Problemas del 2025 AMC 10B

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1.

Las instrucciones en una bolsa de 350350 gramos de granos de café dicen que preparar correctamente una taza grande de café de filtro requiere 2020 gramos de granos de café. ¿Cuál es el mayor número de tazas grandes de café correctamente preparadas que se pueden hacer con los granos de café de esa bolsa?

The instructions on a 350350-gram bag of coffee beans say that proper brewing of a large mug of pour-over coffee requires 2020 grams of coffee beans. What is the greatest number of properly brewed large mugs of coffee that can be made from the coffee beans in that bag?

1616

1717

1818

1919

2020

Respuesta: B
Conceptos:funciones piso y techo

Nivel de dificultad: 860

Solución:

Cada taza necesita 2020 gramos, así que dividimos: 350/20=17.5.350 / 20 = 17.5. Media taza no es una taza, así que redondeamos hacia abajo. Eso deja 17.17. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Each mug needs 2020 grams, so we divide: 350/20=17.5.350 / 20 = 17.5. A half mug isn't a mug, so round down. That leaves 17.17. Thus, B is the correct answer.

2.

Jerry escribió el dígito de las unidades de cada uno de los primeros 20252025 cuadrados positivos: 1,4,9,6,5,6,1, 4, 9, 6, 5, 6, \ldots ¿Cuál es la suma de todos los números que escribió Jerry?

Jerry wrote down the ones digit of each of the first 20252025 positive squares: 1,4,9,6,5,6,1, 4, 9, 6, 5, 6, \ldots What is the sum of all the numbers Jerry wrote down?

90259025

90709070

90909090

91159115

91609160

Respuesta: D
Solución:

El dígito de las unidades de n2n^2 depende solo del dígito de las unidades de n,n, así que la lista se repite cada 1010 términos: 1,4,9,6,5,6,9,4,1,0.1, 4, 9, 6, 5, 6, 9, 4, 1, 0. Un bloque suma 45.45. Ahora 2025=20210+5,2025 = 202 \cdot 10 + 5, así que obtenemos 202202 bloques completos más los primeros cinco términos: 20245202 \cdot 45 +(1+4+9+6+5)+ (1 + 4 + 9 + 6 + 5) =9090= 9090 +25=9115.+ 25 = 9115. Por lo tanto, la respuesta es D.

The ones digit of n2n^2 depends only on the ones digit of n,n, so the list repeats every 1010 terms: 1,4,9,6,5,6,9,4,1,0.1, 4, 9, 6, 5, 6, 9, 4, 1, 0. One block sums to 45.45. Now 2025=20210+5,2025 = 202 \cdot 10 + 5, so we get 202202 full blocks plus the first five terms: 20245202 \cdot 45 +(1+4+9+6+5)+ (1 + 4 + 9 + 6 + 5) =9090= 9090 +25=9115.+ 25 = 9115. Therefore, the answer is D.

3.

Un triángulo similar al de Pascal tiene 1010 como fila superior y 1010 seguido de 11 como segunda fila. En cada fila siguiente el primer número es 10,10, el último número es 1,1, y, como en el triángulo de Pascal estándar, cada otro número de la fila es la suma de los dos números directamente encima de él. Las primeras cuatro filas se muestran a continuación.

¿Cuál es la suma de los dígitos de la suma de los números de la 1111ª fila?

A Pascal-like triangle has 1010 as the top row and 1010 followed by 11 as the second row. In each subsequent row the first number is 10,10, the last number is 1,1, and, as in the standard Pascal triangle, each other number in the row is the sum of the two numbers directly above it. The first four rows are shown below.

What is the sum of the digits of the sum of the numbers in the 1111th row?

1111

1313

1414

1616

1717

Respuesta: D

Nivel de dificultad: 1270

Solución:

Sea SnS_n la suma de la fila n.n. Cada entrada de la fila n1n-1 alimenta las dos entradas justo debajo de ella, y los números fijos del borde 1010 y 11 compensan exactamente los términos perdidos en los extremos. Así que Sn=2Sn1S_n = 2 S_{n-1} para n3.n \ge 3. Con S2=11,S_2 = 11, esto da Sn=112n2,S_n = 11 \cdot 2^{n-2}, así que S11=1129=5632.S_{11} = 11 \cdot 2^9 = 5632. Sus dígitos suman 5+6+3+2=16.5 + 6 + 3 + 2 = 16. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

Let SnS_n be the sum of row n.n. Each entry in row n1n-1 feeds the two entries just below it, and the fixed border numbers 1010 and 11 exactly make up for the terms lost at the edges. So Sn=2Sn1S_n = 2 S_{n-1} for n3.n \ge 3. With S2=11,S_2 = 11, this gives Sn=112n2,S_n = 11 \cdot 2^{n-2}, so S11=1129=5632.S_{11} = 11 \cdot 2^9 = 5632. Its digits sum to 5+6+3+2=16.5 + 6 + 3 + 2 = 16. Thus, D is the correct answer.

4.

El valor del número de dos dígitos ab\underline{a}\,\underline{b} en base siete es igual al valor del número de dos dígitos ba\underline{b}\,\underline{a} en base nueve. ¿Cuánto vale a+ba + b?

The value of the two-digit number ab\underline{a}\,\underline{b} in base seven equals the value of the two-digit number ba\underline{b}\,\underline{a} in base nine. What is a+b?a + b?

