoes were on sale, with prices reduced by 20%20\% on every pair of shoes. Carlos also knew that he had to pay a 7.5%7.5\% sales tax on the discounted price. He had $43. What is the original (before discount) price of the most expensive shoes he could afford to buy?

$46\$46

$50\$50

$48\$48

$47\$47

$49\$49

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 990

Solución:

Sea PP el precio original. Después del descuento y el impuesto, Carlos paga 0.8P×1.075=0.86P.0.8P \times 1.075 = 0.86P. Puede pagarlo cuando 0.86P43,0.86P \le 43, lo que significa P50.P \le 50. Así que las zapatillas más caras que puede permitirse cuestan $50.\$50. Por lo tanto, la respuesta es B.

Let PP be the original price. After the discount and tax, Carlos pays 0.8P×1.075=0.86P.0.8P \times 1.075 = 0.86P. He can afford it when 0.86P43,0.86P \le 43, which means P50.P \le 50. So the priciest shoes he can swing start at $50.\$50. Therefore, the answer is B.

3.

Un triángulo rectángulo 33-44-55 está inscrito en el círculo A,A, y un triángulo rectángulo 55-1212-1313 está inscrito en el círculo B.B. ¿Cuál es la razón entre el área del círculo AA y el área del círculo BB?

A 33-44-55 right triangle is inscribed in circle A,A, and a 55-1212-1313 right triangle is inscribed in circle B.B. What is the ratio of the area of circle AA to the area of circle B?B?

925\dfrac{9}{25}

19\dfrac{1}{9}

15\dfrac{1}{5}

25169\dfrac{25}{169}

425\dfrac{4}{25}

Respuesta: D
Solución:

La hipotenusa de un triángulo rectángulo es un diámetro de la circunferencia que lo rodea. Así, el círculo AA tiene diámetro 55 y el círculo BB tiene diámetro 13.13. Las áreas escalan como el cuadrado de eso, dando (513)2=25169.\left(\frac{5}{13}\right)^2 = \frac{25}{169}. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

The hypotenuse of a right triangle is a diameter of the circle around it. So circle AA has diameter 55 and circle BB has diameter 13.13. Areas scale as the square of that, giving (513)2=25169.\left(\frac{5}{13}\right)^2 = \frac{25}{169}. Thus, D is the correct answer.

4.

El pincel de Jackson hace una franja angosta con un ancho de 6.56.5 milímetros. Jackson tiene suficiente pintura para hacer una franja de 2525 metros de largo. ¿Cuántos centímetros cuadrados de papel podría cubrir Jackson con pintura?

Jackson's paintbrush makes a narrow strip with a width of 6.56.5 millimeters. Jackson has enough paint to make a strip 2525 meters long. How many square centimeters of paper could Jackson cover with paint?

162,500162{,}500

162,5162{,}5

1,6251{,}625

1,625,0001{,}625{,}000

16,25016{,}250

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1200

Solución:

Primero pon todo en centímetros. La franja mide 6.56.5 mm =0.65= 0.65 cm de ancho y 2525 m =2500= 2500 cm de largo. Su área es 0.65×2500=16250.65 \times 2500 = 1625 centímetros cuadrados. Por lo tanto, la respuesta es C.

Put everything in centimeters first. The strip is 6.56.5 mm =0.65= 0.65 cm wide and 2525 m =2500= 2500 cm long. Its area is 0.65×2500=16250.65 \times 2500 = 1625 square centimeters. Therefore, the answer is C.

5.

Maddy y Lara ven una lista de números escrita en un pizarrón. Maddy suma 33 a cada número de la lista y encuentra que la suma de sus nuevos números es 45.45. Lara multiplica cada número de la lista por 33 y encuentra que la suma de sus nuevos números también es 45.45. ¿Cuántos números están escritos en el pizarrón?

Maddy and Lara see a list of numbers written on a blackboard. Maddy adds 33 to each number in the list and finds that the sum of her new numbers is 45.45. Lara multiplies each number in the list by 33 and finds that the sum of her new numbers is also 45.45. How many numbers are written on the blackboard?

1010

55

66

88

99

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 1130

Solución:

Sea SS la suma original y nn la cantidad de números. Maddy suma 33 a cada uno, así que su total es S+3n=45.S + 3n = 45. Lara triplica cada uno, así que el suyo es 3S=45,3S = 45, dando S=15.S = 15. Entonces 15+3n=45,15 + 3n = 45, así que n=10.n = 10. Por lo tanto, A es la respuesta correcta.

Let SS be the original sum and nn the number of entries. Maddy adds 33 to each, so her total is S+3n=45.S + 3n = 45. Lara triples each, so hers is 3S=45,3S = 45, giving S=15.S = 15. Then 15+3n=45,15 + 3n = 45, so n=10.n = 10. Thus, A is the correct answer.

6.

Sea L1=1,L_1 = 1, L2=3,L_2 = 3, y Ln+2=Ln+1+LnL_{n+2} = L_{n+1} + L_n para n1.n \ge 1. ¿Cuántos términos de la sucesión L1,L2,L3,,L2023L_1, L_2, L_3, \ldots, L_{2023} son pares?

Let L1=1,L_1 = 1, L2=3,L_2 = 3, and Ln+2=Ln+1+LnL_{n+2} = L_{n+1} + L_n for n1.n \ge 1. How many terms in the sequence L1,L2,L3,,L2023L_1, L_2, L_3, \ldots, L_{2023} are even?

673673

10111011

675675

10101010

674674

Respuesta: E

Nivel de dificultad: 1250

Solución:

Sigue las paridades: 1,3,4,7,11,18,1, 3, 4, 7, 11, 18, \ldots van impar, impar, par, y luego se repiten con periodo 3.3. Así que LnL_n es par exactamente cuando 3n.3 \mid n. Entre 1n2023,1 \le n \le 2023, eso son 2023/3=674\lfloor 2023/3 \rfloor = 674 múltiplos de 3.3. Por lo tanto, la respuesta es E.

