Problemas del 2024 AMC 10B

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1.

En una larga fila de personas, la 10131013ª persona desde la izquierda es también la 10101010ª persona desde la derecha. ¿Cuántas personas hay en la fila?

In a long line of people, the 10131013th person from the left is also the 10101010th person from the right. How many people are in the line?

20212021

20222022

20232023

20242024

20252025

Respuesta: B
Conceptos:conteo básico

Nivel de dificultad: 860

Solución:

Hay 10121012 personas a la izquierda de este lugar y 10091009 a la derecha. Suma esos dos grupos más la propia persona: 1012+1009+1=2022.1012 + 1009 + 1 = 2022. O, igual de rápido, las dos posiciones se solapan en una persona, así que 1013+10101=2022.1013 + 1010 - 1 = 2022. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

There are 10121012 people to the left of this spot and 10091009 to the right. Add those two groups plus the person themselves: 1012+1009+1=2022.1012 + 1009 + 1 = 2022. Or, just as fast, the two positions overlap on one person, so 1013+10101=2022.1013 + 1010 - 1 = 2022. Thus, B is the correct answer.

2.

¿Cuánto vale 10!7!6!10! - 7! \cdot 6!?

What is 10!7!6!?10! - 7! \cdot 6!?

120-120

00

120120

600600

720720

Respuesta: B
Conceptos:factorial

Nivel de dificultad: 980

Solución:

Escribe 10!=10987!=7207!.10! = 10 \cdot 9 \cdot 8 \cdot 7! = 720 \cdot 7!. Pero también 720=6!720 = 6!, así que 10!=6!7!=7!6!.10! = 6! \cdot 7! = 7! \cdot 6!. Los dos términos son iguales. Eso hace que 10!7!6!=0.10! - 7! \cdot 6! = 0. Por lo tanto, la respuesta es B.

Write 10!=10987!=7207!.10! = 10 \cdot 9 \cdot 8 \cdot 7! = 720 \cdot 7!. But 720=6!720 = 6! too, so 10!=6!7!=7!6!.10! = 6! \cdot 7! = 7! \cdot 6!. The two terms are the same. That makes 10!7!6!=0.10! - 7! \cdot 6! = 0. Therefore, the answer is B.

3.

¿Para cuántos valores enteros de xx se cumple 2x7π|2x| \le 7\pi?

For how many integer values of xx is 2x7π?|2x| \le 7\pi?

1616

1717

1919

2020

2121

Respuesta: E
Solución:

Divide entre 22 para obtener x3.5π10.996.|x| \le 3.5\pi \approx 10.996. Los enteros que sirven van desde 10-10 hasta 10,10, y hay 2121 de ellos. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

Divide by 22 to get x3.5π10.996.|x| \le 3.5\pi \approx 10.996. The integers that fit run from 10-10 up to 10,10, and there are 2121 of them. Thus, E is the correct answer.

4.

Las bolas numeradas 1,2,3,1, 2, 3, \ldots se colocan en las cajas A,B,C,D,A, B, C, D, y EE de modo que la primera bola se coloca en A,A, las dos siguientes se colocan en B,B, las tres siguientes se colocan en C,C, las cuatro siguientes se colocan en D,D, las cinco siguientes se colocan en E,E, y luego las seis siguientes van en A,A, etc. Por ejemplo, 22,23,,2822, 23, \ldots, 28 se colocan en B.B. ¿Qué caja contiene la bola 20242024?

Balls numbered 1,2,3,1, 2, 3, \ldots are placed in bins A,B,C,D,A, B, C, D, and EE so that the first ball is placed in A,A, the next two are placed in B,B, the next three are placed in C,C, the next four are placed in D,D, the next five are placed in E,E, and then the next six go in A,A, etc. For example, 22,23,,2822, 23, \ldots, 28 are placed in B.B. Which bin contains ball 2024?2024?

AA

BB

CC

DD

EE

Respuesta: D

Nivel de dificultad: 1130

Solución:

El grupo gg contiene gg bolas, así que los primeros gg grupos consumen g(g+1)2\tfrac{g(g+1)}{2} de ellas. Ahora 63642=2016\tfrac{63 \cdot 64}{2} = 2016 y 64652=2080,\tfrac{64 \cdot 65}{2} = 2080, lo que coloca la bola 20242024 en el grupo 6464 (bolas 20172017 hasta 20802080). Las cajas se repiten en el ciclo A,B,C,D,E,A, B, C, D, E, así que el grupo gg cae en la caja número (g1)mod5.(g - 1) \bmod 5. Para g=64g = 64 eso es 63mod5=3,63 \bmod 5 = 3, la caja D.D. Por lo tanto, la respuesta es D.

Group gg holds gg balls, so the first gg groups swallow g(g+1)2\tfrac{g(g+1)}{2} of them. Now 63642=2016\tfrac{63 \cdot 64}{2} = 2016 and 64652=2080,\tfrac{64 \cdot 65}{2} = 2080, which puts ball 20242024 in group 6464 (balls 20172017 through 20802080). The bins cycle A,B,C,D,E,A, B, C, D, E, so group gg lands in bin number (g1)mod5.(g - 1) \bmod 5. For g=64g = 64 that's 63mod5=3,63 \bmod 5 = 3, bin D.D. Therefore, the answer is D.

5.

En la siguiente expresión, Melanie cambió algunos de los signos más por signos menos:

1+3+5+7++97+991 + 3 + 5 + 7 + \cdots + 97 + 99

Cuando se evaluó la nueva expresión, resultó negativa. ¿Cuál es el menor número de signos más que Melanie pudo haber cambiado por signos menos?

In the following expression, Melanie changed some of the plus signs to minus signs:

1+3+5+7++97+991 + 3 + 5 + 7 + \cdots + 97 + 99

When the new expression was evaluated, it was negative. What is the least number of plus signs that Melanie could have changed to minus signs?