77

99

1010

1111

1414

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 1130

Solución:

Por el valor posicional, ab\underline{a}\,\underline{b} en base siete es 7a+b,7a + b, y ba\underline{b}\,\underline{a} en base nueve es 9b+a.9b + a. Igualándolos: 7a+b=9b+a,7a + b = 9b + a, así que 6a=8b,6a = 8b, es decir 3a=4b.3a = 4b. Los dígitos deben encajar, con a6a \le 6 y b8,b \le 8, y el único par que funciona es a=4,b=3.a = 4, b = 3. Así que a+b=7.a + b = 7. Por lo tanto, la respuesta es A.

By place value, ab\underline{a}\,\underline{b} in base seven is 7a+b,7a + b, and ba\underline{b}\,\underline{a} in base nine is 9b+a.9b + a. Set them equal: 7a+b=9b+a,7a + b = 9b + a, so 6a=8b,6a = 8b, that is 3a=4b.3a = 4b. The digits have to fit, with a6a \le 6 and b8,b \le 8, and the only pair that works is a=4,b=3.a = 4, b = 3. So a+b=7.a + b = 7. Therefore, the answer is A.

5.

En ABC,\triangle ABC, AB=10,AB = 10, AC=18,AC = 18, y B=130.\angle B = 130^\circ. Sea OO el centro del círculo que contiene los puntos A,A, B,B, y C.C. ¿Cuál es la medida en grados de CAO\angle CAO?

In ABC,\triangle ABC, AB=10,AB = 10, AC=18,AC = 18, and B=130.\angle B = 130^\circ. Let OO be the center of the circle containing points A,A, B,B, and C.C. What is the degree measure of CAO?\angle CAO?

2020

3030

4040

5050

6060

Respuesta: C
Solución:

Como OO es el circuncentro, OA=OB=OC.OA = OB = OC. El ángulo inscrito B=130\angle B = 130^\circ subtiende el arco AC,AC, y como BB es obtuso, el ángulo central es AOC=360\angle AOC = 360^\circ 2130=100.- 2 \cdot 130^\circ = 100^\circ. El triángulo OACOAC es isósceles, así que CAO=1801002=40.\angle CAO = \tfrac{180^\circ - 100^\circ}{2} = 40^\circ. (Las longitudes ABAB y ACAC nunca intervienen.) Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Since OO is the circumcenter, OA=OB=OC.OA = OB = OC. The inscribed angle B=130\angle B = 130^\circ subtends arc AC,AC, and because BB is obtuse, the central angle is AOC=360\angle AOC = 360^\circ 2130=100.- 2 \cdot 130^\circ = 100^\circ. Triangle OACOAC is isosceles, so CAO=1801002=40.\angle CAO = \tfrac{180^\circ - 100^\circ}{2} = 40^\circ. (The lengths ABAB and ACAC never enter.) Thus, C is the correct answer.

6.

La recta y=13x+1y = \tfrac{1}{3}x + 1 divide la región cuadrada definida por 0x20 \le x \le 2 y 0y20 \le y \le 2 en una región superior y una región inferior. La recta x=ax = a divide la región inferior en dos regiones de igual área. Entonces aa se puede escribir como st,\sqrt{s} - t, donde ss y tt son enteros positivos. ¿Cuánto vale s+ts + t?

The line y=13x+1y = \tfrac{1}{3}x + 1 divides the square region defined by 0x20 \le x \le 2 and 0y20 \le y \le 2 into an upper region and a lower region. The line x=ax = a divides the lower region into two regions of equal area. Then aa can be written as st,\sqrt{s} - t, where ss and tt are positive integers. What is s+t?s + t?

1818

1919

2020

2121

2222

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1410

Solución:

La región inferior tiene área 02(x3+1)dx=23+2=83.\int_0^2\left(\tfrac{x}{3} + 1\right)dx = \tfrac{2}{3} + 2 = \tfrac{8}{3}. La franja con 0xa0 \le x \le a es un trapecio de área a+a26.a + \tfrac{a^2}{6}. Queremos que sea la mitad del total, es decir 43,\tfrac{4}{3}, así que a2+6a8=0a^2 + 6a - 8 = 0 y a=3+17.a = -3 + \sqrt{17}. Entonces s=17,s = 17, t=3,t = 3, y s+t=20.s + t = 20. Por lo tanto, la respuesta es C.

The lower region has area 02(x3+1)dx=23+2=83.\int_0^2\left(\tfrac{x}{3} + 1\right)dx = \tfrac{2}{3} + 2 = \tfrac{8}{3}. The slice with 0xa0 \le x \le a is a trapezoid of area a+a26.a + \tfrac{a^2}{6}. We want that to be half the total, namely 43,\tfrac{4}{3}, so a2+6a8=0a^2 + 6a - 8 = 0 and a=3+17.a = -3 + \sqrt{17}. Then s=17,s = 17, t=3,t = 3, and s+t=20.s + t = 20. Therefore, the answer is C.

7.

Frances está 1515 metros directamente al sur de una puerta cerrada con llave en una cerca que corre de este a oeste. Justo detrás de la cerca hay una caja de chocolates, ubicada xx metros al este de la puerta cerrada. Una puerta sin llave está 99 metros al este de la caja, y otra puerta sin llave está 88 metros al oeste de la puerta cerrada. Frances puede llegar a la caja caminando hacia una puerta sin llave, cruzándola, y caminando hacia la caja. Resulta que la distancia total que Frances recorrería sería la misma por cualquiera de las dos puertas sin llave. ¿Cuál es el valor de xx?

Frances stands 1515 meters directly south of a locked gate in a fence that runs east-west. Immediately behind the fence is a box of chocolates, located xx meters east of the locked gate. An unlocked gate lies 99 meters east of the box, and another unlocked gate lies 88 meters west of the locked gate. Frances can reach the box by walking toward an unlocked gate, passing through it, and walking toward the box. It happens that the total distance Frances would travel would be the same via either unlocked gate. What is the value of x?x?

