Soluciones del 2025 AMC 10A

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

1.

Andy y Betsy viven ambos en Mathville. Andy sale de Mathville en su bicicleta a la 1:30, viajando hacia el norte a una velocidad constante de 88 millas por hora. Betsy sale en su bicicleta desde el mismo punto a las 2:30, viajando hacia el este a una velocidad constante de 1212 millas por hora. ¿En qué momento estarán exactamente a la misma distancia de su punto de partida común?

Andy and Betsy both live in Mathville. Andy leaves Mathville on his bicycle at 1:30, traveling due north at a steady 88 miles per hour. Betsy leaves on her bicycle from the same point at 2:30, traveling due east at a steady 1212 miles per hour. At what time will they be exactly the same distance from their common starting point?

3:30

3:45

4:00

4:15

4:30

Conceptos:distancia, velocidad y tiempoecuación lineal

Nivel de dificultad: 860

Solución:

Sea tt el número de horas desde la 1:30. Andy ha recorrido 8t8t millas hacia el norte. Betsy sale una hora después, así que ha recorrido 12(t1)12(t-1) millas hacia el este. Queremos que sean iguales: 8t=12(t1).8t = 12(t-1). Esto da 4t=12,4t = 12, por lo que t=3.t = 3. Tres horas después de la 1:30 son las 4:30. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

Let tt be the hours since 1:30. Andy has gone 8t8t miles north. Betsy starts an hour later, so she's gone 12(t1)12(t-1) miles east. We want these equal: 8t=12(t1).8t = 12(t-1). That gives 4t=12,4t = 12, so t=3.t = 3. Three hours past 1:30 is 4:30. Thus, E is the correct answer.

2.

Una caja contiene 1010 libras de una mezcla de frutos secos que es 5050 por ciento cacahuetes, 2020 por ciento anacardos y 3030 por ciento almendras. Se añade a la caja una segunda mezcla de frutos secos que contiene 2020 por ciento cacahuetes, 4040 por ciento anacardos y 4040 por ciento almendras, resultando en una nueva mezcla que es 4040 por ciento cacahuetes. ¿Cuántas libras de anacardos hay ahora en la caja?

A box contains 1010 pounds of a nut mix that is 5050 percent peanuts, 2020 percent cashews, and 3030 percent almonds. A second nut mix containing 2020 percent peanuts, 4040 percent cashews, and 4040 percent almonds is added to the box, resulting in a new nut mix that is 4040 percent peanuts. How many pounds of cashews are now in the box?

3.53.5

44

4.54.5

55

66

Nivel de dificultad: 980

Solución:

La mezcla inicial de 1010 libras contiene 55 libras de cacahuetes y 22 libras de anacardos. Añade xx libras de la segunda mezcla, que es 20%20\% cacahuetes. Queremos que la nueva fracción de cacahuetes sea 40%,40\%, así que 5+0.2x10+x=0.4.\frac{5 + 0.2x}{10 + x} = 0.4. Esto significa que 5+0.2x=4+0.4x,5 + 0.2x = 4 + 0.4x, lo que da x=5.x = 5. Esas 55 libras aportan 0.45=20.4 \cdot 5 = 2 libras más de anacardos, por lo que la caja tiene ahora 2+2=4.2 + 2 = 4. Por lo tanto, la respuesta es B.

The starting 1010-pound mix holds 55 pounds of peanuts and 22 pounds of cashews. Add xx pounds of the second mix, which is 20%20\% peanuts. We want the new peanut fraction to be 40%,40\%, so 5+0.2x10+x=0.4.\frac{5 + 0.2x}{10 + x} = 0.4. This means 5+0.2x=4+0.4x,5 + 0.2x = 4 + 0.4x, giving x=5.x = 5. Those 55 pounds bring 0.45=20.4 \cdot 5 = 2 more pounds of cashews, so the box now has 2+2=4.2 + 2 = 4. Therefore, the answer is B.

3.

¿Cuántos triángulos isósceles hay con área positiva cuyas longitudes de lado son todos enteros positivos y cuyo lado más largo tiene longitud 20252025?

How many isosceles triangles are there with positive area whose side lengths are all positive integers and whose longest side has length 2025?2025?

20252025

20262026

30123012

30373037

40504050

Solución:

Divide en dos casos. Supón que dos lados son iguales a 2025.2025. Entonces el tercer lado puede ser cualquier entero desde 11 hasta 2025,2025, lo que da 20252025 triángulos. Ahora supón que 20252025 es el único lado más largo. Los dos lados iguales ss deben satisfacer 2s>20252s \gt 2025 por la desigualdad triangular, y s2024.s \le 2024. Así que ss va desde 10131013 hasta 2024,2024, lo que da 10121012 triángulos. Sumando, 2025+1012=3037.2025 + 1012 = 3037. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

Split into two cases. Say two sides both equal 2025.2025. Then the third side can be any integer from 11 to 2025,2025, which is 20252025 triangles. Now suppose 20252025 is the unique longest side. The two equal legs ss must satisfy 2s>20252s \gt 2025 by the triangle inequality, and s2024.s \le 2024. So ss runs from 10131013 to 2024,2024, giving 10121012 triangles. Adding up, 2025+1012=3037.2025 + 1012 = 3037. Thus, D is the correct answer.

4.

Un equipo de estudiantes va a competir contra un equipo de profesores en un concurso de preguntas. El número total de estudiantes y profesores es 15.15. Ash, primo de uno de los estudiantes, quiere unirse al concurso. Si Ash juega con los estudiantes, la edad promedio de ese equipo aumentará de 1212 a 14.14. Si Ash juega con los profesores, la edad promedio de ese equipo disminuirá de 5555 a 52.52. ¿Cuántos años tiene Ash?

A team of students is going to compete against a team of teachers in a trivia contest. The total number of students and teachers is 15.15. Ash, a cousin of one of the students, wants to join the contest. If Ash plays with the students, the average age on that team will increase from 1212 to 14.14. If Ash plays with the teachers, the average age on that team will decrease from 5555 to 52.52. How old is Ash?

2828

2929

3030

3232

3333

Nivel de dificultad: 1160

Solución:

Sea ss el número de estudiantes. Si Ash se une a ellos, su edad es 14(s+1)12s=2s+14.14(s+1) - 12s = 2s + 14. Si en cambio se une a los profesores (hay 15s15 - s de ellos), su edad es 52(16s)52(16 - s) 55(15s)=3s+7.- 55(15 - s) = 3s + 7. Ambas describen al mismo Ash, así que 2s+14=3s+7.2s + 14 = 3s + 7. Esto da s=7,s = 7, y Ash tiene 27+14=28.2 \cdot 7 + 14 = 28. Por lo tanto, la respuesta es A.