1414

1515

1616

1717

1818

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1250

Solución:

La suma completa es 1+3++99=502=2500.1 + 3 + \cdots + 99 = 50^2 = 2500. Cambiar el signo de un término tt baja el total en 2t,2t, así que para volverse negativo los términos cambiados deben sumar más de 1250.1250. La jugada codiciosa es cambiar los números impares más grandes: cambiar los kk mayores da 99+97+=k(100k).99 + 97 + \cdots = k(100 - k). Queremos k(100k)>1250.k(100 - k) \gt 1250. En k=14k = 14 es solo 1204,1204, pero en k=15k = 15 salta a 1275.1275. Así que 1515 cambios lo logran. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

The full sum is 1+3++99=502=2500.1 + 3 + \cdots + 99 = 50^2 = 2500. Flipping a term tt drops the total by 2t,2t, so to go negative the flipped terms have to add up to more than 1250.1250. The greedy move is to flip the biggest odd numbers: flipping the top kk gives 99+97+=k(100k).99 + 97 + \cdots = k(100 - k). We want k(100k)>1250.k(100 - k) \gt 1250. At k=14k = 14 it's only 1204,1204, but at k=15k = 15 it jumps to 1275.1275. So 1515 flips do it. Thus, B is the correct answer.

6.

Un rectángulo tiene lados de longitud entera y un área de 2024.2024. ¿Cuál es el menor perímetro posible del rectángulo?

A rectangle has integer side lengths and an area of 2024.2024. What is the least possible perimeter of the rectangle?

160160

180180

222222

228228

390390

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1200

Solución:

El perímetro 2(+w)2(\ell + w) con w=2024\ell w = 2024 es mínimo cuando \ell y ww están lo más cerca posible entre sí. Factoriza 2024=231123.2024 = 2^3 \cdot 11 \cdot 23. El par de divisores más cercano a 202445\sqrt{2024} \approx 45 es 44×46,44 \times 46, que da un perímetro de 2(44+46)=180.2(44 + 46) = 180. Por lo tanto, la respuesta es B.

The perimeter 2(+w)2(\ell + w) with w=2024\ell w = 2024 is smallest when \ell and ww are as close together as possible. Factor 2024=231123.2024 = 2^3 \cdot 11 \cdot 23. The divisor pair nearest 202445\sqrt{2024} \approx 45 is 44×46,44 \times 46, which gives perimeter 2(44+46)=180.2(44 + 46) = 180. Therefore, the answer is B.

7.

¿Cuál es el residuo cuando 72024+72025+720267^{2024} + 7^{2025} + 7^{2026} se divide entre 1919?

What is the remainder when 72024+72025+720267^{2024} + 7^{2025} + 7^{2026} is divided by 19?19?

00

11

77

1111

1818

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 1250

Solución:

Saca la potencia común: 72024+72025+720267^{2024} + 7^{2025} + 7^{2026} =72024(1+7+49)= 7^{2024}(1 + 7 + 49) =7202457.= 7^{2024} \cdot 57. Y 57=319,57 = 3 \cdot 19, así que el producto es un múltiplo de 19.19. El residuo es 0.0. Por lo tanto, A es la respuesta correcta.

Pull out the common power: 72024+72025+720267^{2024} + 7^{2025} + 7^{2026} =72024(1+7+49)= 7^{2024}(1 + 7 + 49) =7202457.= 7^{2024} \cdot 57. And 57=319,57 = 3 \cdot 19, so the product is a multiple of 19.19. The remainder is 0.0. Thus, A is the correct answer.

8.

Sea NN el producto de todos los divisores enteros positivos de 42.42. ¿Cuál es el dígito de las unidades de NN?

Let NN be the product of all the positive integer divisors of 42.42. What is the units digit of N?N?

00

22

44

66

88

Respuesta: D
Solución:

Como 42=23742 = 2 \cdot 3 \cdot 7 tiene (1+1)3=8(1+1)^3 = 8 divisores, podemos emparejar cada divisor con su complementario, así que N=428/2=424.N = 42^{8/2} = 42^4. Solo importa el dígito de las unidades, y 24=162^4 = 16 termina en 6,6, así que 42442^4 también. Por lo tanto, la respuesta es D.

Since 42=23742 = 2 \cdot 3 \cdot 7 has (1+1)3=8(1+1)^3 = 8 divisors, we can pair each divisor with its complement, so N=428/2=424.N = 42^{8/2} = 42^4. Only the units digit matters, and 24=162^4 = 16 ends in 6,6, so 42442^4 does too. Therefore, the answer is D.

9.

Los números reales a,b,a, b, y cc tienen media aritmética 0.0. La media aritmética de a2,b2,a^2, b^2, y c2c^2 es 10.10. ¿Cuál es la media aritmética de ab,ac,ab, ac, y bcbc?

Real numbers a,b,a, b, and cc have arithmetic mean 0.0. The arithmetic mean of a2,b2,a^2, b^2, and c2c^2 is 10.10. What is the arithmetic mean of ab,ac,ab, ac, and bc?bc?

5-5

103-\dfrac{10}{3}

109-\dfrac{10}{9}

00

109\dfrac{10}{9}

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 1350

Solución:

Las medias nos dicen que a+b+c=0a + b + c = 0 y a2+b2+c2=30.a^2 + b^2 + c^2 = 30. Eleva al cuadrado la primera: (a+b+c)2(a+b+c)^2 =a2+b2+c2= a^2 + b^2 + c^2 +2(ab+bc+ca),+ 2(ab + bc + ca), así que 0=30+2(ab+bc+ca)0 = 30 + 2(ab + bc + ca) y ab+bc+ca=15.ab + bc + ca = -15. Su media es 15/3=5.-15 / 3 = -5. Por lo tanto, A es la respuesta correcta.

The means tell us a+b+c=0a + b + c = 0 and a2+b2+c2=30.a^2 + b^2 + c^2 = 30. Square the first: (a+b+c)2(a+b+c)^2 =a2+b2+c2= a^2 + b^2 + c^2 +2(ab+bc+ca),+ 2(ab + bc + ca), so 0=30+2(ab+bc+ca)0 = 30 + 2(ab + bc + ca) and ab+bc+ca=15.ab + bc + ca = -15. Their mean is 15/3=5.-15 / 3 = -5. Thus, A is the correct answer.

10.

El cuadrilátero ABCDABCD es un paralelogramo, y EE es el punto medio del lado AD.\overline{AD}. Sea FF la intersección de las rectas EBEB y AC.AC. ¿Cuál es la razón entre el área del cuadrilátero CDEFCDEF y el área del triángulo CFBCFB?