Track the parities: 1,3,4,7,11,18,1, 3, 4, 7, 11, 18, \ldots run odd, odd, even, then repeat with period 3.3. So LnL_n is even exactly when 3n.3 \mid n. Among 1n2023,1 \le n \le 2023, that's 2023/3=674\lfloor 2023/3 \rfloor = 674 multiples of 3.3. Therefore, the answer is E.

7.

El cuadrado ABCDABCD se rota 2020^\circ en sentido horario alrededor de su centro para obtener el cuadrado EFGH,EFGH, como se muestra abajo. ¿Cuál es la medida en grados de EAB\angle EAB?

Square ABCDABCD is rotated 2020^\circ clockwise about its center to obtain square EFGH,EFGH, as shown below. What is the degree measure of EAB?\angle EAB?

2424^\circ

3535^\circ

3030^\circ

3232^\circ

2020^\circ

Respuesta: B
Solución:

Sea OO el centro común. La rotación lleva AA a E,E, así que OA=OEOA = OE y AOE=20.\angle AOE = 20^\circ. Eso hace que el triángulo OAEOAE sea isósceles, con ángulos base OAE=180202=80.\angle OAE = \frac{180^\circ - 20^\circ}{2} = 80^\circ. La diagonal ACAC divide el ángulo recto en A,A, así que OAB=45.\angle OAB = 45^\circ. Restando, EAB=8045=35.\angle EAB = 80^\circ - 45^\circ = 35^\circ. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Let OO be the shared center. The rotation carries AA to E,E, so OA=OEOA = OE and AOE=20.\angle AOE = 20^\circ. That makes triangle OAEOAE isosceles, with base angles OAE=180202=80.\angle OAE = \frac{180^\circ - 20^\circ}{2} = 80^\circ. The diagonal ACAC splits the right angle at A,A, so OAB=45.\angle OAB = 45^\circ. Subtracting, EAB=8045=35.\angle EAB = 80^\circ - 45^\circ = 35^\circ. Thus, B is the correct answer.

8.

¿Cuál es la cifra de las unidades de la siguiente expresión? 20222023+202320222022^{2023} + 2023^{2022}

What is the units digit of 20222023+20232022?2022^{2023} + 2023^{2022}?

77

11

99

55

33

Respuesta: A
Solución:

Solo importan las cifras de las unidades. Las potencias de 22 ciclan 2,4,8,62, 4, 8, 6 con periodo 4,4, y 20233(mod4),2023 \equiv 3 \pmod 4, así que 202220232022^{2023} termina en 8.8. Las potencias de 33 ciclan 3,9,7,1,3, 9, 7, 1, y 20222(mod4),2022 \equiv 2 \pmod 4, así que 202320222023^{2022} termina en 9.9. Súmalas: 8+9=17,8 + 9 = 17, así que la cifra de las unidades es 7.7. Por lo tanto, la respuesta es A.

Only the units digits matter. Powers of 22 cycle 2,4,8,62, 4, 8, 6 with period 4,4, and 20233(mod4),2023 \equiv 3 \pmod 4, so 202220232022^{2023} ends in 8.8. Powers of 33 cycle 3,9,7,1,3, 9, 7, 1, and 20222(mod4),2022 \equiv 2 \pmod 4, so 202320222023^{2022} ends in 9.9. Add them: 8+9=17,8 + 9 = 17, so the units digit is 7.7. Therefore, the answer is A.

9.

Los números 1616 y 2525 son un par de cuadrados perfectos positivos consecutivos cuya diferencia es 9.9. ¿Cuántos pares de cuadrados perfectos positivos consecutivos tienen una diferencia menor o igual que 20232023?

The numbers 1616 and 2525 are a pair of consecutive positive perfect squares whose difference is 9.9. How many pairs of consecutive positive perfect squares have a difference of less than or equal to 2023?2023?

674674

10111011

10101010

20192019

20172017

Respuesta: B
Solución:

Los cuadrados consecutivos k2k^2 y (k+1)2(k+1)^2 difieren en (k+1)2k2=2k+1.(k+1)^2 - k^2 = 2k + 1. Necesitamos 2k+12023,2k + 1 \le 2023, lo que da k1011.k \le 1011. Así que kk recorre 1,2,,1011,1, 2, \ldots, 1011, para 10111011 pares. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Consecutive squares k2k^2 and (k+1)2(k+1)^2 differ by (k+1)2k2=2k+1.(k+1)^2 - k^2 = 2k + 1. We need 2k+12023,2k + 1 \le 2023, which gives k1011.k \le 1011. So kk runs 1,2,,1011,1, 2, \ldots, 1011, for 10111011 pairs. Thus, B is the correct answer.

10.

Estás jugando un juego. Un rectángulo 2×12 \times 1 cubre dos casillas adyacentes (orientado ya sea horizontal o verticalmente) de una cuadrícula de casillas 3×33 \times 3, pero no te dicen cuáles dos casillas están cubiertas. Tu objetivo es encontrar al menos una casilla que esté cubierta por el rectángulo. Un "turno" consiste en que adivinas una casilla, tras lo cual te dicen si esa casilla está cubierta por el rectángulo oculto. ¿Cuál es el número mínimo de turnos que necesitas para garantizar que al menos una de tus casillas adivinadas esté cubierta por el rectángulo?

You are playing a game. A 2×12 \times 1 rectangle covers two adjacent squares (oriented either horizontally or vertically) of a 3×33 \times 3 grid of squares, but you are not told which two squares are covered. Your goal is to find at least one square that is covered by the rectangle. A "turn" consists of you guessing a square, after which you are told whether that square is covered by the hidden rectangle. What is the minimum number of turns you need to ensure that at least one of your guessed squares is covered by the rectangle?