Let ss be the number of students. If Ash joins them, his age is 14(s+1)12s=2s+14.14(s+1) - 12s = 2s + 14. If he joins the teachers instead (there are 15s15 - s of them), his age is 52(16s)52(16 - s) 55(15s)=3s+7.- 55(15 - s) = 3s + 7. Both describe the same Ash, so 2s+14=3s+7.2s + 14 = 3s + 7. That gives s=7,s = 7, and Ash is 27+14=28.2 \cdot 7 + 14 = 28. Therefore, the answer is A.

5.

Considera la sucesión de enteros positivos

1,2,1,2,3,2,1,2,3,4,3,2,1,2,3,4,5,4,3,2,1,2,3,4,5,6,5,4,3,2,1,2, \begin{gathered} 1, 2, 1, 2, 3, 2, 1, 2, 3, 4, \\ 3, 2, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, \\ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 2, \\ 1, 2, \ldots \end{gathered}

¿Cuál es el término número 20252025 de esta sucesión?

Consider the sequence of positive integers

1,2,1,2,3,2,1,2,3,4,3,2,1,2,3,4,5,4,3,2,1,2,3,4,5,6,5,4,3,2,1,2, \begin{gathered} 1, 2, 1, 2, 3, 2, 1, 2, 3, 4, \\ 3, 2, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, \\ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 2, \\ 1, 2, \ldots \end{gathered}

What is the 20252025th term in this sequence?

55

1515

1616

4444

4545

Nivel de dificultad: 1200

Solución:

Agrupa la sucesión en bloques. El bloque kk es k,k1,,2,1,2,,k1,k,k, k-1, \ldots, 2, 1, 2, \ldots, k-1, k, que tiene 2k12k - 1 términos y termina en k.k. Así que después del bloque kk hemos usado 1+3++(2k1)=k21 + 3 + \cdots + (2k-1) = k^2 términos. Observa que 2025=452.2025 = 45^2. Eso es exactamente el final del bloque 45,45, cuyo último término es 45.45. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

Group the sequence into blocks. Block kk reads k,k1,,2,1,2,,k1,k,k, k-1, \ldots, 2, 1, 2, \ldots, k-1, k, which is 2k12k - 1 terms and ends on k.k. So after block kk we've used 1+3++(2k1)=k21 + 3 + \cdots + (2k-1) = k^2 terms. Notice 2025=452.2025 = 45^2. That's exactly the end of block 45,45, whose last term is 45.45. Thus, E is the correct answer.

6.

En un triángulo equilátero, cada ángulo interior es trisecado por un par de rayos. La intersección de los interiores del ángulo central de 2020^\circ en cada vértice es el interior de un hexágono convexo. ¿Cuál es la medida en grados del ángulo más pequeño de este hexágono?

In an equilateral triangle each interior angle is trisected by a pair of rays. The intersection of the interiors of the middle 2020^\circ-angle at each vertex is the interior of a convex hexagon. What is the degree measure of the smallest angle of this hexagon?

8080

9090

100100

110110

120120

Solución:

Etiqueta el triángulo equilátero como ABC.ABC. Cada ángulo de 6060^\circ se divide en tres partes de 2020^\circ. Toma los trisectores más externos desde AA y BB: se encuentran formando ángulos de base 2360=40,\tfrac23 \cdot 60^\circ = 40^\circ, así que el vértice del hexágono ahí tiene ángulo 180240=100.180^\circ - 2\cdot 40^\circ = 100^\circ. Los trisectores más internos desde AA y BB se encuentran formando ángulos de base 20,20^\circ, dando ápice 180220=140,180^\circ - 2\cdot 20^\circ = 140^\circ, y por ángulos opuestos por el vértice ese es el ángulo opuesto del hexágono. Así que los seis ángulos alternan 100100^\circ y 140.140^\circ. El más pequeño es 100.100^\circ. Por lo tanto, la respuesta es C.

Label the equilateral triangle ABC.ABC. Each 6060^\circ angle splits into three 2020^\circ pieces. Take the outermost trisectors from AA and BB: they meet at base angles 2360=40,\tfrac23 \cdot 60^\circ = 40^\circ, so the hexagon vertex there has angle 180240=100.180^\circ - 2\cdot 40^\circ = 100^\circ. The innermost trisectors from AA and BB meet at base angles 20,20^\circ, giving apex 180220=140,180^\circ - 2\cdot 20^\circ = 140^\circ, and by vertical angles that's the opposite hexagon angle. So the six angles alternate 100100^\circ and 140.140^\circ. The smallest is 100.100^\circ. Therefore, the answer is C.

7.

Supón que aa y bb son números reales. Cuando el polinomio x3+x2+ax+bx^3 + x^2 + ax + b se divide entre x1,x - 1, el resto es 4.4. Cuando el polinomio se divide entre x2,x - 2, el resto es 6.6. ¿Cuánto vale bab - a?

Suppose aa and bb are real numbers. When the polynomial x3+x2+ax+bx^3 + x^2 + ax + b is divided by x1,x - 1, the remainder is 4.4. When the polynomial is divided by x2,x - 2, the remainder is 6.6. What is ba?b - a?

1414

1515

1616

1717

1818

Nivel de dificultad: 1250

Solución:

Por el teorema del resto, basta con sustituir. Obtenemos p(1)=1+1+a+b=4,p(1) = 1 + 1 + a + b = 4, así que a+b=2.a + b = 2. Y p(2)=8+4+2a+b=6,p(2) = 8 + 4 + 2a + b = 6, así que 2a+b=6.2a + b = -6. Resta la primera de la segunda: a=8,a = -8, de donde b=10.b = 10. Entonces ba=10(8)=18.b - a = 10 - (-8) = 18. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

By the Remainder Theorem, just plug in. We get p(1)=1+1+a+b=4,p(1) = 1 + 1 + a + b = 4, so a+b=2.a + b = 2. And p(2)=8+4+2a+b=6,p(2) = 8 + 4 + 2a + b = 6, so 2a+b=6.2a + b = -6. Subtract the first from the second: a=8,a = -8, hence b=10.b = 10. Then ba=10(8)=18.b - a = 10 - (-8) = 18. Thus, E is the correct answer.

8.

Agnes escribe las siguientes cuatro afirmaciones en una hoja de papel en blanco.

• Al menos una de estas afirmaciones es verdadera.

• Al menos dos de estas afirmaciones son verdaderas.

• Al menos dos de estas afirmaciones son falsas.

• Al menos una de estas afirmaciones es falsa.

Cada afirmación es verdadera o falsa. ¿Cuántas afirmaciones falsas escribió Agnes en el papel?

Agnes writes the following four statements on a blank piece of paper.

• At least one of these statements is true.

• At least two of these statements are true.

• At least two of these statements are false.

• At least one of these statements is false.

Each statement is either true or false. How many false statements did Agnes write on the paper?