Quadrilateral ABCDABCD is a parallelogram, and EE is the midpoint of the side AD.\overline{AD}. Let FF be the intersection of lines EBEB and AC.AC. What is the ratio of the area of quadrilateral CDEFCDEF to the area of triangle CFB?CFB?

5:45 : 4

4:34 : 3

3:23 : 2

5:35 : 3

2:12 : 1

Respuesta: A
Solución:

Las razones de áreas no cambian bajo una transformación afín, así que coloca coordenadas convenientes: A=(0,0),A = (0,0), B=(1,0),B = (1,0), C=(1,1),C = (1,1), D=(0,1),D = (0,1), lo que hace E=(0,12).E = (0, \tfrac12). La recta ACAC es y=x,y = x, y la recta EBEB va desde (0,12)(0, \tfrac12) hasta (1,0);(1, 0); se cruzan en F=(13,13).F = (\tfrac13, \tfrac13). La fórmula del cordón de zapato da al cuadrilátero CDEFCDEF un área de 512\tfrac{5}{12} y al triángulo CFBCFB un área de 13.\tfrac13. Así que la razón es 512:13=5:4.\tfrac{5}{12} : \tfrac13 = 5 : 4. Por lo tanto, la respuesta es A.

Area ratios don't change under an affine map, so drop in convenient coordinates: A=(0,0),A = (0,0), B=(1,0),B = (1,0), C=(1,1),C = (1,1), D=(0,1),D = (0,1), which makes E=(0,12).E = (0, \tfrac12). Line ACAC is y=x,y = x, and line EBEB runs from (0,12)(0, \tfrac12) to (1,0);(1, 0); they cross at F=(13,13).F = (\tfrac13, \tfrac13). The shoelace formula gives quadrilateral CDEFCDEF area 512\tfrac{5}{12} and triangle CFBCFB area 13.\tfrac13. So the ratio is 512:13=5:4.\tfrac{5}{12} : \tfrac13 = 5 : 4. Therefore, the answer is A.

11.

En la figura de abajo, WXYZWXYZ es un rectángulo con WX=4WX = 4 y WZ=8.WZ = 8. El punto MM está sobre XY,\overline{XY}, el punto AA está sobre YZ,\overline{YZ}, y WMA\angle WMA es un ángulo recto. Las áreas de WXM\triangle WXM y WAZ\triangle WAZ son iguales. ¿Cuál es el área de WMA\triangle WMA?

In the figure below WXYZWXYZ is a rectangle with WX=4WX = 4 and WZ=8.WZ = 8. Point MM lies on XY,\overline{XY}, point AA lies on YZ,\overline{YZ}, and WMA\angle WMA is a right angle. The areas of WXM\triangle WXM and WAZ\triangle WAZ are equal. What is the area of WMA?\triangle WMA?

1313

1414

1515

1616

1717

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1500

Solución:

Coloca X=(0,0),X = (0,0), Y=(8,0),Y = (8,0), W=(0,4),W = (0,4), Z=(8,4),Z = (8,4), así que M=(m,0)M = (m, 0) y A=(8,a).A = (8, a). El ángulo recto significa que MWMA=0,\overrightarrow{MW} \cdot \overrightarrow{MA} = 0, lo que da m(8m)+4a=0,-m(8 - m) + 4a = 0, es decir m(8m)=4a.m(8 - m) = 4a. Las áreas iguales [WXM]=2m[WXM] = 2m y [WAZ]=4(4a)[WAZ] = 4(4 - a) obligan a m=82a,m = 8 - 2a, así que a=8m2.a = \tfrac{8 - m}{2}. Sustituyendo de vuelta, (8m)(2m)=0.(8 - m)(2 - m) = 0. Tomando MYM \ne Y queda m=2m = 2 y a=3.a = 3. Entonces [WMA]=32[WMA] = 32 [WXM]- [WXM] [MYA]- [MYA] [AZW]- [AZW] =32494= 32 - 4 - 9 - 4 =15.= 15. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Set X=(0,0),X = (0,0), Y=(8,0),Y = (8,0), W=(0,4),W = (0,4), Z=(8,4),Z = (8,4), so M=(m,0)M = (m, 0) and A=(8,a).A = (8, a). The right angle means MWMA=0,\overrightarrow{MW} \cdot \overrightarrow{MA} = 0, which gives m(8m)+4a=0,-m(8 - m) + 4a = 0, that is m(8m)=4a.m(8 - m) = 4a. Equal areas [WXM]=2m[WXM] = 2m and [WAZ]=4(4a)[WAZ] = 4(4 - a) force m=82a,m = 8 - 2a, so a=8m2.a = \tfrac{8 - m}{2}. Substitute back and (8m)(2m)=0.(8 - m)(2 - m) = 0. Taking MYM \ne Y leaves m=2m = 2 and a=3.a = 3. Then [WMA]=32[WMA] = 32 [WXM]- [WXM] [MYA]- [MYA] [AZW]- [AZW] =32494= 32 - 4 - 9 - 4 =15.= 15. Thus, C is the correct answer.

12.

Un grupo de 100100 estudiantes de diferentes países se reúne en una competencia de matemáticas. Cada estudiante habla el mismo número de idiomas y, para cada par de estudiantes AA y B,B, el estudiante AA habla algún idioma que el estudiante BB no habla, y el estudiante BB habla algún idioma que el estudiante AA no habla. ¿Cuál es el menor número total posible de idiomas hablados por todos los estudiantes?

A group of 100100 students from different countries meet at a mathematics competition. Each student speaks the same number of languages, and, for every pair of students AA and B,B, student AA speaks some language that student BB does not speak, and student BB speaks some language that student AA does not speak. What is the least possible total number of languages spoken by all the students?

99

1010

1212

5151

100100

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 1500

Solución:

Asigna a cada estudiante el conjunto de idiomas que habla. La condición dice que el conjunto de nadie está contenido en el de otro. Todos hablan el mismo número kk de idiomas, y dos conjuntos distintos de kk elementos nunca pueden contenerse mutuamente, así que todo lo que necesitamos son 100100 subconjuntos de kk elementos distintos de los nn idiomas, es decir (nk)100.\binom{n}{k} \ge 100. Con n=8n = 8 lo mejor que logramos es (84)=70,\binom{8}{4} = 70, por debajo de 100.100. Pero (94)=126100.\binom{9}{4} = 126 \ge 100. Así que 99 idiomas son a la vez suficientes y necesarios. Por lo tanto, la respuesta es A.