33

55

44

88

66

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1560

Solución:

Supón que toda adivinanza falla. Entonces el dominó queda por completo sobre casillas no adivinadas, así que esas casillas incluyen dos celdas adyacentes. Para forzar un acierto, necesitamos que las casillas no adivinadas no tengan dos adyacentes. Colorea la cuadrícula como un tablero de ajedrez. El mayor conjunto de casillas mutuamente no adyacentes tiene 55 celdas, las de un solo color: las cuatro esquinas y el centro. Así que debemos adivinar al menos 95=49 - 5 = 4 casillas. Y 44 bastan: adivina los cuatro puntos medios de los lados, ya que todo dominó cubre una casilla de cada color, y por tanto un punto medio de lado. Por lo tanto, la respuesta es C.

Suppose every guess misses. Then the domino lies entirely on unguessed squares, so those squares include two adjacent cells. To force a hit, we need the unguessed squares to have no two adjacent. Color the grid like a checkerboard. The biggest set of pairwise non-adjacent squares has 55 cells, one color's worth: the four corners and the center. So we must guess at least 95=49 - 5 = 4 squares. And 44 is enough: guess the four edge midpoints, since every domino covers one square of each color, hence one edge midpoint. Therefore, the answer is C.

11.

Suzanne fue al banco y retiró $800. El cajero le dio esta cantidad usando billetes de $20, billetes de $50 y billetes de $100, con al menos uno de cada denominación. ¿Cuántas colecciones diferentes de billetes pudo haber recibido Suzanne?

Suzanne went to the bank and withdrew $800. The teller gave her this amount using $20 bills, $50 bills, and $100 bills, with at least one of each denomination. How many different collections of bills could Suzanne have received?

4545

2121

3636

2828

3232

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1500

Solución:

Sean a,b,c1a, b, c \ge 1 el número de billetes de $20,$50,$100\$20, \$50, \$100. Entonces 20a+50b+100c=800,20a + 50b + 100c = 800, que se reduce a 2a+5b+10c=80.2a + 5b + 10c = 80. Tanto 2a2a como 10c10c son pares, así que 5b5b también lo es, forzando b=2t.b = 2t. Ahora a=405t5c1a = 40 - 5t - 5c \ge 1 significa t+c7.t + c \le 7. Con t,c1,t, c \ge 1, el número de pares es 1+2++6=21.1 + 2 + \cdots + 6 = 21. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Let a,b,c1a, b, c \ge 1 count the $20,$50,$100\$20, \$50, \$100 bills. Then 20a+50b+100c=800,20a + 50b + 100c = 800, which divides down to 2a+5b+10c=80.2a + 5b + 10c = 80. Both 2a2a and 10c10c are even, so 5b5b is too, forcing b=2t.b = 2t. Now a=405t5c1a = 40 - 5t - 5c \ge 1 means t+c7.t + c \le 7. With t,c1,t, c \ge 1, the pairs number 1+2++6=21.1 + 2 + \cdots + 6 = 21. Thus, B is the correct answer.

12.

Cuando las raíces del polinomio P(x)=i=110(xi)iP(x) = \prod_{i=1}^{10} (x - i)^i se eliminan de la recta de los números reales, lo que queda es la unión de 1111 intervalos abiertos disjuntos. ¿En cuántos de esos intervalos es P(x)P(x) positivo?

When the roots of the polynomial P(x)=i=110(xi)iP(x) = \prod_{i=1}^{10} (x - i)^i are removed from the real number line, what remains is the union of 1111 disjoint open intervals. On how many of those intervals is P(x)P(x) positive?

33

77

66

44

55

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1560

Solución:

Para x>10,x \gt 10, todo factor (xi)i(x - i)^i es positivo, así que P(x)>0.P(x) \gt 0. Ahora muévete a la izquierda. Cruzar x=ix = i invierte el signo solo cuando ii es impar, es decir en i=9,7,5,3,1.i = 9, 7, 5, 3, 1. Así que los once intervalos, de derecha a izquierda, tienen signos +,+,,,+,+,,,+,+,.+, +, -, -, +, +, -, -, +, +, -. Seis son positivos. Por lo tanto, la respuesta es C.

For x>10,x \gt 10, every factor (xi)i(x - i)^i is positive, so P(x)>0.P(x) \gt 0. Now move left. Crossing x=ix = i flips the sign only when ii is odd, that is at i=9,7,5,3,1.i = 9, 7, 5, 3, 1. So the eleven intervals, right to left, carry signs +,+,,,+,+,,,+,+,.+, +, -, -, +, +, -, -, +, +, -. Six are positive. Therefore, the answer is C.

13.

¿Cuál es el área de la región en el plano de coordenadas definida por la siguiente desigualdad? x1+y11\bigl||x| - 1\bigr| + \bigl||y| - 1\bigr| \le 1

What is the area of the region in the coordinate plane defined by the inequality x1+y11?\bigl||x| - 1\bigr| + \bigl||y| - 1\bigr| \le 1?

22

88

44

1515

1212

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1600

Solución:

Sustituye u=x,u = |x|, v=y.v = |y|. Entonces u1+v11|u - 1| + |v - 1| \le 1 es un rombo centrado en (1,1)(1, 1) con diagonales de longitud 2,2, así que tiene área 2,2, y queda por completo en u,v0.u, v \ge 0. La aplicación (x,y)(x,y)(x, y) \mapsto (|x|, |y|) es cuatro a uno sobre u,v>0,u, v \gt 0, así que la región completa tiene área 4×2=8.4 \times 2 = 8. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Substitute u=x,u = |x|, v=y.v = |y|. Then u1+v11|u - 1| + |v - 1| \le 1 is a diamond centered at (1,1)(1, 1) with diagonals of length 2,2, so it has area 2,2, and it sits entirely in u,v0.u, v \ge 0. The map (x,y)(x,y)(x, y) \mapsto (|x|, |y|) is four-to-one over u,v>0,u, v \gt 0, so the full region has area 4×2=8.4 \times 2 = 8. Thus, B is the correct answer.