3273\tfrac{2}{7}

3373\tfrac{3}{7}

3473\tfrac{4}{7}

3573\tfrac{5}{7}

3673\tfrac{6}{7}

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1500

Solución:

Pon la cerca sobre el eje xx, la puerta cerrada en el origen, y a Frances en (0,15).(0, -15). Entonces la caja está en (x,0),(x, 0), la puerta este en (x+9,0),(x + 9, 0), y la puerta oeste en (8,0).(-8, 0). La ruta este es (x+9)2+152+9;\sqrt{(x + 9)^2 + 15^2} + 9; la ruta oeste es 82+152\sqrt{8^2 + 15^2} +(x+8)=17+x+8.+ (x + 8) = 17 + x + 8. Igualándolas: (x+9)2+225=x+16.\sqrt{(x + 9)^2 + 225} = x + 16. Eleva al cuadrado y simplifica para obtener 18x+306=32x+256,18x + 306 = 32x + 256, así que x=5014=257=347.x = \tfrac{50}{14} = \tfrac{25}{7} = 3\tfrac{4}{7}. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Put the fence on the xx-axis, the locked gate at the origin, and Frances at (0,15).(0, -15). Then the box is at (x,0),(x, 0), the east gate at (x+9,0),(x + 9, 0), and the west gate at (8,0).(-8, 0). The east route is (x+9)2+152+9;\sqrt{(x + 9)^2 + 15^2} + 9; the west route is 82+152\sqrt{8^2 + 15^2} +(x+8)=17+x+8.+ (x + 8) = 17 + x + 8. Set them equal: (x+9)2+225=x+16.\sqrt{(x + 9)^2 + 225} = x + 16. Square and simplify to get 18x+306=32x+256,18x + 306 = 32x + 256, so x=5014=257=347.x = \tfrac{50}{14} = \tfrac{25}{7} = 3\tfrac{4}{7}. Thus, C is the correct answer.

8.

Emmy le dice a Max: «Hoy pedí 3636 sudaderas del club de matemáticas.» Max pregunta: «¿Cuánto costó cada camiseta?» Emmy responde: «Te daré una pista. El costo total fue $ABB.BA,\$\underline{A}\,\underline{B}\,\underline{B}.\underline{B}\,\underline{A}, donde AA y BB son dígitos y A0.A \ne 0.» Tras una pausa, Max dice: «Ese fue un buen precio.» ¿Cuánto vale A+BA + B?

Emmy says to Max, "I ordered 3636 math club sweatshirts today." Max asks, "How much did each shirt cost?" Emmy responds, "I'll give you a hint. The total cost was $ABB.BA,\$\underline{A}\,\underline{B}\,\underline{B}.\underline{B}\,\underline{A}, where AA and BB are digits and A0.A \ne 0." After a pause, Max says, "That was a good price." What is A+B?A + B?

77

88

1111

1414

1515

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1350

Solución:

En centavos el total es 10000A+1000B+100B10000A + 1000B + 100B +10B+A+ 10B + A =10001A+1110B.= 10001A + 1110B. Se reparte por igual entre 3636 camisetas, así que es divisible entre 36.36. Ahora 100012910001 \equiv 29 y 111030(mod36),1110 \equiv 30 \pmod{36}, así que necesitamos 29A+30B0,29A + 30B \equiv 0, lo que se reduce a 7A+6B0(mod36).7A + 6B \equiv 0 \pmod{36}. La única solución en dígitos con A0A \ne 0 es A=6,B=5,A = 6, B = 5, ya que 76+65=72.7 \cdot 6 + 6 \cdot 5 = 72. Eso es $655.56,\$655.56, o $18.21\$18.21 por camiseta, así que A+B=11.A + B = 11. Por lo tanto, la respuesta es C.

In cents the total is 10000A+1000B+100B10000A + 1000B + 100B +10B+A+ 10B + A =10001A+1110B.= 10001A + 1110B. Split evenly among 3636 shirts, so it's divisible by 36.36. Now 100012910001 \equiv 29 and 111030(mod36),1110 \equiv 30 \pmod{36}, so we need 29A+30B0,29A + 30B \equiv 0, which reduces to 7A+6B0(mod36).7A + 6B \equiv 0 \pmod{36}. The only digit solution with A0A \ne 0 is A=6,B=5,A = 6, B = 5, since 76+65=72.7 \cdot 6 + 6 \cdot 5 = 72. That's $655.56,\$655.56, or $18.21\$18.21 a shirt, so A+B=11.A + B = 11. Therefore, the answer is C.

9.

¿Cuántas ternas ordenadas de enteros (x,y,z)(x, y, z) satisfacen el siguiente sistema de desigualdades?

xyz2-x - y - z \le -2 x+y+z2-x + y + z \le 2 xy+z2x - y + z \le 2 x+yz2x + y - z \le 2

How many ordered triples of integers (x,y,z)(x, y, z) satisfy the following system of inequalities?

xyz2-x - y - z \le -2 x+y+z2-x + y + z \le 2 xy+z2x - y + z \le 2 x+yz2x + y - z \le 2

44

88

1111

1515

1717

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1560

Solución:

Sea p=x+y+z,p = -x + y + z, q=xy+z,q = x - y + z, r=x+yz.r = x + y - z. Las últimas tres desigualdades dicen p,q,r2,p, q, r \le 2, la primera dice x+y+z2,x + y + z \ge 2, y p+q+r=x+y+z.p + q + r = x + y + z. Como x=q+r2x = \tfrac{q + r}{2} y así sucesivamente, p,q,rp, q, r deben tener todos la misma paridad. Ahora cuenta las ternas con cada parte 2,\le 2, igual paridad, y suma en [2,6].[2, 6]. Las pares son (2,2,2),(2,2,2), las permutaciones de (2,2,0),(2,2,0), de (2,0,0),(2,0,0), y de (2,2,2),(2,2,-2), dando 10.10. La única impar es (1,1,1).(1,1,1). Eso es 1111 en total, y cada una da una única (x,y,z).(x, y, z). Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Let p=x+y+z,p = -x + y + z, q=xy+z,q = x - y + z, r=x+yz.r = x + y - z. The last three inequalities say p,q,r2,p, q, r \le 2, the first says x+y+z2,x + y + z \ge 2, and p+q+r=x+y+z.p + q + r = x + y + z. Since x=q+r2x = \tfrac{q + r}{2} and so on, p,q,rp, q, r must all share the same parity. Now count triples with each part 2,\le 2, equal parity, and sum in [2,6].[2, 6]. The even ones are (2,2,2),(2,2,2), the permutations of (2,2,0),(2,2,0), of (2,0,0),(2,0,0), and of (2,2,2),(2,2,-2), giving 10.10. The only odd one is (1,1,1).(1,1,1). That's 1111 in all, and each yields a unique (x,y,z).(x, y, z). Thus, C is the correct answer.

10.

Sea f(n)=n35n2+2n+8,f(n) = n^3 - 5n^2 + 2n + 8, y sea g(n)=n36n2+5n+12.g(n) = n^3 - 6n^2 + 5n + 12. ¿Cuál es la suma de todos los valores enteros de nn para los cuales f(n)g(n)\dfrac{f(n)}{g(n)} también es un entero?

Let f(n)=n35n2+2n+8,f(n) = n^3 - 5n^2 + 2n + 8, and let g(n)=n36n2+5n+12.g(n) = n^3 - 6n^2 + 5n + 12. What is the sum of all integer values of nn for which f(n)g(n)\dfrac{f(n)}{g(n)} is also an integer?

22

33

44

55

66

Respuesta: A

Nivel de dificultad: 1510

Solución:

Factoriza ambas cúbicas: f(n)=(n+1)(n2)(n4)f(n) = (n + 1)(n - 2)(n - 4) y g(n)=(n+1)(n3)(n4).g(n) = (n + 1)(n - 3)(n - 4). Lejos de n{1,3,4},n \in \{-1, 3, 4\}, donde gg se anula o el cociente es 00,\tfrac{0}{0}, los factores comunes se cancelan y f(n)g(n)=n2n3=1+1n3.\dfrac{f(n)}{g(n)} = \dfrac{n - 2}{n - 3} = 1 + \dfrac{1}{n - 3}. Eso es un entero solo cuando n3=±1,n - 3 = \pm 1, así que n=2n = 2 o n=4.n = 4. Pero n=4n = 4 anula g,g, así que solo n=2n = 2 sobrevive, y la suma es 2.2. Por lo tanto, la respuesta es A.

Factor both cubics: f(n)=(n+1)(n2)(n4)f(n) = (n + 1)(n - 2)(n - 4) and g(n)=(n+1)(n3)(n4).g(n) = (n + 1)(n - 3)(n - 4). Away from n{1,3,4},n \in \{-1, 3, 4\}, where gg vanishes or the ratio is 00,\tfrac{0}{0}, the common factors cancel and f(n)g(n)=n2n3=1+1n3.\dfrac{f(n)}{g(n)} = \dfrac{n - 2}{n - 3} = 1 + \dfrac{1}{n - 3}. That's an integer only when n3=±1,n - 3 = \pm 1, so n=2n = 2 or n=4.n = 4. But n=4n = 4 kills g,g, so only n=2n = 2 survives, and the sum is 2.2. Therefore, the answer is A.

11.

El lunes, 66 estudiantes fueron al centro de tutoría al mismo tiempo, y cada uno fue asignado al azar a uno de los 66 tutores de turno. El martes, los mismos 66 estudiantes se presentaron, los mismos 66 tutores estaban de turno, y los estudiantes fueron nuevamente asignados al azar a los tutores. ¿Cuál es la probabilidad de que exactamente 22 estudiantes se reunieran con el mismo tutor tanto el lunes como el martes?

On Monday, 66 students went to the tutoring center at the same time, and each one was randomly assigned to one of the 66 tutors on duty. On Tuesday, the same 66 students showed up, the same 66 tutors were on duty, and the students were again randomly assigned to the tutors. What is the probability that exactly 22 students met with the same tutor both Monday and Tuesday?

116\dfrac{1}{16}

316\dfrac{3}{16}

14\dfrac{1}{4}

38\dfrac{3}{8}

12\dfrac{1}{2}

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1590

Solución:

La asignación de cada día es una permutación de los 66 estudiantes entre los 66 tutores. Comparando los dos días, el número que mantiene el mismo tutor es el número de puntos fijos de τ=πTue1πMon,\tau = \pi_{\text{Tue}}^{-1}\pi_{\text{Mon}}, que es en sí misma una permutación uniformemente aleatoria de 66 elementos. Queremos exactamente 22 puntos fijos, así que elegimos esos 22 de (62)\binom{6}{2} maneras y desordenamos los otros 4,4, donde D4=9.D_4 = 9. La probabilidad es (62)D46!=159720=316.\dfrac{\binom{6}{2} D_4}{6!} = \dfrac{15 \cdot 9}{720} = \dfrac{3}{16}. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Each day's assignment is a permutation of the 66 students among the 66 tutors. Comparing the two days, the number who keep the same tutor is the number of fixed points of τ=πTue1πMon,\tau = \pi_{\text{Tue}}^{-1}\pi_{\text{Mon}}, itself a uniformly random permutation of 66 elements. We want exactly 22 fixed points, so choose those 22 in (62)\binom{6}{2} ways and derange the other 4,4, where D4=9.D_4 = 9. The probability is (62)D46!=159720=316.\dfrac{\binom{6}{2} D_4}{6!} = \dfrac{15 \cdot 9}{720} = \dfrac{3}{16}. Thus, B is the correct answer.