00

11

22

33

44

Nivel de dificultad: 1350

Solución:

Numerémoslas: (1) al menos una verdadera, (2) al menos dos verdaderas, (3) al menos dos falsas, (4) al menos una falsa. Supón que (3) es verdadera. Entonces al menos dos afirmaciones son falsas. Pero entonces (1), (2) y (4) resultan todas verdaderas, lo que deja como máximo una afirmación falsa. Eso es una contradicción, así que (3) debe ser falsa. Ahora (1), (2) y (4) son todas verdaderas, y cada una coincide con la realidad al haber solo una afirmación falsa. Así que exactamente 11 afirmación es falsa. Por lo tanto, la respuesta es B.

Number them: (1) at least one true, (2) at least two true, (3) at least two false, (4) at least one false. Suppose (3) is true. Then at least two statements are false. But then (1), (2), and (4) all read as true, which leaves at most one false statement. That's a contradiction, so (3) must be false. Now (1), (2), and (4) are all true, and each matches reality with just one false statement. So exactly 11 statement is false. Therefore, the answer is B.

9.

Sea f(x)=100x3300x2+200x.f(x) = 100x^3 - 300x^2 + 200x. ¿Para cuántos números reales aa la gráfica de y=f(xa)y = f(x - a) pasa por el punto (1,25)(1, 25)?

Let f(x)=100x3300x2+200x.f(x) = 100x^3 - 300x^2 + 200x. For how many real numbers aa does the graph of y=f(xa)y = f(x - a) pass through the point (1,25)?(1, 25)?

11

22

33

44

más de 44

more than 44

Nivel de dificultad: 1440

Solución:

La gráfica pasa por (1,25)(1,25) exactamente cuando f(1a)=25f(1 - a) = 25. Sea t=1at = 1 - a, de modo que contamos las soluciones de f(t)=25f(t) = 25. Factoriza f(x)=100x(x1)(x2)f(x) = 100x(x-1)(x-2), con raíces 0,1,20, 1, 2. En (0,1)(0,1), la función es positiva y f(0.5)=37.5>25f(0.5) = 37.5 \gt 25, así que la continuidad da una raíz a cada lado de 0.50.5. En (1,2)(1,2) la función es negativa, mientras que para x>2x \gt 2 crece desde 00 hasta infinito, dando una raíz más. Así que y=25y = 25 corta a la cúbica en 33 puntos. Cada uno da un aa, por lo que hay 33 valores. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

The graph passes through (1,25)(1,25) exactly when f(1a)=25f(1 - a) = 25. Let t=1at = 1 - a, so we count solutions of f(t)=25f(t) = 25. Factor f(x)=100x(x1)(x2)f(x) = 100x(x-1)(x-2), with roots 0,1,20, 1, 2. On (0,1)(0,1), the function is positive and f(0.5)=37.5>25f(0.5) = 37.5 \gt 25, so continuity gives one root on each side of 0.50.5. On (1,2)(1,2) the function is negative, while for x>2x \gt 2 it increases from 00 to infinity, giving one more root. Thus y=25y = 25 meets the cubic in 33 points. Each gives one aa, so there are 33 values. Thus, C is the correct answer.

10.

Un semicírculo tiene diámetro ABAB y una cuerda CDCD de longitud 1616 paralela a AB.AB. Del semicírculo mayor se recorta un semicírculo más pequeño con diámetro sobre ABAB y tangente a CDCD, como se muestra abajo.

¿Cuál es el área de la figura resultante, mostrada sombreada?

A semicircle has diameter ABAB and chord CDCD of length 1616 parallel to AB.AB. A smaller semicircle with diameter on ABAB and tangent to CDCD is cut from the larger semicircle, as shown below.

What is the area of the resulting figure, shown shaded?

16π16\pi

24π24\pi

32π32\pi

48π48\pi

64π64\pi

Nivel de dificultad: 1440

Solución:

Sea OO el centro sobre ABAB y PP el punto medio de la cuerda CD.CD. Toma r=OPr = OP como el radio pequeño y R=ODR = OD como el grande. Como PD=8,PD = 8, el teorema de Pitágoras en el triángulo OPDOPD da R2r2=64.R^2 - r^2 = 64. El área sombreada es el semicírculo grande menos el pequeño: 12πR212πr2\tfrac12\pi R^2 - \tfrac12\pi r^2 =12π(R2r2)= \tfrac12\pi(R^2 - r^2) =32π.= 32\pi. Por lo tanto, la respuesta es C.

Let OO be the center on ABAB and PP the midpoint of chord CD.CD. Set r=OPr = OP for the small radius and R=ODR = OD for the large one. Since PD=8,PD = 8, the Pythagorean theorem in triangle OPDOPD gives R2r2=64.R^2 - r^2 = 64. The shaded area is the big semicircle minus the small one: 12πR212πr2\tfrac12\pi R^2 - \tfrac12\pi r^2 =12π(R2r2)= \tfrac12\pi(R^2 - r^2) =32π.= 32\pi. Therefore, the answer is C.

11.

La sucesión 1,x,y,z1, x, y, z es aritmética. La sucesión 1,p,q,z1, p, q, z es geométrica. Ambas sucesiones son estrictamente crecientes y contienen solo enteros, y zz es lo más pequeño posible. ¿Cuál es el valor de x+y+z+p+qx + y + z + p + q?

The sequence 1,x,y,z1, x, y, z is arithmetic. The sequence 1,p,q,z1, p, q, z is geometric. Both sequences are strictly increasing and contain only integers, and zz is as small as possible. What is the value of x+y+z+p+q?x + y + z + p + q?

6666

9191

103103

132132

149149

Solución:

A partir de la sucesión aritmética, z=1+3d,z = 1 + 3d, así que z1(mod3).z \equiv 1 \pmod 3. A partir de la geométrica, z=p3z = p^3 para alguna razón entera p2.p \ge 2. Queremos el menor z,z, así que probamos p=2,3,4.p = 2, 3, 4. Solo p=4p = 4 funciona, ya que p3=641(mod3).p^3 = 64 \equiv 1 \pmod 3. Eso obliga a d=21,d = 21, y las sucesiones son 1,22,43,641, 22, 43, 64 y 1,4,16,64.1, 4, 16, 64. Así que x+y+z+p+qx + y + z + p + q =22+43+64+4+16= 22 + 43 + 64 + 4 + 16 =149.= 149. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

From the arithmetic sequence, z=1+3d,z = 1 + 3d, so z1(mod3).z \equiv 1 \pmod 3. From the geometric one, z=p3z = p^3 for some integer ratio p2.p \ge 2. We want the smallest such z,z, so test p=2,3,4.p = 2, 3, 4. Only p=4p = 4 works, since p3=641(mod3).p^3 = 64 \equiv 1 \pmod 3. That forces d=21,d = 21, and the sequences are 1,22,43,641, 22, 43, 64 and 1,4,16,64.1, 4, 16, 64. So x+y+z+p+qx + y + z + p + q =22+43+64+4+16= 22 + 43 + 64 + 4 + 16 =149.= 149. Thus, E is the correct answer.