14.

¿Cuántos pares ordenados de enteros (m,n)(m, n) satisfacen la siguiente ecuación? m2+mn+n2=m2n2m^2 + mn + n^2 = m^2 n^2

How many ordered pairs of integers (m,n)(m, n) satisfy the equation m2+mn+n2=m2n2?m^2 + mn + n^2 = m^2 n^2?

77

11

33

66

55

Respuesta: C
Solución:

Si m=0,m = 0, la ecuación fuerza n2=0,n^2 = 0, dando (0,0).(0, 0). De lo contrario ambos son distintos de cero; supón mn.|m| \le |n|. Entonces m2n2=m2+mn+n23n2,m^2 n^2 = m^2 + mn + n^2 \le 3n^2, así que m23m^2 \le 3 y m=±1.m = \pm 1. Toma m=1:m = 1: 1+n+n2=n21 + n + n^2 = n^2 da n=1.n = -1. Toma m=1:m = -1: n=1.n = 1. Eso deja (0,0),(1,1),(1,1),(0,0), (1,-1), (-1,1), tres en total. Por lo tanto, la respuesta es C.

If m=0,m = 0, the equation forces n2=0,n^2 = 0, giving (0,0).(0, 0). Otherwise both are nonzero; assume mn.|m| \le |n|. Then m2n2=m2+mn+n23n2,m^2 n^2 = m^2 + mn + n^2 \le 3n^2, so m23m^2 \le 3 and m=±1.m = \pm 1. Take m=1:m = 1: 1+n+n2=n21 + n + n^2 = n^2 gives n=1.n = -1. Take m=1:m = -1: n=1.n = 1. That leaves (0,0),(1,1),(1,1),(0,0), (1,-1), (-1,1), three in all. Therefore, the answer is C.

15.

¿Cuál es el menor entero positivo mm tal que m2!3!4!5!16!m \cdot 2! \cdot 3! \cdot 4! \cdot 5! \cdots 16! sea un cuadrado perfecto?

What is the least positive integer mm such that m2!3!4!5!16!m \cdot 2! \cdot 3! \cdot 4! \cdot 5! \cdots 16! is a perfect square?

3030

3003030030

7070

14301430

10011001

Respuesta: C
Solución:

Agrupa el producto como (2!3!)(4!5!)(14!15!)16!.(2!\,3!)(4!\,5!)\cdots(14!\,15!)\cdot 16!. Como (2k)!(2k+1)!(2k)!(2k+1)! =((2k)!)2(2k+1),= \bigl((2k)!\bigr)^2(2k+1), cada par es un cuadrado perfecto por un número impar. Esos números impares 3,5,7,9,11,13,153, 5, 7, 9, 11, 13, 15 se multiplican dando 345271113,3^4 \cdot 5^2 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 13, con parte libre de cuadrados 71113.7 \cdot 11 \cdot 13. Y 16!=215365372111316! = 2^{15} 3^6 5^3 7^2 \cdot 11 \cdot 13 tiene parte libre de cuadrados 251113.2 \cdot 5 \cdot 11 \cdot 13. Multiplica ambas: la parte libre de cuadrados de todo el producto es 257.2 \cdot 5 \cdot 7. Ese es el menor m,m, a saber 257=70.2 \cdot 5 \cdot 7 = 70. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Group the product as (2!3!)(4!5!)(14!15!)16!.(2!\,3!)(4!\,5!)\cdots(14!\,15!)\cdot 16!. Since (2k)!(2k+1)!(2k)!(2k+1)! =((2k)!)2(2k+1),= \bigl((2k)!\bigr)^2(2k+1), each pair is a perfect square times an odd number. Those odd numbers 3,5,7,9,11,13,153, 5, 7, 9, 11, 13, 15 multiply to 345271113,3^4 \cdot 5^2 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 13, with squarefree part 71113.7 \cdot 11 \cdot 13. And 16!=215365372111316! = 2^{15} 3^6 5^3 7^2 \cdot 11 \cdot 13 has squarefree part 251113.2 \cdot 5 \cdot 11 \cdot 13. Multiply the two: the squarefree part of the whole thing is 257.2 \cdot 5 \cdot 7. That's the smallest m,m, namely 257=70.2 \cdot 5 \cdot 7 = 70. Thus, C is the correct answer.

16.

Define un subno como un entero positivo de 22 o más cifras donde las cifras son estrictamente crecientes de izquierda a derecha. De manera similar, define un bajno como un entero positivo de 22 o más cifras donde las cifras son estrictamente decrecientes de izquierda a derecha. Por ejemplo, el número 258258 es un subno y 86208620 es un bajno. Sea UU el número total de subnos y sea DD el número total de bajnos. ¿Cuánto vale UD|U - D|?

Define an upno to be a positive integer of 22 or more digits where the digits are strictly increasing moving left to right. Similarly, define a downno to be a positive integer of 22 or more digits where the digits are strictly decreasing moving left to right. For instance, the number 258258 is an upno and 86208620 is a downno. Let UU equal the total number of upnos and let DD equal the total number of downnos. What is UD?|U - D|?

512512

1010

00

99

511511

Respuesta: E

Nivel de dificultad: 1800

Solución:

Un subno es simplemente una elección de al menos 22 cifras, escritas en orden creciente. Un 00 nunca puede aparecer: no puede ir al frente ni seguir a una cifra menor. Así que las cifras provienen de {1,,9},\{1, \ldots, 9\}, dando U=2919=502.U = 2^9 - 1 - 9 = 502. Un bajno puede terminar en 0,0, así que sus cifras son cualquier subconjunto de {0,,9}\{0, \ldots, 9\} de tamaño 2,\ge 2, dando D=210110=1013.D = 2^{10} - 1 - 10 = 1013. Así que UD=5021013=511.|U - D| = |502 - 1013| = 511. Por lo tanto, la respuesta es E.