Give each student the set of languages they speak. The condition says no one's set sits inside another's. Everyone speaks the same number kk of languages, and two distinct kk-element sets can never contain each other, so all we need is 100100 different kk-subsets of the nn languages, i.e. (nk)100.\binom{n}{k} \ge 100. With n=8n = 8 the best we can manage is (84)=70,\binom{8}{4} = 70, short of 100.100. But (94)=126100.\binom{9}{4} = 126 \ge 100. So 99 languages are both enough and necessary. Therefore, the answer is A.

13.

Los enteros positivos xx e yy satisfacen la ecuación x+y=1183.\sqrt{x} + \sqrt{y} = \sqrt{1183}. ¿Cuál es el valor mínimo posible de x+yx + y?

Positive integers xx and yy satisfy the equation x+y=1183.\sqrt{x} + \sqrt{y} = \sqrt{1183}. What is the minimum possible value of x+y?x + y?

585585

595595

623623

700700

791791

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1560

Solución:

Como 1183=7169=7132,1183 = 7 \cdot 169 = 7 \cdot 13^2, tenemos 1183=137.\sqrt{1183} = 13\sqrt7. Eleva al cuadrado x+y=137\sqrt x + \sqrt y = 13\sqrt7 para obtener x+y+2xy=1183.x + y + 2\sqrt{xy} = 1183. Así que xy\sqrt{xy} es racional, lo que obliga a que cada uno de x,yx, y sea 77 veces un cuadrado perfecto: x=7a2,x = 7a^2, y=7b2y = 7b^2 con a+b=13.a + b = 13. Ahora x+y=7(a2+b2),x + y = 7(a^2 + b^2), mínimo cuando aa y bb son tan iguales como podamos hacerlos. Toma a=6,a = 6, b=7b = 7 para 7(36+49)=595.7(36 + 49) = 595. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Since 1183=7169=7132,1183 = 7 \cdot 169 = 7 \cdot 13^2, we have 1183=137.\sqrt{1183} = 13\sqrt7. Square x+y=137\sqrt x + \sqrt y = 13\sqrt7 to get x+y+2xy=1183.x + y + 2\sqrt{xy} = 1183. So xy\sqrt{xy} is rational, which forces each of x,yx, y to be 77 times a perfect square: x=7a2,x = 7a^2, y=7b2y = 7b^2 with a+b=13.a + b = 13. Now x+y=7(a2+b2),x + y = 7(a^2 + b^2), smallest when aa and bb are as equal as we can make them. Take a=6,a = 6, b=7b = 7 for 7(36+49)=595.7(36 + 49) = 595. Thus, B is the correct answer.

14.

Un tablero de dardos es la región BB en el plano coordenado que consiste en los puntos (x,y)(x, y) tales que x+y8.|x| + |y| \le 8. Un objetivo TT es la región donde (x2+y225)249.(x^2 + y^2 - 25)^2 \le 49. Se lanza un dardo a un punto aleatorio en B.B. La probabilidad de que el dardo caiga en TT se puede expresar como mnπ,\dfrac{m}{n}\pi, donde mm y nn son enteros positivos primos entre sí. ¿Cuánto vale m+nm + n?

A dartboard is the region BB in the coordinate plane consisting of points (x,y)(x, y) such that x+y8.|x| + |y| \le 8. A target TT is the region where (x2+y225)249.(x^2 + y^2 - 25)^2 \le 49. A dart is thrown at a random point in B.B. The probability that the dart lands in TT can be expressed as mnπ,\dfrac{m}{n}\pi, where mm and nn are relatively prime positive integers. What is m+n?m + n?

3939

7171

7373

7575

135135

Respuesta: B
Solución:

BB es el cuadrado x+y8,|x| + |y| \le 8, con área 282=128.2 \cdot 8^2 = 128. La condición del objetivo (x2+y225)249(x^2 + y^2 - 25)^2 \le 49 se convierte en x2+y2257,|x^2 + y^2 - 25| \le 7, es decir 18x2+y232,18 \le x^2 + y^2 \le 32, un anillo de área π(3218)=14π.\pi(32 - 18) = 14\pi. ¿Cabe dentro de BB? La distancia del origen a un lado x+y=8x + y = 8 es 82=42=32,\tfrac{8}{\sqrt2} = 4\sqrt2 = \sqrt{32}, exactamente el radio exterior, así que sí, el anillo está dentro del cuadrado. La probabilidad es 14π128=764π,\tfrac{14\pi}{128} = \tfrac{7}{64}\pi, lo que da m+n=71.m + n = 71. Por lo tanto, la respuesta es B.

BB is the square x+y8,|x| + |y| \le 8, with area 282=128.2 \cdot 8^2 = 128. The target condition (x2+y225)249(x^2 + y^2 - 25)^2 \le 49 unpacks to x2+y2257,|x^2 + y^2 - 25| \le 7, that is 18x2+y232,18 \le x^2 + y^2 \le 32, an annulus of area π(3218)=14π.\pi(32 - 18) = 14\pi. Does it fit inside B?B? The distance from the origin to an edge x+y=8x + y = 8 is 82=42=32,\tfrac{8}{\sqrt2} = 4\sqrt2 = \sqrt{32}, exactly the outer radius, so yes, the annulus sits inside the square. The probability is 14π128=764π,\tfrac{14\pi}{128} = \tfrac{7}{64}\pi, giving m+n=71.m + n = 71. Therefore, the answer is B.

15.

Una lista de 99 números reales consiste en 1,1, 2.2,2.2, 3.2,3.2, 5.2,5.2, 6.2,6.2, 7,7, así como x,y,zx, y, z con xyz.x \le y \le z. El rango de la lista es 7,7, y la media y la mediana son ambas enteros positivos. ¿Cuántas ternas ordenadas (x,y,z)(x, y, z) son posibles?

A list of 99 real numbers consists of 1,1, 2.2,2.2, 3.2,3.2, 5.2,5.2, 6.2,6.2, 7,7, as well as x,y,zx, y, z with xyz.x \le y \le z. The range of the list is 7,7, and the mean and median are both positive integers. How many ordered triples (x,y,z)(x, y, z) are possible?