12.

Carlos usa un código de 44 dígitos para desbloquear su computadora. En su código, exactamente un dígito es par, exactamente un dígito (posiblemente distinto) es primo, y ningún dígito es 0.0. ¿Cuántos códigos de 44 dígitos satisfacen estas condiciones?

Carlos uses a 44-digit passcode to unlock his computer. In his passcode, exactly one digit is even, exactly one (possibly different) digit is prime, and no digit is 0.0. How many 44-digit passcodes satisfy these conditions?

176176

192192

432432

464464

608608

Nivel de dificultad: 1560

Solución:

Ningún dígito es 0,0, así que los dígitos van de 11 a 9.9. Por ahora coloca el único dígito par en la primera casilla y multiplica por 44 al final para ubicarlo. Divide según ese dígito par. Si es el primo 2,2, entonces los tres dígitos impares deben ser todos no primos, así que cada uno es 11 o 9,9, dando 23=82^3 = 8 formas. En caso contrario el dígito par es 4,6,4, 6, u 88 (33 opciones), y exactamente uno de los dígitos impares es primo, valiendo 3,5,3, 5, o 77 (33 opciones) en una de las 33 posiciones impares, mientras que los otros dos impares provienen de {1,9}\{1, 9\} (222^2 formas). Eso es 3334=108.3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 4 = 108. En total, 4(8+108)=464.4(8 + 108) = 464. Por lo tanto, la respuesta es D.

No digit is 0,0, so digits run from 11 to 9.9. Put the single even digit in the first slot for now and multiply by 44 at the end to place it. Split on that even digit. If it's the prime 2,2, then the three odd digits all have to be non-prime, so each is 11 or 9,9, giving 23=82^3 = 8 ways. Otherwise the even digit is 4,6,4, 6, or 88 (33 choices), and exactly one of the odd digits is prime, worth 3,5,3, 5, or 77 (33 choices) in one of the 33 odd positions, while the other two odds come from {1,9}\{1, 9\} (222^2 ways). That's 3334=108.3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 4 = 108. Altogether, 4(8+108)=464.4(8 + 108) = 464. Therefore, the answer is D.

13.

En la figura de abajo, el cuadrado exterior contiene infinitos cuadrados, cada uno con el mismo centro y lados paralelos al cuadrado exterior. La razón entre la longitud del lado de un cuadrado y la longitud del lado del siguiente cuadrado interior es k,k, donde 0<k<1.0 \lt k \lt 1. Los espacios entre cuadrados están sombreados de forma alternada, como se muestra en la figura (que no está necesariamente dibujada a escala).

El área de la porción sombreada de la figura es el 64%64\% del área del cuadrado original. ¿Cuánto vale kk?

In the figure below, the outside square contains infinitely many squares, each of them with the same center and sides parallel to the outside square. The ratio of the side length of a square to the side length of the next inner square is k,k, where 0<k<1.0 \lt k \lt 1. The spaces between squares are alternately shaded, as shown in the figure (which is not necessarily drawn to scale).

The area of the shaded portion of the figure is 64%64\% of the area of the original square. What is k?k?

35\dfrac{3}{5}

1625\dfrac{16}{25}

23\dfrac{2}{3}

34\dfrac{3}{4}

45\dfrac{4}{5}

Nivel de dificultad: 1560

Solución:

Sea el lado exterior 1.1. Los cuadrados tienen lados 1,k,k2,,1, k, k^2, \ldots, y los anillos sombreados se alternan, así que el área sombreada es 1k2+k4k6+=11+k2.1 - k^2 + k^4 - k^6 + \cdots = \frac{1}{1 + k^2}. Nos dicen que esto es igual a 64%=1625,64\% = \frac{16}{25}, así que 1+k2=2516.1 + k^2 = \frac{25}{16}. Entonces k2=916,k^2 = \frac{9}{16}, lo que da k=34.k = \frac{3}{4}. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

Let the outer side be 1.1. The squares have sides 1,k,k2,,1, k, k^2, \ldots, and the shaded rings alternate, so the shaded area is 1k2+k4k6+=11+k2.1 - k^2 + k^4 - k^6 + \cdots = \frac{1}{1 + k^2}. We're told this equals 64%=1625,64\% = \frac{16}{25}, so 1+k2=2516.1 + k^2 = \frac{25}{16}. Then k2=916,k^2 = \frac{9}{16}, giving k=34.k = \frac{3}{4}. Thus, D is the correct answer.

14.

Seis sillas están dispuestas alrededor de una mesa redonda. Dos estudiantes y dos profesores eligen al azar cuatro de las sillas para sentarse. ¿Cuál es la probabilidad de que los dos estudiantes se sienten en dos sillas adyacentes y los dos profesores también se sienten en dos sillas adyacentes?

Six chairs are arranged around a round table. Two students and two teachers randomly select four of the chairs to sit in. What is the probability that the two students will sit in two adjacent chairs and the two teachers will also sit in two adjacent chairs?

16\dfrac{1}{6}

15\dfrac{1}{5}

29\dfrac{2}{9}

313\dfrac{3}{13}

14\dfrac{1}{4}

Nivel de dificultad: 1600

Solución:

Sienta al primer estudiante en cualquier lugar. El segundo estudiante queda junto a él con probabilidad 25,\tfrac{2}{5}, ya que dos de las cinco sillas restantes son adyacentes. Ahora los profesores ocupan dos de las cuatro sillas sobrantes. De las (42)=6\binom{4}{2} = 6 formas de hacerlo, exactamente 33 son pares adyacentes. Así que la probabilidad es 2536=15.\tfrac{2}{5} \cdot \tfrac{3}{6} = \tfrac{1}{5}. Por lo tanto, la respuesta es B.

Seat the first student anywhere. The second student lands next to them with probability 25,\tfrac{2}{5}, since two of the remaining five chairs are adjacent. Now the teachers fill two of the four leftover chairs. Of the (42)=6\binom{4}{2} = 6 ways to do that, exactly 33 are adjacent pairs. So the probability is 2536=15.\tfrac{2}{5} \cdot \tfrac{3}{6} = \tfrac{1}{5}. Therefore, the answer is B.

15.

En la figura de abajo, ABEFABEF es un rectángulo, ADDE,AD \perp DE, AF=7,AF = 7, AB=1,AB = 1, y AD=5.AD = 5. ¿Cuál es el área de ABC\triangle ABC?

In the figure below, ABEFABEF is a rectangle, ADDE,AD \perp DE, AF=7,AF = 7, AB=1,AB = 1, and AD=5.AD = 5. What is the area of ABC?\triangle ABC?