An upno is just a choice of at least 22 digits, written in increasing order. A 00 can never appear: it can't lead and can't follow a smaller digit. So the digits come from {1,,9},\{1, \ldots, 9\}, giving U=2919=502.U = 2^9 - 1 - 9 = 502. A downno can end in 0,0, so its digits are any subset of {0,,9}\{0, \ldots, 9\} of size 2,\ge 2, giving D=210110=1013.D = 2^{10} - 1 - 10 = 1013. So UD=5021013=511.|U - D| = |502 - 1013| = 511. Therefore, the answer is E.

17.

Una caja rectangular P\mathcal{P} tiene longitudes de arista distintas a,a, b,b, y c.c. La suma de las longitudes de las 1212 aristas de P\mathcal{P} es 13,13, la suma de las áreas de las 66 caras de P\mathcal{P} es 112,\frac{11}{2}, y el volumen de P\mathcal{P} es 12.\frac{1}{2}. ¿Cuál es la longitud de la diagonal interior más larga que une dos vértices de P\mathcal{P}?

A rectangular box P\mathcal{P} has distinct edge lengths a,a, b,b, and c.c. The sum of the lengths of all 1212 edges of P\mathcal{P} is 13,13, the sum of the areas of all 66 faces of P\mathcal{P} is 112,\frac{11}{2}, and the volume of P\mathcal{P} is 12.\frac{1}{2}. What is the length of the longest interior diagonal connecting two vertices of P?\mathcal{P}?

22

38\dfrac{3}{8}

98\dfrac{9}{8}

94\dfrac{9}{4}

32\dfrac{3}{2}

Respuesta: D
Solución:

Las 1212 aristas dan 4(a+b+c)=13,4(a + b + c) = 13, así que a+b+c=134.a + b + c = \frac{13}{4}. Las 66 caras dan 2(ab+bc+ca)=112,2(ab + bc + ca) = \frac{11}{2}, así que ab+bc+ca=114.ab + bc + ca = \frac{11}{4}. La diagonal espacial es a2+b2+c2=(a+b+c)22(ab+bc+ca)=16916112=8116=94. \begin{gathered} \sqrt{a^2 + b^2 + c^2} \\ = \small \sqrt{(a+b+c)^2 - 2(ab+bc+ca)} \\ = \sqrt{\frac{169}{16} - \frac{11}{2}} \\ = \sqrt{\frac{81}{16}} = \frac{9}{4}. \end{gathered} Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

The 1212 edges give 4(a+b+c)=13,4(a + b + c) = 13, so a+b+c=134.a + b + c = \frac{13}{4}. The 66 faces give 2(ab+bc+ca)=112,2(ab + bc + ca) = \frac{11}{2}, so ab+bc+ca=114.ab + bc + ca = \frac{11}{4}. The space diagonal is a2+b2+c2=(a+b+c)22(ab+bc+ca)=16916112=8116=94. \begin{gathered} \sqrt{a^2 + b^2 + c^2} \\ = \small \sqrt{(a+b+c)^2 - 2(ab+bc+ca)} \\ = \sqrt{\frac{169}{16} - \frac{11}{2}} \\ = \sqrt{\frac{81}{16}} = \frac{9}{4}. \end{gathered} Thus, D is the correct answer.

18.

Supón que a,a, b,b, y cc son enteros positivos tales que a14+b15=c210.\frac{a}{14} + \frac{b}{15} = \frac{c}{210}. ¿Cuáles de los siguientes enunciados son necesariamente verdaderos?

I. Si gcd(a,14)=1\gcd(a, 14) = 1 o gcd(b,15)=1\gcd(b, 15) = 1 o ambos, entonces gcd(c,210)=1.\gcd(c, 210) = 1.

II. Si gcd(c,210)=1,\gcd(c, 210) = 1, entonces gcd(a,14)=1\gcd(a, 14) = 1 o gcd(b,15)=1\gcd(b, 15) = 1 o ambos.

III. gcd(c,210)=1\gcd(c, 210) = 1 si y solo si gcd(a,14)=gcd(b,15)=1.\gcd(a, 14) = \gcd(b, 15) = 1.

Suppose a,a, b,b, and cc are positive integers such that a14+b15=c210.\frac{a}{14} + \frac{b}{15} = \frac{c}{210}. Which of the following statements are necessarily true?

I. If gcd(a,14)=1\gcd(a, 14) = 1 or gcd(b,15)=1\gcd(b, 15) = 1 or both, then gcd(c,210)=1.\gcd(c, 210) = 1.

II. If gcd(c,210)=1,\gcd(c, 210) = 1, then gcd(a,14)=1\gcd(a, 14) = 1 or gcd(b,15)=1\gcd(b, 15) = 1 or both.

III. gcd(c,210)=1\gcd(c, 210) = 1 if and only if gcd(a,14)=gcd(b,15)=1.\gcd(a, 14) = \gcd(b, 15) = 1.

I, II y III

I, II, and III

Solo I

I only

Solo I y II

I and II only

Solo III

III only

Solo II y III

II and III only

Respuesta: E
Solución:

Elimina los denominadores para obtener c=15a+14b.c = 15a + 14b. Reduce módulo los primos de 210=2357:210 = 2 \cdot 3 \cdot 5 \cdot 7: ca(mod2),c \equiv a \pmod 2, c2b(mod3),c \equiv 2b \pmod 3, c4b(mod5),c \equiv 4b \pmod 5, y ca(mod7).c \equiv a \pmod 7. Así que gcd(c,210)=1\gcd(c, 210) = 1 si y solo si 2a,2 \nmid a, 7a,7 \nmid a, 3b,3 \nmid b, 5b,5 \nmid b, lo que es exactamente gcd(a,14)=1\gcd(a, 14) = 1 y gcd(b,15)=1.\gcd(b, 15) = 1. Eso resuelve III, y hace verdadero II ya que el "y" implica el "o". El enunciado I falla, sin embargo: toma a=1,b=3.a = 1, b = 3. Entonces gcd(a,14)=1,\gcd(a, 14) = 1, pero c=57c = 57 es divisible entre 3.3. Así que solo II y III se cumplen. Por lo tanto, la respuesta es E.