12.

La figura de abajo muestra un triángulo equilátero, un rombo con un ángulo de 6060^\circ, y un hexágono regular, cada uno de ellos conteniendo algunos discos congruentes mutuamente tangentes. Sean T,T, R,R, y H,H, respectivamente, la razón en cada caso entre el área total de los discos y el área del polígono que los encierra.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

The figure below shows an equilateral triangle, a rhombus with a 6060^\circ angle, and a regular hexagon, each of them containing some mutually tangent congruent disks. Let T,T, R,R, and H,H, respectively, denote the ratio in each case of the total area of the disks to the area of the enclosing polygon.

Which of the following is true?

T=R=HT = R = H

H<R=TH \lt R = T

H=R<TH = R \lt T

H<R<TH \lt R \lt T

H<T<RH \lt T \lt R

Respuesta: C
Solución:

Toma el triángulo con lado s.s. Tres discos de radio rr dan s=2r(1+3),s = 2r(1 + \sqrt3), así que T=3πr2(3/4)s2T = \dfrac{3\pi r^2}{(\sqrt3/4)s^2} =(233)π20.73.= \dfrac{(2\sqrt3 - 3)\pi}{2} \approx 0.73. Para el rombo con lado a,a, los dos discos se ubican sobre la diagonal larga a3=6r,a\sqrt3 = 6r, así que r=a23r = \tfrac{a}{2\sqrt3} y R=2πr2(a23/2)=π390.60.R = \dfrac{2\pi r^2}{(a^2\sqrt3/2)} = \dfrac{\pi\sqrt3}{9} \approx 0.60. Para el hexágono con lado a,a, cada uno de los seis discos toca un lado en su punto medio, dando de nuevo r=a23r = \tfrac{a}{2\sqrt3} y H=6πr2(33/2)a2H = \dfrac{6\pi r^2}{(3\sqrt3/2)a^2} =π390.60.= \dfrac{\pi\sqrt3}{9} \approx 0.60. Así que H=R<T.H = R \lt T. Por lo tanto, la respuesta es C.

Take the triangle with side s.s. Three disks of radius rr give s=2r(1+3),s = 2r(1 + \sqrt3), so T=3πr2(3/4)s2T = \dfrac{3\pi r^2}{(\sqrt3/4)s^2} =(233)π20.73.= \dfrac{(2\sqrt3 - 3)\pi}{2} \approx 0.73. For the rhombus with side a,a, the two disks sit on the long diagonal a3=6r,a\sqrt3 = 6r, so r=a23r = \tfrac{a}{2\sqrt3} and R=2πr2(a23/2)=π390.60.R = \dfrac{2\pi r^2}{(a^2\sqrt3/2)} = \dfrac{\pi\sqrt3}{9} \approx 0.60. For the hexagon with side a,a, each of the six disks touches a side at its midpoint, again giving r=a23r = \tfrac{a}{2\sqrt3} and H=6πr2(33/2)a2H = \dfrac{6\pi r^2}{(3\sqrt3/2)a^2} =π390.60.= \dfrac{\pi\sqrt3}{9} \approx 0.60. So H=R<T.H = R \lt T. Therefore, the answer is C.

13.

La altura sobre la hipotenusa de un triángulo rectángulo 3030-6060-9090^\circ es dividida en dos segmentos de longitudes x<yx \lt y por la mediana al lado más corto del triángulo. ¿Cuál es la razón xx+y\dfrac{x}{x + y}?

The altitude to the hypotenuse of a 3030-6060-9090^\circ right triangle is divided into two segments of lengths x<yx \lt y by the median to the shortest side of the triangle. What is the ratio xx+y?\dfrac{x}{x + y}?

37\dfrac{3}{7}

34\dfrac{\sqrt3}{4}

49\dfrac{4}{9}

511\dfrac{5}{11}

4315\dfrac{4\sqrt3}{15}

Respuesta: A
Solución:

Coloca el ángulo recto en C=(0,0),C = (0,0), el cateto corto CB=1CB = 1 con B=(1,0),B = (1, 0), y el cateto largo CA=3CA = \sqrt3 con A=(0,3).A = (0, \sqrt3). La altura desde CC a la hipotenusa ABAB tiene pie H=(34,34)H = \left(\tfrac34, \tfrac{\sqrt3}{4}\right) y va a lo largo de x=3y.x = \sqrt3\,y. La mediana desde AA al punto medio (12,0)\left(\tfrac12, 0\right) de CBCB corta esa altura en (37,37).\left(\tfrac37, \tfrac{\sqrt3}{7}\right). Esto divide CHCH (longitud 32\tfrac{\sqrt3}{2}) en 4314\tfrac{4\sqrt3}{14} y 3314,\tfrac{3\sqrt3}{14}, así que x=3314x = \tfrac{3\sqrt3}{14} y xx+y=33/143/2=37.\dfrac{x}{x + y} = \dfrac{3\sqrt3/14}{\sqrt3/2} = \dfrac{3}{7}. Por lo tanto, A es la respuesta correcta.