38\dfrac{3}{8}

49\dfrac{4}{9}

1813\dfrac{1}{8}\sqrt{13}

715\dfrac{7}{15}

1815\dfrac{1}{8}\sqrt{15}

Nivel de dificultad: 1730

Solución:

Sea x=BC.x = BC. Como ABEFABEF es un rectángulo con AB=1AB = 1 y AF=7,AF = 7, y AD=5,AD = 5, obtenemos AC=1+x2,AC = \sqrt{1 + x^2}, CE=7x,CE = 7 - x, y CD=51+x2.CD = 5 - \sqrt{1 + x^2}. Los triángulos ABC\triangle ABC y EDC\triangle EDC son semejantes, así que 7x1+x2=51+x2x.\frac{7 - x}{\sqrt{1 + x^2}} = \frac{5 - \sqrt{1 + x^2}}{x}. Quita denominadores y eleva al cuadrado para obtener 24x2+14x24=0,24x^2 + 14x - 24 = 0, que se factoriza como (4x3)(3x+4)=0.(4x - 3)(3x + 4) = 0. La raíz positiva es x=34.x = \tfrac{3}{4}. Así que el área es 12341=38.\tfrac12 \cdot \tfrac34 \cdot 1 = \tfrac{3}{8}. Por lo tanto, A es la respuesta correcta.

Let x=BC.x = BC. Since ABEFABEF is a rectangle with AB=1AB = 1 and AF=7,AF = 7, and AD=5,AD = 5, we get AC=1+x2,AC = \sqrt{1 + x^2}, CE=7x,CE = 7 - x, and CD=51+x2.CD = 5 - \sqrt{1 + x^2}. The triangles ABC\triangle ABC and EDC\triangle EDC are similar, so 7x1+x2=51+x2x.\frac{7 - x}{\sqrt{1 + x^2}} = \frac{5 - \sqrt{1 + x^2}}{x}. Clear denominators and square to get 24x2+14x24=0,24x^2 + 14x - 24 = 0, which factors as (4x3)(3x+4)=0.(4x - 3)(3x + 4) = 0. The positive root is x=34.x = \tfrac{3}{4}. So the area is 12341=38.\tfrac12 \cdot \tfrac34 \cdot 1 = \tfrac{3}{8}. Thus, A is the correct answer.

16.

Hay tres frascos. Cada una de tres monedas se coloca en uno de los tres frascos, elegido al azar e independientemente de las colocaciones de las otras monedas. ¿Cuál es el número esperado de monedas en un frasco con más monedas?

There are three jars. Each of three coins is placed in one of the three jars, chosen at random and independently of the placements of the other coins. What is the expected number of coins in a jar with the most coins?

43\dfrac{4}{3}

3927\dfrac{39}{27}

53\dfrac{5}{3}

179\dfrac{17}{9}

22

Nivel de dificultad: 1630

Solución:

Hay 33=273^3 = 27 colocaciones igualmente probables. De estas, 33 amontonan todas las monedas en un frasco (máximo 33), y 66 ponen una moneda en cada frasco (máximo 11). Las otras 1818 se reparten 22-11 (máximo 22). Así que el máximo esperado es 33+218+1627=5127=179.\frac{3 \cdot 3 + 2 \cdot 18 + 1 \cdot 6}{27} = \frac{51}{27} = \frac{17}{9}. Por lo tanto, la respuesta es D.

There are 33=273^3 = 27 equally likely placements. Of these, 33 pile all coins into one jar (max 33), and 66 put one coin in each jar (max 11). The other 1818 split 22-11 (max 22). So the expected maximum is 33+218+1627=5127=179.\frac{3 \cdot 3 + 2 \cdot 18 + 1 \cdot 6}{27} = \frac{51}{27} = \frac{17}{9}. Therefore, the answer is D.

17.

Sea NN el único entero positivo tal que al dividir 273436273436 entre NN queda un resto de 16,16, y al dividir 272760272760 entre NN queda un resto de 15.15. ¿Cuál es la cifra de las decenas de NN?

Let NN be the unique positive integer such that dividing 273436273436 by NN leaves a remainder of 16,16, and dividing 272760272760 by NN leaves a remainder of 15.15. What is the tens digit of N?N?

00

11

22

33

44

Nivel de dificultad: 1730

Solución:

Resta los restos. Tanto 273420=27343616273420 = 273436 - 16 como 272745=27276015272745 = 272760 - 15 son múltiplos de N,N, así que su diferencia 675675 también lo es. Ahora 272745=404675+45,272745 = 404 \cdot 675 + 45, lo que hace que 4545 también sea múltiplo de N.N. El resto 1616 significa que N>16,N \gt 16, y el único divisor de 4545 mayor que 1616 es 4545 mismo. Así que N=45,N = 45, y su cifra de las decenas es 4.4. Por lo tanto, E es la respuesta correcta.

Subtract off the remainders. Both 273420=27343616273420 = 273436 - 16 and 272745=27276015272745 = 272760 - 15 are multiples of N,N, so their difference 675675 is too. Now 272745=404675+45,272745 = 404 \cdot 675 + 45, which makes 4545 a multiple of NN as well. The remainder 1616 means N>16,N \gt 16, and the only divisor of 4545 bigger than 1616 is 4545 itself. So N=45,N = 45, and its tens digit is 4.4. Thus, E is the correct answer.

18.

La media armónica de un conjunto de números es el recíproco de la media aritmética de los recíprocos de los números del conjunto. Por ejemplo, la media armónica de 4,4,54, 4, 5 es

113(14+14+15)=307.\frac{1}{\frac{1}{3}\left(\frac{1}{4} + \frac{1}{4} + \frac{1}{5}\right)} = \frac{30}{7}.

¿Cuál es la media armónica de todas las raíces reales del siguiente polinomio de grado 40504050?

k=12025(kx24x3)=(x24x3)(2x24x3)(3x24x3)(2025x24x3) \begin{gathered} \prod_{k=1}^{2025}(kx^2 - 4x - 3) \\ {}= (x^2 - 4x - 3) \\ \quad {}\cdot (2x^2 - 4x - 3) \\ \quad {}\cdot (3x^2 - 4x - 3)\cdots \\ \quad {}\cdot (2025x^2 - 4x - 3) \end{gathered}

The harmonic mean of a collection of numbers is the reciprocal of the arithmetic mean of the reciprocals of the numbers in the collection. For example, the harmonic mean of 4,4,54, 4, 5 is

113(14+14+15)=307.\frac{1}{\frac{1}{3}\left(\frac{1}{4} + \frac{1}{4} + \frac{1}{5}\right)} = \frac{30}{7}.