11

22

33

44

infinitas

infinitely many

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1730

Solución:

Los seis números fijos suman 24.8,24.8, así que una media entera necesita x+y+z=9k24.8x + y + z = 9k - 24.8 para algún entero positivo k.k. Un rango de 77 fija el mínimo y el máximo globales (los valores fijos ya se extienden desde 11 hasta 77), y la mediana es el 55º número más pequeño de los nueve, que tiene que ser un entero positivo. Analizando dónde pueden ubicarse x,y,zx, y, z sobreviven exactamente tres ternas: (0,5,6.2),(0, 5, 6.2), (0.1,4,7.1),(0.1, 4, 7.1), y (6,6.2,8).(6, 6.2, 8). Así que hay 3.3. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

The six fixed numbers total 24.8,24.8, so an integer mean needs x+y+z=9k24.8x + y + z = 9k - 24.8 for some positive integer k.k. A range of 77 pins down the overall min and max (the fixed values already stretch from 11 to 77), and the median is the 55th smallest of the nine numbers, which has to be a positive integer. Grind through where x,y,zx, y, z can sit and exactly three triples survive: (0,5,6.2),(0, 5, 6.2), (0.1,4,7.1),(0.1, 4, 7.1), and (6,6.2,8).(6, 6.2, 8). So there are 3.3. Thus, C is the correct answer.

16.

A Jerry le gusta jugar con números. Un día, escribió todos los enteros desde 11 hasta 20242024 en la pizarra. Luego, repetidamente eligió cuatro números en la pizarra, los borró y los reemplazó por su suma o su producto. (Por ejemplo, el primer paso de Jerry pudo haber sido borrar 1,2,3,1, 2, 3, y 5,5, y luego escribir en la pizarra o bien 11,11, su suma, o bien 30,30, su producto.) Después de realizar repetidamente esta operación, Jerry notó que todos los números que quedaban en la pizarra eran impares. ¿Cuál es el número máximo posible de enteros en la pizarra en ese momento?

Jerry likes to play with numbers. One day, he wrote all the integers from 11 to 20242024 on the whiteboard. Then he repeatedly chose four numbers on the whiteboard, erased them, and replaced them with either their sum or their product. (For example, Jerry's first step might have been to erase 1,2,3,1, 2, 3, and 5,5, and then write either 11,11, their sum, or 30,30, their product, on the whiteboard.) After repeatedly performing this operation, Jerry noticed that all the remaining numbers on the board were odd. What is the maximum possible number of integers on the board at that time?

10101010

10111011

10121012

10131013

10141014

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 1800

Solución:

Entre 1,,20241, \ldots, 2024 hay 10121012 números pares y 10121012 impares. Cada operación consume 44 números y escribe de vuelta 1,1, así que la cantidad baja en 3;3; para mantenerla alta queremos la menor cantidad posible de operaciones. Todo número par tiene que desaparecer, y un movimiento que produce un resultado impar puede eliminar a lo sumo 33 pares a la vez (un impar más tres pares suma impar). Eliminar los 10121012 pares requiere por tanto al menos 1012/3=338\lceil 1012/3 \rceil = 338 movimientos. Y eso se puede lograr: 337337 movimientos de "un impar ++ tres pares \to suma impar" borran 10111011 pares, luego un movimiento de "tres impares ++ un par \to suma impar" elimina el último. Eso deja 20243338=10102024 - 3 \cdot 338 = 1010 números. Por lo tanto, la respuesta es A.

Among 1,,20241, \ldots, 2024 there are 10121012 even numbers and 10121012 odd. Each operation eats 44 numbers and writes back 1,1, so the count falls by 3;3; to keep it high we want as few operations as possible. Every even number has to go, and a move that produces an odd result can clear at most 33 evens at once (one odd plus three evens sums to odd). Clearing all 10121012 evens therefore takes at least 1012/3=338\lceil 1012/3 \rceil = 338 moves. And that's achievable: 337337 moves of "one odd ++ three evens \to odd sum" wipe out 10111011 evens, then one move of "three odds ++ one even \to odd sum" gets the last. That leaves 20243338=10102024 - 3 \cdot 338 = 1010 numbers. Therefore, the answer is A.

17.

En una carrera entre 55 caracoles, hay a lo sumo un empate, pero ese empate puede involucrar cualquier número de caracoles. Por ejemplo, el resultado de la carrera podría ser que Dazzler es primero; Abby, Cyrus y Elroy empatan en el segundo lugar, y Bruna es quinta. ¿Cuántos resultados diferentes de la carrera son posibles?

In a race among 55 snails, there is at most one tie, but that tie can involve any number of snails. For example, the result of the race might be that Dazzler is first; Abby, Cyrus, and Elroy are tied for second, and Bruna is fifth. How many different results of the race are possible?

180180

361361

420420

431431

720720

Respuesta: D

Nivel de dificultad: 1730

Solución:

Si nadie empata, los 55 caracoles terminan en 5!=1205! = 120 órdenes. Ahora permite exactamente un grupo empatado de tamaño kk con 2k5.2 \le k \le 5. Elige el grupo de (5k)\binom{5}{k} maneras, luego trátalo como un bloque, dejando 6k6 - k bloques para ordenar de (6k)!(6 - k)! maneras. Sumando sobre k:k: (52)4!\binom{5}{2}4! +(53)3!+ \binom{5}{3}3! +(54)2!+ \binom{5}{4}2! +(55)1!+ \binom{5}{5}1! =240+60+10+1= 240 + 60 + 10 + 1 =311.= 311. Suma el conteo sin empate: 120+311=431.120 + 311 = 431. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

If nobody ties, the 55 snails finish in 5!=1205! = 120 orders. Now allow exactly one tied group of size kk with 2k5.2 \le k \le 5. Choose the group in (5k)\binom{5}{k} ways, then treat it as one block, leaving 6k6 - k blocks to arrange in (6k)!(6 - k)! ways. Summing over k:k: (52)4!\binom{5}{2}4! +(53)3!+ \binom{5}{3}3! +(54)2!+ \binom{5}{4}2! +(55)1!+ \binom{5}{5}1! =240+60+10+1= 240 + 60 + 10 + 1 =311.= 311. Add the no-tie count: 120+311=431.120 + 311 = 431. Thus, D is the correct answer.