Place the right angle at C=(0,0),C = (0,0), the short leg CB=1CB = 1 with B=(1,0),B = (1, 0), and the long leg CA=3CA = \sqrt3 with A=(0,3).A = (0, \sqrt3). The altitude from CC to hypotenuse ABAB has foot H=(34,34)H = \left(\tfrac34, \tfrac{\sqrt3}{4}\right) and runs along x=3y.x = \sqrt3\,y. The median from AA to the midpoint (12,0)\left(\tfrac12, 0\right) of CBCB meets that altitude at (37,37).\left(\tfrac37, \tfrac{\sqrt3}{7}\right). This cuts CHCH (length 32\tfrac{\sqrt3}{2}) into 4314\tfrac{4\sqrt3}{14} and 3314,\tfrac{3\sqrt3}{14}, so x=3314x = \tfrac{3\sqrt3}{14} and xx+y=33/143/2=37.\dfrac{x}{x + y} = \dfrac{3\sqrt3/14}{\sqrt3/2} = \dfrac{3}{7}. Thus, A is the correct answer.

14.

Nueve atletas, sin que dos de ellos tengan la misma estatura, se presentan a las pruebas para el equipo de baloncesto. Uno a la vez, sacan una pulsera al azar, sin reemplazo, de una bolsa que contiene 33 pulseras azules, 33 pulseras rojas, y 33 pulseras verdes. Se dividen en un grupo azul, un grupo rojo, y un grupo verde. El miembro más alto de cada grupo es nombrado capitán del grupo. ¿Cuál es la probabilidad de que los capitanes de grupo sean los tres atletas más altos?

Nine athletes, no two of whom are the same height, try out for the basketball team. One at a time, they draw a wristband at random, without replacement, from a bag containing 33 blue bands, 33 red bands, and 33 green bands. They are divided into a blue group, a red group, and a green group. The tallest member of each group is named the group captain. What is the probability that the group captains are the three tallest athletes?

29\dfrac{2}{9}

27\dfrac{2}{7}

928\dfrac{9}{28}

13\dfrac{1}{3}

38\dfrac{3}{8}

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 1500

Solución:

Los capitanes son los tres más altos exactamente cuando esos tres caen en tres grupos diferentes, ya que entonces cada uno es el más alto de su propio grupo. Colócalos en los 99 lugares uno a la vez (33 por grupo). El segundo más alto no cae en el grupo del primero con probabilidad 68,\tfrac{6}{8}, y el tercero evita ambos con probabilidad 37.\tfrac{3}{7}. Así que la probabilidad es 6837=928.\tfrac{6}{8} \cdot \tfrac{3}{7} = \tfrac{9}{28}. Por lo tanto, la respuesta es C.

The captains are the three tallest exactly when those three land in three different groups, since each is then the tallest of its own group. Drop them into the 99 slots one at a time (33 per group). The second tallest misses the first's group with probability 68,\tfrac{6}{8}, and the third misses both with probability 37.\tfrac{3}{7}. So the probability is 6837=928.\tfrac{6}{8} \cdot \tfrac{3}{7} = \tfrac{9}{28}. Therefore, the answer is C.

15.

La suma

k=11k3+6k2+8k\sum_{k=1}^{\infty} \frac{1}{k^3 + 6k^2 + 8k}

se puede expresar como ab,\dfrac{a}{b}, donde aa y bb son enteros positivos primos entre sí. ¿Cuánto vale a+ba + b?

The sum

k=11k3+6k2+8k\sum_{k=1}^{\infty} \frac{1}{k^3 + 6k^2 + 8k}

can be expressed as ab,\dfrac{a}{b}, where aa and bb are relatively prime positive integers. What is a+b?a + b?

8989

9797

102102

107107

129129

Respuesta: D

Nivel de dificultad: 1600

Solución:

Factoriza k3+6k2+8k=k(k+2)(k+4),k^3 + 6k^2 + 8k = k(k + 2)(k + 4), luego separa en fracciones parciales: 1k(k+2)(k+4)=1/8k\dfrac{1}{k(k + 2)(k + 4)} = \dfrac{1/8}{k} 1/4k+2- \dfrac{1/4}{k + 2} +1/8k+4.+ \dfrac{1/8}{k + 4}. Sumando sobre todos los k,k, el coeficiente de 1n\tfrac1n se cancela para n5,n \ge 5, así que solo sobreviven los primeros términos: 18(1+121314)\tfrac18\left(1 + \tfrac12 - \tfrac13 - \tfrac14\right) =181112=1196.= \tfrac18 \cdot \tfrac{11}{12} = \tfrac{11}{96}. Así que a+b=11+96=107.a + b = 11 + 96 = 107. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

Factor k3+6k2+8k=k(k+2)(k+4),k^3 + 6k^2 + 8k = k(k + 2)(k + 4), then split into partial fractions: 1k(k+2)(k+4)=1/8k\dfrac{1}{k(k + 2)(k + 4)} = \dfrac{1/8}{k} 1/4k+2- \dfrac{1/4}{k + 2} +1/8k+4.+ \dfrac{1/8}{k + 4}. Summing over all k,k, the coefficient of 1n\tfrac1n cancels for n5,n \ge 5, so only the first few terms survive: 18(1+121314)\tfrac18\left(1 + \tfrac12 - \tfrac13 - \tfrac14\right) =181112=1196.= \tfrac18 \cdot \tfrac{11}{12} = \tfrac{11}{96}. So a+b=11+96=107.a + b = 11 + 96 = 107. Thus, D is the correct answer.