What is the harmonic mean of all the real roots of the 40504050th degree polynomial

k=12025(kx24x3)=(x24x3)(2x24x3)(3x24x3)(2025x24x3)? \begin{gathered} \prod_{k=1}^{2025}(kx^2 - 4x - 3) \\ {}= (x^2 - 4x - 3) \\ \quad {}\cdot (2x^2 - 4x - 3) \\ \quad {}\cdot (3x^2 - 4x - 3)\cdots \\ \quad {}\cdot (2025x^2 - 4x - 3)? \end{gathered}

53-\dfrac{5}{3}

32-\dfrac{3}{2}

65-\dfrac{6}{5}

56-\dfrac{5}{6}

23-\dfrac{2}{3}

Nivel de dificultad: 1840

Solución:

Mira un factor kx24x3.kx^2 - 4x - 3. Su discriminante 16+12k16 + 12k es positivo, así que tiene dos raíces reales distintas. Por Vieta, sus recíprocos suman x1+x2x1x2=4/k3/k=43,\frac{x_1 + x_2}{x_1 x_2} = \frac{4/k}{-3/k} = -\tfrac{4}{3}, y observa que kk se cancela. Sumando sobre los 20252025 factores, los recíprocos totalizan 2025(43)=2700.2025 \cdot \left(-\tfrac{4}{3}\right) = -2700. Hay 40504050 raíces en total, así que la media armónica es 40502700=32.\frac{4050}{-2700} = -\tfrac{3}{2}. Por lo tanto, la respuesta es B.

Look at one factor kx24x3.kx^2 - 4x - 3. Its discriminant 16+12k16 + 12k is positive, so it has two distinct real roots. By Vieta, their reciprocals sum to x1+x2x1x2=4/k3/k=43,\frac{x_1 + x_2}{x_1 x_2} = \frac{4/k}{-3/k} = -\tfrac{4}{3}, and notice the kk cancels. Summing over all 20252025 factors, the reciprocals total 2025(43)=2700.2025 \cdot \left(-\tfrac{4}{3}\right) = -2700. There are 40504050 roots in all, so the harmonic mean is 40502700=32.\frac{4050}{-2700} = -\tfrac{3}{2}. Therefore, the answer is B.

19.

Un arreglo de números se construye empezando con los números 1,3,1-1, 3, 1 en la fila superior. Cada par de números adyacentes se suma para producir un número en la fila siguiente. Cada fila comienza y termina con los números 1-1 y 1,1, respectivamente. Las primeras tres filas se muestran abajo.

Si el proceso continúa, una de las filas sumará 12,288.12{,}288. En esa fila, ¿cuál es el tercer número desde la izquierda?

An array of numbers is constructed beginning with the numbers 1,3,1-1, 3, 1 in the top row. Each adjacent pair of numbers is summed to produce a number in the next row. Each row begins and ends with the numbers 1-1 and 1,1, respectively. The first three rows are shown below.

If the process continues, one of the rows will sum to 12,288.12{,}288. In that row, what is the third number from the left?

29-29

21-21

14-14

8-8

3-3

Solución:

Cada entrada interior alimenta dos entradas de abajo, y los valores de los extremos 1-1 y 11 se cancelan en la suma. Así que el total de cada fila duplica el de la de arriba. La fila superior suma 3,3, y 12,288=3212,12{,}288 = 3 \cdot 2^{12}, así que esta es la fila número 1212 (contando la superior como la fila 00). Sigue las diagonales desde la izquierda. La segunda diagonal es 3,2,1,0,1,,3, 2, 1, 0, -1, \ldots, disminuyendo 11 por fila. La tercera diagonal las va sumando: para n4n \ge 4 vale 7(0+1++(n4))7 - (0 + 1 + \cdots + (n-4)) =7(n4)(n3)2.= 7 - \frac{(n-4)(n-3)}{2}. Sustituye n=12n = 12: 7892=29.7 - \frac{8 \cdot 9}{2} = -29. Por lo tanto, A es la respuesta correcta.

Each interior entry feeds two entries below, and the end values 1-1 and 11 cancel in the sum. So every row's total doubles the one above. The top row sums to 3,3, and 12,288=3212,12{,}288 = 3 \cdot 2^{12}, so this is the 1212th row (counting the top as row 00). Track the diagonals from the left. The second diagonal is 3,2,1,0,1,,3, 2, 1, 0, -1, \ldots, dropping by 11 each row. The third diagonal adds these up: for n4n \ge 4 it equals 7(0+1++(n4))7 - (0 + 1 + \cdots + (n-4)) =7(n4)(n3)2.= 7 - \frac{(n-4)(n-3)}{2}. Plug in n=12n = 12: 7892=29.7 - \frac{8 \cdot 9}{2} = -29. Thus, A is the correct answer.

20.

Un silo (cilindro circular recto) de diámetro 2020 metros se alza en un campo. MacDonald está ubicado 2020 metros al oeste y 1515 metros al sur del centro del silo. McGregor está ubicado 2020 metros al este y g>0g \gt 0 metros al sur del centro del silo. La línea de visión entre MacDonald y McGregor es tangente al silo. El valor de gg se puede escribir como abcd,\dfrac{a\sqrt{b} - c}{d}, donde a,b,c,a, b, c, y dd son enteros positivos, bb no es divisible por el cuadrado de ningún primo, y dd es primo relativo con el máximo común divisor de aa y c.c. ¿Cuánto vale a+b+c+da + b + c + d?

A silo (right circular cylinder) with diameter 2020 meters stands in a field. MacDonald is located 2020 meters west and 1515 meters south of the center of the silo. McGregor is located 2020 meters east and g>0g \gt 0 meters south of the center of the silo. The line of sight between MacDonald and McGregor is tangent to the silo. The value of gg can be written as abcd,\dfrac{a\sqrt{b} - c}{d}, where a,b,c,a, b, c, and dd are positive integers, bb is not divisible by the square of any prime, and dd is relatively prime to the greatest common divisor of aa and c.c. What is a+b+c+d?a + b + c + d?

119119

120120

121121

122122

123123

Nivel de dificultad: 2080

Solución:

Pon el centro del silo en el origen con radio 10.10. Entonces MacDonald está en D=(20,15)D = (-20, -15) y McGregor en G=(20,g).G = (20, -g). La longitud de la tangente desde DD es DT=DS2102DT = \sqrt{DS^2 - 10^2} =252100= \sqrt{25^2 - 100} =525,= \sqrt{525}, y desde GG es TG=g2+202102.TG = \sqrt{g^2 + 20^2 - 10^2}. El punto de tangencia TT está entre los dos hombres, así que DG=DT+TG.DG = DT + TG. Pero además DG=402+(15g)2.DG = \sqrt{40^2 + (15 - g)^2}. Eleva al cuadrado dos veces y simplifica: 3g2+150g925=0,3g^2 + 150g - 925 = 0, lo que da g=2021753.g = \frac{20\sqrt{21} - 75}{3}. Así que a+b+c+da + b + c + d =20+21+75+3= 20 + 21 + 75 + 3 =119.= 119. Por lo tanto, la respuesta es A.