18.

¿Cuántos residuos diferentes pueden resultar cuando la 100100ª potencia de un entero se divide entre 125125?

How many different remainders can result when the 100100th power of an integer is divided by 125?125?

11

22

55

2525

125125

Respuesta: B
Solución:

Aquí 125=53125 = 5^3 y φ(125)=100.\varphi(125) = 100. Si gcd(n,5)=1,\gcd(n, 5) = 1, el teorema de Euler da n1001(mod125).n^{100} \equiv 1 \pmod{125}. Y si 5n,5 \mid n, entonces n100n^{100} lleva un factor de 5100,5^{100}, por tanto de 125,125, así que n1000(mod125).n^{100} \equiv 0 \pmod{125}. Eso deja solo dos residuos posibles, 00 y 1.1. Por lo tanto, la respuesta es B.

Here 125=53125 = 5^3 and φ(125)=100.\varphi(125) = 100. If gcd(n,5)=1,\gcd(n, 5) = 1, Euler's theorem gives n1001(mod125).n^{100} \equiv 1 \pmod{125}. And if 5n,5 \mid n, then n100n^{100} carries a factor of 5100,5^{100}, hence of 125,125, so n1000(mod125).n^{100} \equiv 0 \pmod{125}. That leaves only two possible remainders, 00 and 1.1. Therefore, the answer is B.

19.

En la siguiente tabla, cada signo de interrogación debe reemplazarse por "Posible" o "No posible" para indicar si una recta no vertical con la pendiente dada puede contener el número dado de puntos reticulares (puntos cuyas dos coordenadas son enteras). ¿Cuántas de las 1212 casillas serán "Posible"?

In the following table, each question mark is to be replaced by "Possible" or "Not Possible" to indicate whether a nonvertical line with the given slope can contain the given number of lattice points (points both of whose coordinates are integers). How many of the 1212 entries will be "Possible"?

44

55

66

77

99

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1910

Solución:

Dos puntos reticulares cualesquiera dan una pendiente racional. Así que una recta con pendiente irracional contiene a lo sumo un punto reticular: puede tener 00 (digamos y=2x+12y = \sqrt2\,x + \tfrac12) o exactamente 11 (digamos y=2xy = \sqrt2\,x), nunca dos. Una recta con pendiente racional (incluido el cero) que pasa por un punto reticular (x0,y0)(x_0, y_0) también pasa por (x0+q,y0+p)(x_0 + q, y_0 + p) para su pendiente reducida pq,\tfrac{p}{q}, así que toca infinitos; tal recta tiene o bien 00 puntos reticulares (desplázala con una ordenada al origen irracional) o más de dos, nunca exactamente uno o dos. Así que cada fila da exactamente dos casillas "Posible". Para pendiente racional cero y no cero esas son las columnas "cero" y "más de dos"; para pendiente irracional, las columnas "cero" y "exactamente uno". Eso es 66 en total. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Any two lattice points give a rational slope. So a line with irrational slope holds at most one lattice point: it can have 00 (say y=2x+12y = \sqrt2\,x + \tfrac12) or exactly 11 (say y=2xy = \sqrt2\,x), never two. A line with rational slope (zero included) through a lattice point (x0,y0)(x_0, y_0) also passes through (x0+q,y0+p)(x_0 + q, y_0 + p) for its reduced slope pq,\tfrac{p}{q}, so it hits infinitely many; such a line has either 00 lattice points (shift it by an irrational intercept) or more than two, never exactly one or two. So each row gives exactly two "Possible" entries. For zero and nonzero rational slope those are the "zero" and "more than two" columns; for irrational slope, the "zero" and "exactly one" columns. That's 66 in all. Thus, C is the correct answer.

20.

Tres pares de zapatos diferentes se colocan en una fila de modo que ningún zapato izquierdo esté junto a un zapato derecho de un par diferente. ¿De cuántas maneras se pueden alinear estos seis zapatos?

Three different pairs of shoes are placed in a row so that no left shoe is next to a right shoe from a different pair. In how many ways can these six shoes be lined up?

6060

7272

9090

108108

120120

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 2080

Solución:

Recorre la fila: dondequiera que un zapato izquierdo toque a un zapato derecho, tienen que ser compañeros. Observa el patrón de lados (L o R) a lo largo de los seis lugares; cada cambio entre L y R debe estar en un par emparejado. Dos patrones mantienen todos los izquierdos juntos y luego todos los derechos, LLLRRRLLLRRR y RRRLLL.RRRLLL. Cada uno tiene un solo cambio, así que elige el par emparejado ahí (33 maneras) y ordena los otros dos izquierdos (22) y dos derechos (22): 1212 cada uno. Los otros patrones permitidos LLRRRL,LLRRRL, LRRLLR,LRRLLR, LRRRLL,LRRRLL, RLLLRR,RLLLRR, RLLRRL,RLLRRL, RRLLLRRRLLLR dan 66 arreglos cada uno. En total 212+66=60.2 \cdot 12 + 6 \cdot 6 = 60. Por lo tanto, la respuesta es A.

Scan the row: wherever a left shoe touches a right shoe, they have to be mates. Look at the pattern of sides (L or R) across the six spots; every switch between L and R must sit at a matched pair. Two patterns keep all lefts together then all rights, LLLRRRLLLRRR and RRRLLL.RRRLLL. Each has a single switch, so pick the mated pair there (33 ways) and order the other two lefts (22) and two rights (22): 1212 each. The other allowed patterns LLRRRL,LLRRRL, LRRLLR,LRRLLR, LRRRLL,LRRRLL, RLLLRR,RLLLRR, RLLRRL,RLLRRL, RRLLLRRRLLLR give 66 arrangements apiece. Altogether 212+66=60.2 \cdot 12 + 6 \cdot 6 = 60. Therefore, the answer is A.

21.

Dos tubos rectos (cilindros circulares), con radios 11 y 14,\tfrac14, yacen paralelos y en contacto sobre un suelo plano. La figura de abajo muestra una vista frontal. ¿Cuál es la suma de los radios posibles de un tercer tubo paralelo que yace sobre el mismo suelo y en contacto con ambos?