16.

Un círculo ha sido dividido en 66 sectores de 66 tamaños diferentes. Luego 22 de los sectores se pintan de rojo, 22 de verde, y 22 de azul de modo que no haya dos sectores vecinos pintados del mismo color. A continuación se muestra una de estas coloraciones.

¿Cuántas coloraciones diferentes son posibles?

A circle has been divided into 66 sectors of 66 different sizes. Then 22 of the sectors are painted red, 22 painted green, and 22 painted blue so that no two neighboring sectors are painted the same color. One such coloring is shown below.

How many different colorings are possible?

1212

1616

1818

2424

2828

Respuesta: D
Solución:

Los seis sectores desiguales forman un ciclo fijo de 66 posiciones distinguibles, así que queremos coloraciones propias con 33 colores de un 66-ciclo que usen cada color exactamente dos veces. Un 66-ciclo tiene 26+2=662^6 + 2 = 66 coloraciones propias con 33 colores en total. De estas, 66 usan solo dos colores (tipo (3,3,0)(3,3,0)) y 3636 usan un color tres veces (tipo (3,2,1)(3,2,1)). Eso deja 66636=24.66 - 6 - 36 = 24. Por lo tanto, la respuesta es D.

The six unequal sectors form a fixed cycle of 66 distinguishable positions, so we want proper 33-colorings of a 66-cycle that use each color exactly twice. A 66-cycle has 26+2=662^6 + 2 = 66 proper 33-colorings altogether. Of these, 66 use only two colors (type (3,3,0)(3,3,0)) and 3636 use one color three times (type (3,2,1)(3,2,1)). That leaves 66636=24.66 - 6 - 36 = 24. Therefore, the answer is D.

17.

Considera una sucesión decreciente de nn enteros positivos x1>x2>x3>>xnx_1 \gt x_2 \gt x_3 \gt \cdots \gt x_n que satisface las siguientes dos condiciones. El promedio (media aritmética) de los primeros 33 términos de la sucesión es 2025.2025. Para todo 4kn,4 \le k \le n, el promedio de los primeros kk términos de la sucesión es 11 menos que el promedio de los primeros k1k - 1 términos de la sucesión.

¿Cuál es el mayor valor posible de nn?

Consider a decreasing sequence of nn positive integers x1>x2>x3>>xnx_1 \gt x_2 \gt x_3 \gt \cdots \gt x_n that satisfies the following two conditions. The average (arithmetic mean) of the first 33 terms in the sequence is 2025.2025. For all 4kn,4 \le k \le n, the average of the first kk terms in the sequence is 11 less than the average of the first k1k - 1 terms in the sequence.

What is the greatest possible value of n?n?

10131013

10141014

10161016

20162016

20252025

Respuesta: B

Nivel de dificultad: 1910

Solución:

Sea AkA_k el promedio de los primeros kk términos. Entonces A3=2025A_3 = 2025 y Ak=Ak11A_k = A_{k-1} - 1 para k4,k \ge 4, así que Ak=2028k.A_k = 2028 - k. La suma parcial es Sk=k(2028k),S_k = k(2028 - k), y para k4k \ge 4 los términos son xk=SkSk1=20292k,x_k = S_k - S_{k-1} = 2029 - 2k, es decir x4=2021,x5=2019,.x_4 = 2021, x_5 = 2019, \ldots. Estos se mantienen positivos mientras 20292k>0,2029 - 2k \gt 0, es decir k1014,k \le 1014, con x1014=1.x_{1014} = 1. Podemos elegir los primeros tres términos como enteros decrecientes mayores que 20212021 que suman 6075,6075, así que n=1014n = 1014 es alcanzable. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Let AkA_k be the average of the first kk terms. Then A3=2025A_3 = 2025 and Ak=Ak11A_k = A_{k-1} - 1 for k4,k \ge 4, so Ak=2028k.A_k = 2028 - k. The partial sum is Sk=k(2028k),S_k = k(2028 - k), and for k4k \ge 4 the terms are xk=SkSk1=20292k,x_k = S_k - S_{k-1} = 2029 - 2k, namely x4=2021,x5=2019,.x_4 = 2021, x_5 = 2019, \ldots. These stay positive as long as 20292k>0,2029 - 2k \gt 0, that is k1014,k \le 1014, with x1014=1.x_{1014} = 1. We can pick the first three terms as decreasing integers above 20212021 summing to 6075,6075, so n=1014n = 1014 is reachable. Thus, B is the correct answer.

18.

¿Cuál es el dígito de las unidades de la suma 1+2+3\lfloor\sqrt{1}\rfloor + \lfloor\sqrt{2}\rfloor + \lfloor\sqrt{3}\rfloor ++2024+ \cdots + \lfloor\sqrt{2024}\rfloor +2025+ \lfloor\sqrt{2025}\rfloor? (Recuerda que x\lfloor x \rfloor denota el mayor entero menor o igual que x.x.)

What is the ones digit of the sum 1+2+3\lfloor\sqrt{1}\rfloor + \lfloor\sqrt{2}\rfloor + \lfloor\sqrt{3}\rfloor ++2024+ \cdots + \lfloor\sqrt{2024}\rfloor +2025?+ \lfloor\sqrt{2025}\rfloor? (Recall that x\lfloor x \rfloor denotes the greatest integer less than or equal to x.x.)