Put the silo's center at the origin with radius 10.10. Then MacDonald is at D=(20,15)D = (-20, -15) and McGregor at G=(20,g).G = (20, -g). The tangent length from DD is DT=DS2102DT = \sqrt{DS^2 - 10^2} =252100= \sqrt{25^2 - 100} =525,= \sqrt{525}, and from GG it's TG=g2+202102.TG = \sqrt{g^2 + 20^2 - 10^2}. The tangent point TT sits between the two men, so DG=DT+TG.DG = DT + TG. But also DG=402+(15g)2.DG = \sqrt{40^2 + (15 - g)^2}. Square twice and simplify: 3g2+150g925=0,3g^2 + 150g - 925 = 0, which gives g=2021753.g = \frac{20\sqrt{21} - 75}{3}. So a+b+c+da + b + c + d =20+21+75+3= 20 + 21 + 75 + 3 =119.= 119. Therefore, the answer is A.

21.

Un conjunto de números se llama libre de sumas si cada vez que xx y yy son elementos (no necesariamente distintos) del conjunto, x+yx + y no es un elemento del conjunto. Por ejemplo, {1,4,6}\{1, 4, 6\} y el conjunto vacío son libres de sumas, pero {2,4,5}\{2, 4, 5\} no lo es. ¿Cuál es el mayor número posible de elementos de un subconjunto libre de sumas de {1,2,3,,20}\{1, 2, 3, \ldots, 20\}?

A set of numbers is called sum-free if whenever xx and yy are (not necessarily distinct) elements of the set, x+yx + y is not an element of the set. For example, {1,4,6}\{1, 4, 6\} and the empty set are sum-free, but {2,4,5}\{2, 4, 5\} is not. What is the greatest possible number of elements in a sum-free subset of {1,2,3,,20}?\{1, 2, 3, \ldots, 20\}?

88

99

1010

1111

1212

Solución:

Podemos llegar a 10.10. Los impares {1,3,5,,19}\{1, 3, 5, \ldots, 19\} son libres de sumas, ya que dos impares suman un par. También lo es {11,12,,20},\{11, 12, \ldots, 20\}, ya que cualesquiera dos de ellos suman más de 20.20. Cada uno tiene 1010 elementos. Ahora mostramos que no se puede superar 10.10. Sea mm el mayor elemento de un subconjunto libre de sumas. Empareja 1,2,,m11, 2, \ldots, m-1 como {i,mi}.\{i, m-i\}. Un par no puede aportar ambos elementos, o su suma mm estaría en el conjunto. Hay (m1)/2\lfloor (m-1)/2 \rfloor de esos pares, así que el subconjunto tiene como máximo (m1)/2+1\lfloor (m-1)/2 \rfloor + 1 19/2+1=10\le \lfloor 19/2 \rfloor + 1 = 10 elementos. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

We can reach 10.10. The odds {1,3,5,,19}\{1, 3, 5, \ldots, 19\} are sum-free, since two odds sum to an even. So is {11,12,,20},\{11, 12, \ldots, 20\}, since any two of those sum past 20.20. Each has 1010 elements. Now we show you can't beat 10.10. Let mm be the largest element of a sum-free subset. Pair up 1,2,,m11, 2, \ldots, m-1 as {i,mi}.\{i, m-i\}. A pair can't contribute both elements, or their sum mm would be in the set. There are (m1)/2\lfloor (m-1)/2 \rfloor such pairs, so the subset has at most (m1)/2+1\lfloor (m-1)/2 \rfloor + 1 19/2+1=10\le \lfloor 19/2 \rfloor + 1 = 10 elements. Thus, C is the correct answer.

22.

Un círculo de radio rr está rodeado por tres círculos, cuyos radios son 1,2,1, 2, y 3,3, todos tangentes exteriormente al círculo interior y entre sí, como se muestra.

¿Cuánto vale rr?

A circle of radius rr is surrounded by three circles, whose radii are 1,2,1, 2, and 3,3, all externally tangent to the inner circle and to each other, as shown.

What is r?r?

14\dfrac{1}{4}

623\dfrac{6}{23}

311\dfrac{3}{11}

517\dfrac{5}{17}

310\dfrac{3}{10}

Nivel de dificultad: 2120

Solución:

Los tres centros exteriores A,B,CA, B, C están a distancias mutuas AB=1+2=3,AB = 1 + 2 = 3, AC=1+3=4,AC = 1 + 3 = 4, y BC=2+3=5BC = 2 + 3 = 5, un triángulo rectángulo 33-44-55. Ahora aplica el Teorema del Círculo de Descartes con curvaturas 1,12,13,1, \tfrac12, \tfrac13, y 1r,\tfrac1r, todas mutuamente tangentes: 1r=1+12+13\frac1r = 1 + \tfrac12 + \tfrac13 +212+16+13+ 2\sqrt{\tfrac12 + \tfrac16 + \tfrac13} =116+21= \tfrac{11}{6} + 2\sqrt{1} =236.= \tfrac{23}{6}. Invirtiendo, r=623.r = \tfrac{6}{23}. Por lo tanto, la respuesta es B.

The three outer centers A,B,CA, B, C are pairwise AB=1+2=3,AB = 1 + 2 = 3, AC=1+3=4,AC = 1 + 3 = 4, and BC=2+3=5BC = 2 + 3 = 5 apart, a 33-44-55 right triangle. Now apply Descartes' Circle Theorem with curvatures 1,12,13,1, \tfrac12, \tfrac13, and 1r,\tfrac1r, all mutually tangent: 1r=1+12+13\frac1r = 1 + \tfrac12 + \tfrac13 +212+16+13+ 2\sqrt{\tfrac12 + \tfrac16 + \tfrac13} =116+21= \tfrac{11}{6} + 2\sqrt{1} =236.= \tfrac{23}{6}. Inverting, r=623.r = \tfrac{6}{23}. Therefore, the answer is B.

23.

El triángulo ABCABC tiene longitudes de lado AB=80,AB = 80, BC=45,BC = 45, y AC=75.AC = 75. La bisectriz de B\angle B y la altura sobre el lado ABAB se cortan en el punto P.P. ¿Cuánto vale BPBP?

Triangle ABCABC has side lengths AB=80,AB = 80, BC=45,BC = 45, and AC=75.AC = 75. The bisector of B\angle B and the altitude to side ABAB intersect at point P.P. What is BP?BP?