Two straight pipes (circular cylinders), with radii 11 and 14,\tfrac14, lie parallel and in contact on a flat floor. The figure below shows a head-on view. What is the sum of the possible radii of a third parallel pipe lying on the same floor and in contact with both?

19\dfrac{1}{9}

11

109\dfrac{10}{9}

119\dfrac{11}{9}

199\dfrac{19}{9}

Respuesta: C
Solución:

Dos círculos de radios RR y rr apoyados en el suelo y tocándose entre sí tienen puntos de contacto separados por una distancia horizontal de 2Rr2\sqrt{Rr}. Así que los tubos de radio 11 y radio 14\tfrac14 tocan el suelo separados 2114=12\sqrt{1 \cdot \tfrac14} = 1. Un tercer tubo de radio rr está a 2r2\sqrt{r} del punto de contacto del tubo grande y a 214r=r2\sqrt{\tfrac14 r} = \sqrt{r} del pequeño. Acomodado entre ellos, 2r+r=1,2\sqrt r + \sqrt r = 1, así que r=13\sqrt r = \tfrac13 y r=19.r = \tfrac19. Ubicado más allá del tubo pequeño, 2rr=1,2\sqrt r - \sqrt r = 1, así que r=1.r = 1. (Más allá del tubo grande no puede ocurrir.) La suma es 19+1=109.\tfrac19 + 1 = \tfrac{10}{9}. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Two circles of radii RR and rr resting on the floor and touching each other have contact points a horizontal distance 2Rr2\sqrt{Rr} apart. So the radius-11 and radius-14\tfrac14 pipes touch the floor 2114=12\sqrt{1 \cdot \tfrac14} = 1 apart. A third pipe of radius rr sits 2r2\sqrt{r} from the big pipe's contact point and 214r=r2\sqrt{\tfrac14 r} = \sqrt{r} from the small pipe's. Nestled between them, 2r+r=1,2\sqrt r + \sqrt r = 1, so r=13\sqrt r = \tfrac13 and r=19.r = \tfrac19. Sitting past the small pipe, 2rr=1,2\sqrt r - \sqrt r = 1, so r=1.r = 1. (Past the big pipe can't happen.) The sum is 19+1=109.\tfrac19 + 1 = \tfrac{10}{9}. Thus, C is the correct answer.

22.

1616 personas serán divididas en 44 comités indistinguibles de 44 personas. Cada comité tendrá un presidente y un secretario. El número de maneras diferentes de hacer estas asignaciones se puede escribir como 3rM,3^r M, donde rr y MM son enteros positivos y MM no es divisible entre 3.3. ¿Cuánto vale rr?

A group of 1616 people will be partitioned into 44 indistinguishable 44-person committees. Each committee will have one chairperson and one secretary. The number of different ways to make these assignments can be written as 3rM,3^r M, where rr and MM are positive integers and MM is not divisible by 3.3. What is r?r?

55

66

77

88

99

Respuesta: A
Solución:

Divide 1616 personas en 44 grupos indistinguibles de 44 de 16!(4!)44!\dfrac{16!}{(4!)^4 \, 4!} maneras, luego cada comité elige un presidente y un secretario de 43=124 \cdot 3 = 12 maneras, un factor de 124.12^4. Ahora cuenta los factores de 3.3. En 16!16! hay 16/3+16/9=6;\lfloor 16/3 \rfloor + \lfloor 16/9 \rfloor = 6; el denominador (4!)44!(4!)^4 \, 4! aporta 41+1=5;4 \cdot 1 + 1 = 5; y 12412^4 aporta 4.4. El exponente es 65+4=5,6 - 5 + 4 = 5, así que r=5.r = 5. Por lo tanto, la respuesta es A.

Split 1616 people into 44 indistinguishable groups of 44 in 16!(4!)44!\dfrac{16!}{(4!)^4 \, 4!} ways, then each committee picks a chairperson and a secretary in 43=124 \cdot 3 = 12 ways, a factor of 124.12^4. Now count factors of 3.3. In 16!16! there are 16/3+16/9=6;\lfloor 16/3 \rfloor + \lfloor 16/9 \rfloor = 6; the denominator (4!)44!(4!)^4 \, 4! contributes 41+1=5;4 \cdot 1 + 1 = 5; and 12412^4 contributes 4.4. The exponent is 65+4=5,6 - 5 + 4 = 5, so r=5.r = 5. Therefore, the answer is A.

23.

Los números de Fibonacci se definen por F1=1,F_1 = 1, F2=1,F_2 = 1, y Fn=Fn1+Fn2F_n = F_{n-1} + F_{n-2} para n3.n \ge 3. ¿Cuánto vale

F2F1+F4F2+F6F3++F20F10\frac{F_2}{F_1} + \frac{F_4}{F_2} + \frac{F_6}{F_3} + \cdots + \frac{F_{20}}{F_{10}}?

The Fibonacci numbers are defined by F1=1,F_1 = 1, F2=1,F_2 = 1, and Fn=Fn1+Fn2F_n = F_{n-1} + F_{n-2} for n3.n \ge 3. What is

F2F1+F4F2+F6F3++F20F10?\frac{F_2}{F_1} + \frac{F_4}{F_2} + \frac{F_6}{F_3} + \cdots + \frac{F_{20}}{F_{10}}?

318318

319319

320320

321321

322322

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 2270

Solución:

Usa F2k=FkLk,F_{2k} = F_k L_k, así que cada término F2kFk=Lk,\dfrac{F_{2k}}{F_k} = L_k, el kkº número de Lucas. Eso reduce la suma a k=110Lk.\sum_{k=1}^{10} L_k. Con L1=1,L_1 = 1, L2=3,L_2 = 3, L3=4,L_3 = 4, ,\ldots, L10=123,L_{10} = 123, la identidad k=1nLk=Ln+23\sum_{k=1}^{n} L_k = L_{n+2} - 3 da L123=3223=319.L_{12} - 3 = 322 - 3 = 319. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Use F2k=FkLk,F_{2k} = F_k L_k, so each term F2kFk=Lk,\dfrac{F_{2k}}{F_k} = L_k, the kkth Lucas number. That collapses the sum to k=110Lk.\sum_{k=1}^{10} L_k. With L1=1,L_1 = 1, L2=3,L_2 = 3, L3=4,L_3 = 4, ,\ldots, L10=123,L_{10} = 123, the identity k=1nLk=Ln+23\sum_{k=1}^{n} L_k = L_{n+2} - 3 gives L123=3223=319.L_{12} - 3 = 322 - 3 = 319. Thus, B is the correct answer.