Clear denominators to get c=15a+14b.c = 15a + 14b. Reduce modulo the primes of 210=2357:210 = 2 \cdot 3 \cdot 5 \cdot 7: ca(mod2),c \equiv a \pmod 2, c2b(mod3),c \equiv 2b \pmod 3, c4b(mod5),c \equiv 4b \pmod 5, and ca(mod7).c \equiv a \pmod 7. So gcd(c,210)=1\gcd(c, 210) = 1 iff 2a,2 \nmid a, 7a,7 \nmid a, 3b,3 \nmid b, 5b,5 \nmid b, which is exactly gcd(a,14)=1\gcd(a, 14) = 1 and gcd(b,15)=1.\gcd(b, 15) = 1. That settles III, and it makes II true since the "and" implies the "or." Statement I fails, though: take a=1,b=3.a = 1, b = 3. Then gcd(a,14)=1,\gcd(a, 14) = 1, yet c=57c = 57 is divisible by 3.3. So only II and III hold. Therefore, the answer is E.

19.

La rana Sonya elige un punto de forma uniforme al azar dentro del cuadrado [0,6]×[0,6][0, 6] \times [0, 6] en el plano de coordenadas y salta a ese punto. Luego elige una distancia de forma uniforme al azar de [0,1][0, 1] y una dirección de forma uniforme al azar de {north,south,east,west}.\{\text{north}, \text{south}, \text{east}, \text{west}\}. Todas sus elecciones son independientes. Ahora salta la distancia en la dirección elegida. ¿Cuál es la probabilidad de que caiga fuera del cuadrado?

Sonya the frog chooses a point uniformly at random lying within the square [0,6]×[0,6][0, 6] \times [0, 6] in the coordinate plane and hops to that point. She then chooses a distance uniformly at random from [0,1][0, 1] and a direction uniformly at random from {north,south,east,west}.\{\text{north}, \text{south}, \text{east}, \text{west}\}. All her choices are independent. She now hops the distance in the chosen direction. What is the probability that she lands outside the square?

16\dfrac{1}{6}

112\dfrac{1}{12}

14\dfrac{1}{4}

110\dfrac{1}{10}

19\dfrac{1}{9}

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1990

Solución:

Las cuatro direcciones se comportan igual por simetría, así que digamos que salta al este. Cae fuera exactamente cuando su coordenada xx más la distancia de salto dd supera 6.6. Fija d.d. Su coordenada xx es uniforme en [0,6],[0, 6], así que supera 6d6 - d con probabilidad d6.\frac{d}{6}. Ahora promedia sobre dd uniforme en [0,1]:[0, 1]: 1612=112.\frac{1}{6} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{12}. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

The four directions behave the same by symmetry, so say she hops east. She lands outside exactly when her xx-coordinate plus the hop distance dd tops 6.6. Fix d.d. Her xx-coordinate is uniform on [0,6],[0, 6], so it beats 6d6 - d with probability d6.\frac{d}{6}. Now average over dd uniform on [0,1]:[0, 1]: 1612=112.\frac{1}{6} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{12}. Thus, B is the correct answer.

20.

Se dibujan cuatro semicírculos congruentes sobre la superficie de una esfera de radio 2,2, como se muestra, creando una curva cerrada que divide la superficie en dos regiones congruentes. La longitud de la curva es πn.\pi\sqrt{n}. ¿Cuánto vale nn?

Four congruent semicircles are drawn on the surface of a sphere with radius 2,2, as shown, creating a closed curve that divides the surface into two congruent regions. The length of the curve is πn.\pi\sqrt{n}. What is n?n?

3232

1212

4848

3636

2727

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 2100

Solución:

La curva consta de cuatro arcos semicirculares congruentes, así que su longitud es 44 veces un semicírculo, πr,\pi r, donde rr es el radio del arco. Los arcos se encuentran en cuatro puntos que forman un cuadrado inscrito en un círculo máximo de la esfera de radio 22, y el diámetro de cada arco es un lado de ese cuadrado, una cuerda de longitud 22.2\sqrt2. Así que r=2.r = \sqrt2. (Compruébalo de otra manera: el círculo pequeño está en un plano a distancia 22=2\frac{2}{\sqrt2} = \sqrt2 del centro, dando radio 22(2)2=2.\sqrt{2^2 - (\sqrt2)^2} = \sqrt2.) La longitud total es 4π2=π32,4 \cdot \pi\sqrt2 = \pi\sqrt{32}, así que n=32.n = 32. Por lo tanto, la respuesta es A.

The curve is four congruent semicircular arcs, so its length is 44 times one semicircle, πr,\pi r, where rr is the arc radius. The arcs meet at four points that form a square inscribed in a great circle of the radius-22 sphere, and each arc's diameter is a side of that square, a chord of length 22.2\sqrt2. So r=2.r = \sqrt2. (Check it another way: the small circle sits in a plane at distance 22=2\frac{2}{\sqrt2} = \sqrt2 from the center, giving radius 22(2)2=2.\sqrt{2^2 - (\sqrt2)^2} = \sqrt2.) The total length is 4π2=π32,4 \cdot \pi\sqrt2 = \pi\sqrt{32}, so n=32.n = 32. Therefore, the answer is A.

21.

Cada una de 20232023 bolas se coloca en una de 33 cajas. ¿Cuál de las siguientes opciones está más cerca de la probabilidad de que cada una de las cajas contenga un número impar de bolas?

Each of 20232023 balls is placed into one of 33 bins. Which of the following is closest to the probability that each of the bins will contain an odd number of balls?