1818

1919

2020

2121

2222

Solución:

Haz que la bisectriz de B\angle B corte a ACAC en D.D. Por el Teorema de la Bisectriz, ADDC=ABBC=8045,\frac{AD}{DC} = \frac{AB}{BC} = \frac{80}{45}, y como AC=75,AC = 75, obtenemos AD=48AD = 48 y CD=27.CD = 27. Los triángulos BCDBCD y ACBACB comparten C,\angle C, con lados en razón 4575=35,\tfrac{45}{75} = \tfrac35, así que son semejantes. Eso da BD=3580=48,BD = \tfrac35 \cdot 80 = 48, que es igual a AD.AD. Así que ADB\triangle ADB es isósceles. Escribiendo DAB=DBA=θ,\angle DAB = \angle DBA = \theta, una breve persecución de ángulos muestra que DPC=DCP,\angle DPC = \angle DCP, por lo que CDP\triangle CDP también es isósceles, con PD=CD=27.PD = CD = 27. Como PP está en el segmento BD,BD, BP=BDPDBP = BD - PD =4827=21.= 48 - 27 = 21. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

Let the bisector of B\angle B hit ACAC at D.D. By the Angle Bisector Theorem, ADDC=ABBC=8045,\frac{AD}{DC} = \frac{AB}{BC} = \frac{80}{45}, and since AC=75,AC = 75, we get AD=48AD = 48 and CD=27.CD = 27. Triangles BCDBCD and ACBACB share C,\angle C, with sides in ratio 4575=35,\tfrac{45}{75} = \tfrac35, so they're similar. That gives BD=3580=48,BD = \tfrac35 \cdot 80 = 48, which equals AD.AD. So ADB\triangle ADB is isosceles. Writing DAB=DBA=θ,\angle DAB = \angle DBA = \theta, a short angle chase shows DPC=DCP,\angle DPC = \angle DCP, so CDP\triangle CDP is isosceles too, with PD=CD=27.PD = CD = 27. Since PP is on segment BD,BD, BP=BDPDBP = BD - PD =4827=21.= 48 - 27 = 21. Thus, D is the correct answer.

24.

Llamamos justo a un entero positivo si ningún dígito se usa más de una vez, no tiene 00s, y ningún dígito es adyacente a dos dígitos mayores. Por ejemplo, 23,196,23, 196, y 1246312463 son justos, pero 1546,320,1546, 320, y 3432134321 no lo son. ¿Cuántos enteros positivos justos hay?

Call a positive integer fair if no digit is used more than once, it has no 00s, and no digit is adjacent to two greater digits. For example, 23,196,23, 196, and 1246312463 are fair, but 1546,320,1546, 320, and 3432134321 are not. How many fair positive integers are there?

511511

2,5842{,}584

9,8419{,}841

17,71117{,}711

19,68219{,}682

Nivel de dificultad: 2380

Solución:

En un número justo los dígitos suben hasta el dígito más grande mm y luego bajan; de lo contrario algún dígito quedaría atrapado entre dos mayores. Así que contamos por tamaño. Para kk dígitos, elige el conjunto de dígitos de 11 a 99 de (9k)\binom{9}{k} formas. El más grande es m,m, y cada uno de los k1k - 1 dígitos restantes elige situarse a la izquierda o a la derecha de mm (2k12^{k-1} formas), lo que determina el número. Suma sobre kk: k=19(9k)2k1\sum_{k=1}^{9}\binom{9}{k}2^{k-1} =12((1+2)91)= \tfrac12\big((1 + 2)^9 - 1\big) =3912= \tfrac{3^9 - 1}{2} =9841.= 9841. Por lo tanto, la respuesta es C.

In a fair number the digits climb up to the largest digit mm and then fall; otherwise some digit would be trapped between two bigger ones. So count by size. For kk digits, pick the digit set from 11 to 99 in (9k)\binom{9}{k} ways. The largest is m,m, and each of the remaining k1k - 1 digits chooses to sit left or right of mm (2k12^{k-1} ways), which pins down the number. Sum over kk: k=19(9k)2k1\sum_{k=1}^{9}\binom{9}{k}2^{k-1} =12((1+2)91)= \tfrac12\big((1 + 2)^9 - 1\big) =3912= \tfrac{3^9 - 1}{2} =9841.= 9841. Therefore, the answer is C.

25.

Se elige al azar un punto PP dentro del cuadrado ABCD.ABCD. La probabilidad de que APAP no sea ni el lado más corto ni el más largo de APB\triangle APB se puede escribir como a+bπcde,\dfrac{a + b\pi - c\sqrt{d}}{e}, donde a,b,c,d,a, b, c, d, y ee son enteros positivos, gcd(a,b,c,e)=1,\gcd(a, b, c, e) = 1, y dd no es divisible por el cuadrado de un primo. ¿Cuánto vale a+b+c+d+ea + b + c + d + e?

A point PP is chosen at random inside square ABCD.ABCD. The probability that APAP is neither the shortest nor the longest side of APB\triangle APB can be written as a+bπcde,\dfrac{a + b\pi - c\sqrt{d}}{e}, where a,b,c,d,a, b, c, d, and ee are positive integers, gcd(a,b,c,e)=1,\gcd(a, b, c, e) = 1, and dd is not divisible by the square of a prime. What is a+b+c+d+e?a + b + c + d + e?

2525

2626

2727

2828

2929

Solución:

Coloca A=(0,0)A = (0,0) y B=(1,0)B = (1,0) en el cuadrado unitario. APAP es la longitud intermedia cuando BP<AP<ABBP \lt AP \lt AB o AB<AP<BPAB \lt AP \lt BP. Estas regiones están limitadas por el círculo centrado en AA de radio 11 (donde AP=ABAP = AB) y la recta x=12x = \tfrac12 (donde AP=BPAP = BP). Sea SS donde el círculo corta a x=12x = \tfrac12. Entonces ABS\triangle ABS es equilátero, así que BAS=60\angle BAS = 60^\circ. La región más grande tiene área 4π3324\frac{4\pi - 3\sqrt3}{24} y la más pequeña tiene área 122π3324\frac{12 - 2\pi - 3\sqrt3}{24}. Sumadas dan 6+π3312\frac{6 + \pi - 3\sqrt3}{12}. Así a+b+c+d+ea + b + c + d + e =6+1+3+3+12= 6 + 1 + 3 + 3 + 12 =25= 25. Por lo tanto, A es la respuesta correcta.

Place A=(0,0)A = (0,0) and B=(1,0)B = (1,0) on the unit square. APAP is the middle length when BP<AP<ABBP \lt AP \lt AB or AB<AP<BPAB \lt AP \lt BP. These regions are bounded by the circle centered at AA with radius 11 (where AP=ABAP = AB) and the line x=12x = \tfrac12 (where AP=BPAP = BP). Let SS be where the circle meets x=12x = \tfrac12. Then ABS\triangle ABS is equilateral, so BAS=60\angle BAS = 60^\circ. The larger region has area 4π3324\frac{4\pi - 3\sqrt3}{24} and the smaller has area 122π3324\frac{12 - 2\pi - 3\sqrt3}{24}. They add to 6+π3312\frac{6 + \pi - 3\sqrt3}{12}. Thus a+b+c+d+ea + b + c + d + e =6+1+3+3+12= 6 + 1 + 3 + 3 + 12 =25= 25. Thus, A is the correct answer.