24.

Sea

P(m)=m2+m24+m48+m88. \begin{aligned} P(m) &= \frac{m}{2} + \frac{m^2}{4} \\ &\quad {}+ \frac{m^4}{8} + \frac{m^8}{8}. \end{aligned}

¿Cuántos de los valores P(2022),P(2022), P(2023),P(2023), P(2024),P(2024), y P(2025)P(2025) son enteros?

Let

P(m)=m2+m24+m48+m88. \begin{aligned} P(m) &= \frac{m}{2} + \frac{m^2}{4} \\ &\quad {}+ \frac{m^4}{8} + \frac{m^8}{8}. \end{aligned}

How many of the values of P(2022),P(2022), P(2023),P(2023), P(2024),P(2024), and P(2025)P(2025) are integers?

00

11

22

33

44

Respuesta: E

Nivel de dificultad: 2380

Solución:

Pon todo sobre 8:8: P(m)=m8+m4+2m2+4m8.P(m) = \dfrac{m^8 + m^4 + 2m^2 + 4m}{8}. Si mm es par, todo término de arriba es divisible entre 8.8. Si mm es impar, entonces m2m4m81m^2 \equiv m^4 \equiv m^8 \equiv 1 y 4m4(mod8),4m \equiv 4 \pmod 8, así que el numerador es 1+1+2+4=80(mod8).1 + 1 + 2 + 4 = 8 \equiv 0 \pmod 8. De cualquier forma P(m)P(m) es un entero, así que los 44 valores son enteros. Por lo tanto, la respuesta es E.

Put everything over 8:8: P(m)=m8+m4+2m2+4m8.P(m) = \dfrac{m^8 + m^4 + 2m^2 + 4m}{8}. If mm is even, every term up top is divisible by 8.8. If mm is odd, then m2m4m81m^2 \equiv m^4 \equiv m^8 \equiv 1 and 4m4(mod8),4m \equiv 4 \pmod 8, so the numerator is 1+1+2+4=80(mod8).1 + 1 + 2 + 4 = 8 \equiv 0 \pmod 8. Either way P(m)P(m) is an integer, so all 44 values are integers. Therefore, the answer is E.

25.

Cada uno de 2727 ladrillos (prismas rectangulares rectos) tiene dimensiones a×b×c,a \times b \times c, donde a,b,a, b, y cc son enteros positivos primos entre sí dos a dos. Estos ladrillos se disponen para formar un bloque 3×3×33 \times 3 \times 3, como se muestra a la izquierda abajo. Se introduce un 2828º ladrillo con las mismas dimensiones, y estos ladrillos se reconfiguran en un bloque 2×2×72 \times 2 \times 7, mostrado a la derecha. El nuevo bloque es 11 unidad más alto, 11 unidad más ancho y 11 unidad más profundo que el viejo. ¿Cuánto vale a+b+ca + b + c?

Each of 2727 bricks (right rectangular prisms) has dimensions a×b×c,a \times b \times c, where a,b,a, b, and cc are pairwise relatively prime positive integers. These bricks are arranged to form a 3×3×33 \times 3 \times 3 block, as shown on the left below. A 2828th brick with the same dimensions is introduced, and these bricks are reconfigured into a 2×2×72 \times 2 \times 7 block, shown on the right. The new block is 11 unit taller, 11 unit wider, and 11 unit deeper than the old one. What is a+b+c?a + b + c?

8888

8989

9090

9191

9292

Respuesta: E
Solución:

El bloque 3×3×33 \times 3 \times 3 tiene lados 3a,3b,3c3a, 3b, 3c. El bloque 2×2×72 \times 2 \times 7 tiene lados 2u,2v,7w2u, 2v, 7w, donde (u,v,w)(u, v, w) es una permutación de (a,b,c)(a, b, c). Cada lado nuevo supera a su lado viejo correspondiente en 11, así que {3a+1,3b+1,3c+1}\{3a + 1, 3b + 1, 3c + 1\} es igual a {2u,2v,7w}\{2u, 2v, 7w\}. Hay seis emparejamientos de lados nuevos con lados viejos. Al resolver sus sistemas lineales, cuatro dan longitudes negativas o no enteras; los otros 22 simplemente intercambian los dos lados multiplicados por 2 y ambos dan {a,b,c}={19,29,44}\{a,b,c\}=\{19,29,44\}. En efecto, 719=133=344+17 \cdot 19 = 133 = 3 \cdot 44 + 1, 229=58=319+12 \cdot 29 = 58 = 3 \cdot 19 + 1, y 244=88=329+12 \cdot 44 = 88 = 3 \cdot 29 + 1. Estos son primos entre sí dos a dos, así que a+b+c=19+29+44=92a + b + c = 19 + 29 + 44 = 92. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

The 3×3×33 \times 3 \times 3 block has sides 3a,3b,3c3a, 3b, 3c. The 2×2×72 \times 2 \times 7 block has sides 2u,2v,7w2u, 2v, 7w, where (u,v,w)(u, v, w) is a permutation of (a,b,c)(a, b, c). Each new side exceeds its corresponding old side by 11, so {3a+1,3b+1,3c+1}\{3a + 1, 3b + 1, 3c + 1\} equals {2u,2v,7w}\{2u, 2v, 7w\}. There are six matchings of new sides to old sides. Solving their linear systems, four give negative or noninteger lengths; the other 22 merely exchange the two sides multiplied by 2 and both give {a,b,c}={19,29,44}\{a,b,c\}=\{19,29,44\}. Indeed, 719=133=344+17 \cdot 19 = 133 = 3 \cdot 44 + 1, 229=58=319+12 \cdot 29 = 58 = 3 \cdot 19 + 1, and 244=88=329+12 \cdot 44 = 88 = 3 \cdot 29 + 1. These are pairwise coprime, so a+b+c=19+29+44=92a + b + c = 19 + 29 + 44 = 92. Thus, E is the correct answer.