23\dfrac{2}{3}

310\dfrac{3}{10}

12\dfrac{1}{2}

13\dfrac{1}{3}

14\dfrac{1}{4}

Respuesta: E

Nivel de dificultad: 2120

Solución:

Las 320233^{2023} asignaciones son igualmente probables. Un filtro de signos cuenta las que tienen cada caja impar: 18s{±1}3(s1s2s3)\frac{1}{8}\sum_{s \in \{\pm 1\}^3}(s_1 s_2 s_3) (s1+s2+s3)2023\cdot (s_1 + s_2 + s_3)^{2023}. Para s=(1,1,1)s = (1,1,1) y s=(1,1,1)s = (-1,-1,-1), ambos términos valen 320233^{2023}. Para cada otra elección de signos, la suma entre paréntesis es 11 o 1-1, y el término completo vale 1-1, así que estos seis términos suman 6-6. Por lo tanto el conteo es 23202368=3202334\frac{2 \cdot 3^{2023} - 6}{8} = \frac{3^{2023} - 3}{4}. Al dividir, la probabilidad es 320233432023=141432022\frac{3^{2023} - 3}{4 \cdot 3^{2023}} = \frac{1}{4} - \frac{1}{4 \cdot 3^{2022}}, apenas por debajo de 14\frac{1}{4}. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

All 320233^{2023} assignments are equally likely. A sign filter counts the ones with every bin odd: 18s{±1}3(s1s2s3)\frac{1}{8}\sum_{s \in \{\pm 1\}^3}(s_1 s_2 s_3) (s1+s2+s3)2023\cdot (s_1 + s_2 + s_3)^{2023}. For s=(1,1,1)s = (1,1,1) and s=(1,1,1)s = (-1,-1,-1), both terms equal 320233^{2023}. For each other sign choice, the sum in parentheses is 11 or 1-1, and the full term equals 1-1, so these six terms total 6-6. Thus the count is 23202368=3202334\frac{2 \cdot 3^{2023} - 6}{8} = \frac{3^{2023} - 3}{4}. Dividing, the probability is 320233432023=141432022\frac{3^{2023} - 3}{4 \cdot 3^{2023}} = \frac{1}{4} - \frac{1}{4 \cdot 3^{2022}}, a hair under 14\frac{1}{4}. Thus, E is the correct answer.

22.

¿Cuántos valores distintos de xx satisfacen x23x+2=0,\lfloor x \rfloor^2 - 3x + 2 = 0, donde x\lfloor x \rfloor denota el mayor entero menor o igual que xx?

How many distinct values of xx satisfy x23x+2=0,\lfloor x \rfloor^2 - 3x + 2 = 0, where x\lfloor x \rfloor denotes the largest integer less than or equal to x?x?

un número infinito

an infinite number

44

22

33

00

Respuesta: B
Solución:

Haz n=x.n = \lfloor x \rfloor. Entonces n23x+2=0n^2 - 3x + 2 = 0 da x=n2+23.x = \frac{n^2 + 2}{3}. Para que esto sea consistente necesitamos nn2+23<n+1.n \le \frac{n^2 + 2}{3} \lt n + 1. El lado izquierdo, n23n+20,n^2 - 3n + 2 \ge 0, se cumple para todo entero n.n. El lado derecho, n23n1<0,n^2 - 3n - 1 \lt 0, se cumple solo para n{0,1,2,3}.n \in \{0, 1, 2, 3\}. Esos dan x=23,1,2,113,x = \frac{2}{3}, 1, 2, \frac{11}{3}, así que hay 44 valores distintos. Por lo tanto, la respuesta es B.

Set n=x.n = \lfloor x \rfloor. Then n23x+2=0n^2 - 3x + 2 = 0 gives x=n2+23.x = \frac{n^2 + 2}{3}. For this to be consistent we need nn2+23<n+1.n \le \frac{n^2 + 2}{3} \lt n + 1. The left side, n23n+20,n^2 - 3n + 2 \ge 0, holds for every integer n.n. The right side, n23n1<0,n^2 - 3n - 1 \lt 0, holds only for n{0,1,2,3}.n \in \{0, 1, 2, 3\}. Those give x=23,1,2,113,x = \frac{2}{3}, 1, 2, \frac{11}{3}, so there are 44 distinct values. Therefore, the answer is B.

23.

Una progresión aritmética tiene n3n \ge 3 términos, término inicial a,a, y diferencia común d>1.d \gt 1. Carl escribió correctamente todos los términos de esta progresión salvo uno, que quedó desviado en 1.1. La suma de los términos que escribió fue 222.222. ¿Cuánto valía a+d+na + d + n?

An arithmetic sequence has n3n \ge 3 terms, initial term a,a, and common difference d>1.d \gt 1. Carl wrote down all the terms in this sequence correctly except for one term, which was off by 1.1. The sum of the terms he wrote was 222.222. What was a+d+n?a + d + n?

2424

2020

2222

2828

2626

Respuesta: B
Solución:

La suma verdadera es S=na+n(n1)2dS = na + \frac{n(n-1)}{2}d. Como un término está desviado en 11, el total escrito satisface 222=S±1222 = S \pm 1, así que S=221S = 221 o 223223. Además 2S=n(2a+(n1)d)2S = n\bigl(2a + (n-1)d\bigr), así que nn divide a 2S2S. Como a1a \ge 1 y d2d \ge 2, tenemos 2S2n22S \ge 2n^2, de donde n2Sn^2 \le S. Para S=223S = 223, ningún divisor de 446446 está entre 33 y 223\sqrt{223}. Para S=221=1317S = 221 = 13 \cdot 17, el único divisor de 442442 en este rango es n=13n = 13. Así 2a+12d=342a + 12d = 34, o a+6d=17a + 6d = 17. Como aa y dd son enteros positivos con d>1d \gt 1, obtenemos a=5a = 5, d=2d = 2. Entonces a+d+n=5+2+13=20a + d + n = 5 + 2 + 13 = 20. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

The true sum is S=na+n(n1)2dS = na + \frac{n(n-1)}{2}d. Since one term is off by 11, the written total satisfies 222=S±1222 = S \pm 1, so S=221S = 221 or 223223. Also 2S=n(2a+(n1)d)2S = n\bigl(2a + (n-1)d\bigr), so nn divides 2S2S. Since a1a \ge 1 and d2d \ge 2, we have 2S2n22S \ge 2n^2, hence n2Sn^2 \le S. For S=223S = 223, no divisor of 446446 lies between 33 and 223\sqrt{223}. For S=221=1317S = 221 = 13 \cdot 17, the only divisor of 442442 in this range is n=13n = 13. Thus 2a+12d=342a + 12d = 34, or a+6d=17a + 6d = 17. Since aa and dd are positive integers with d>1d \gt 1, we get a=5a = 5, d=2d = 2. Then a+d+n=5+2+13=20a + d + n = 5 + 2 + 13 = 20. Thus, B is the correct answer.

24.

¿Cuál es el perímetro de la frontera de la región formada por todos los puntos que pueden expresarse como (2u3w, v+4w)(2u - 3w,\ v + 4w) con 0u1,0 \le u \le 1, 0v1,0 \le v \le 1, y 0w10 \le w \le 1?

What is the perimeter of the boundary of the region consisting of all points which can be expressed as (2u3w, v+4w)(2u - 3w,\ v + 4w) with 0u1,0 \le u \le 1, 0v1,0 \le v \le 1, and 0w1?0 \le w \le 1?

10310\sqrt{3}

1010

1212

1818

1616

Respuesta: E

Nivel de dificultad: 2470

Solución:

Fija w.w. Cuando u,vu, v barren [0,1]2,[0, 1]^2, el punto (2u3w, v+4w)(2u - 3w,\ v + 4w) llena un rectángulo 2×12 \times 1 alineado con los ejes, con esquina inferior izquierda (3w,4w).(-3w, 4w). Ahora deja que ww vaya de 00 a 1.1. El rectángulo se desliza a lo largo del vector (3,4),(-3, 4), que tiene longitud 5.5. Así que la región es la suma de Minkowski de ese rectángulo y el segmento, y su perímetro es el perímetro del rectángulo más el doble de la longitud del segmento: 2(2+1)+25=16.2(2 + 1) + 2 \cdot 5 = 16. Por lo tanto, la respuesta es E.

Fix w.w. As u,vu, v sweep [0,1]2,[0, 1]^2, the point (2u3w, v+4w)(2u - 3w,\ v + 4w) fills a 2×12 \times 1 axis-aligned rectangle with lower-left corner (3w,4w).(-3w, 4w). Now let ww run from 00 to 1.1. The rectangle slides along the vector (3,4),(-3, 4), which has length 5.5. So the region is the Minkowski sum of that rectangle and the segment, and its perimeter is the rectangle's perimeter plus twice the segment length: 2(2+1)+25=16.2(2 + 1) + 2 \cdot 5 = 16. Therefore, the answer is E.

25.

Un pentágono regular de área 5+1\sqrt{5} + 1 se imprime en papel y se recorta. Los cinco vértices del pentágono se doblan hacia el centro del pentágono, creando un pentágono más pequeño. ¿Cuál es el área del nuevo pentágono?

A regular pentagon with area 5+1\sqrt{5} + 1 is printed on paper and cut out. The five vertices of the pentagon are folded into the center of the pentagon, creating a smaller pentagon. What is the area of the new pentagon?

454 - \sqrt{5}

51\sqrt{5} - 1

8358 - 3\sqrt{5}

5+12\dfrac{\sqrt{5} + 1}{2}

2+53\dfrac{2 + \sqrt{5}}{3}

Respuesta: B
Solución:

El pentágono original tiene circunradio R.R. Doblar un vértice hacia el centro pliega a lo largo de la mediatriz del segmento centro-vértice, una recta a distancia R2\tfrac{R}{2} del centro. Esos cinco pliegues delimitan el nuevo pentágono regular, cuya apotema es R2\tfrac{R}{2} (la apotema original era Rcos36R\cos 36^\circ). Así que el nuevo pentágono es semejante con razón R/2Rcos36,\tfrac{R/2}{R\cos 36^\circ}, y su área es el área anterior por (12cos36)2.\left(\tfrac{1}{2\cos 36^\circ}\right)^2. Sustituye cos36=1+54:\cos 36^\circ = \tfrac{1+\sqrt5}{4}: el factor se vuelve 23+5=352.\tfrac{2}{3+\sqrt5} = \tfrac{3-\sqrt5}{2}. Así que la nueva área es (5+1)352=51.(\sqrt5+1)\cdot\tfrac{3-\sqrt5}{2} = \sqrt{5} - 1. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Let the original pentagon have circumradius R.R. Folding a vertex to the center creases along the perpendicular bisector of the center-to-vertex segment, a line at distance R2\tfrac{R}{2} from the center. Those five creases bound the new regular pentagon, whose apothem is R2\tfrac{R}{2} (the original apothem was Rcos36R\cos 36^\circ). So the new pentagon is similar with ratio R/2Rcos36,\tfrac{R/2}{R\cos 36^\circ}, and its area is the old area times (12cos36)2.\left(\tfrac{1}{2\cos 36^\circ}\right)^2. Plug in cos36=1+54:\cos 36^\circ = \tfrac{1+\sqrt5}{4}: the factor becomes 23+5=352.\tfrac{2}{3+\sqrt5} = \tfrac{3-\sqrt5}{2}. So the new area is (5+1)352=51.(\sqrt5+1)\cdot\tfrac{3-\sqrt5}{2} = \sqrt{5} - 1. Thus, B is the correct answer.