11

22

33

55

88

Respuesta: D
Solución:

Para cada m,m, n=m\lfloor\sqrt{n}\rfloor = m en los 2m+12m + 1 enteros m2n(m+1)21.m^2 \le n \le (m + 1)^2 - 1. Como 2025=45,\sqrt{2025} = 45, los términos con 1m441 \le m \le 44 contribuyen m=144m(2m+1),\sum_{m=1}^{44} m(2m + 1), y n=2025n = 2025 añade 45.45. Esa suma es m=144(2m2+m)\sum_{m=1}^{44}(2m^2 + m) =24445896= 2 \cdot \tfrac{44 \cdot 45 \cdot 89}{6} +44452=58740+ \tfrac{44 \cdot 45}{2} = 58740 +990=59730,+ 990 = 59730, así que el total es 59775.59775. Su dígito de las unidades es 5.5. Por lo tanto, la respuesta es D.

For each m,m, n=m\lfloor\sqrt{n}\rfloor = m on the 2m+12m + 1 integers m2n(m+1)21.m^2 \le n \le (m + 1)^2 - 1. Since 2025=45,\sqrt{2025} = 45, the terms with 1m441 \le m \le 44 contribute m=144m(2m+1),\sum_{m=1}^{44} m(2m + 1), and n=2025n = 2025 tacks on 45.45. That sum is m=144(2m2+m)\sum_{m=1}^{44}(2m^2 + m) =24445896= 2 \cdot \tfrac{44 \cdot 45 \cdot 89}{6} +44452=58740+ \tfrac{44 \cdot 45}{2} = 58740 +990=59730,+ 990 = 59730, so the total is 59775.59775. Its ones digit is 5.5. Therefore, the answer is D.

19.

Un recipiente tiene una base cuadrada de 1×11 \times 1, una abertura cuadrada superior de 3×33 \times 3, y cuatro lados trapezoidales congruentes, como se muestra. Comenzando cuando el recipiente está vacío, una manguera que vierte agua a ritmo constante tarda 3535 minutos en llenar el recipiente hasta la línea media de los trapecios.

¿Cuántos minutos más tardará en llenar el resto del recipiente?

A container has a 1×11 \times 1 square bottom, a 3×33 \times 3 open square top, and four congruent trapezoidal sides, as shown. Starting when the container is empty, a hose that runs water at a constant rate takes 3535 minutes to fill the container up to the midline of the trapezoids.

How many more minutes will it take to fill the remainder of the container?

7070

8585

9090

9595

105105

Respuesta: D
Solución:

El recipiente es un tronco de pirámide cuadrado: un corte horizontal a la fracción de altura tt tiene lado 1+2t.1 + 2t. Extiende los lados hasta su ápice, y el volumen hasta donde la longitud de lado es ww escala como w3.w^3. Así que todo el recipiente son 3313=263^3 - 1^3 = 26 partes, la parte hasta la línea media (lado 22) son 2313=72^3 - 1^3 = 7 partes, y el resto son 3323=193^3 - 2^3 = 19 partes. Esas 77 partes tardan 3535 minutos, así que cada parte son 55 minutos. Las 1919 partes restantes tardan 9595 minutos. Por lo tanto, D es la respuesta correcta.

The container is a square frustum: a horizontal slice at height fraction tt has side 1+2t.1 + 2t. Extend the sides up to their apex, and the volume out to where the side length is ww scales as w3.w^3. So the whole container is 3313=263^3 - 1^3 = 26 parts, the piece up to the midline (side 22) is 2313=72^3 - 1^3 = 7 parts, and the rest is 3323=193^3 - 2^3 = 19 parts. Those 77 parts take 3535 minutes, so each part is 55 minutes. The remaining 1919 parts take 9595 minutes. Thus, D is the correct answer.

20.

Cuatro semicírculos congruentes están inscritos en un cuadrado de lado 11 de modo que sus diámetros están sobre los lados del cuadrado, un extremo de cada diámetro está en un vértice del cuadrado, y los semicírculos adyacentes son tangentes entre sí. Un círculo pequeño centrado en el centro del cuadrado es tangente a cada uno de los cuatro semicírculos, como se muestra abajo.

El diámetro del círculo pequeño se puede escribir como (a+b)(c+d),(\sqrt{a} + b)(\sqrt{c} + d), donde a,b,c,a, b, c, y dd son enteros. ¿Cuánto vale a+b+c+da + b + c + d?

Four congruent semicircles are inscribed in a square of side length 11 so that their diameters are on the sides of the square, one endpoint of each diameter is at a vertex of the square, and adjacent semicircles are tangent to each other. A small circle centered at the center of the square is tangent to each of the four semicircles, as shown below.

The diameter of the small circle can be written as (a+b)(c+d),(\sqrt{a} + b)(\sqrt{c} + d), where a,b,c,a, b, c, and dd are integers. What is a+b+c+d?a + b + c + d?

33

55

88

99

1111

Respuesta: A
Solución:

Sea cada semicírculo de radio ρ,\rho, con centros como (ρ,0)(\rho, 0) y (1,ρ).(1, \rho). Los semicírculos adyacentes son tangentes, así que estos centros están a 2ρ2\rho de distancia: (1ρ)2+ρ2=4ρ2.(1 - \rho)^2 + \rho^2 = 4\rho^2. Esto da 2ρ2+2ρ1=0,2\rho^2 + 2\rho - 1 = 0, así que ρ=312.\rho = \tfrac{\sqrt3 - 1}{2}. El círculo pequeño de radio tt se ubica en (12,12),\left(\tfrac12, \tfrac12\right), y es tangente a un semicírculo cuando su distancia a ese centro es igual a ρ+t.\rho + t. Esa distancia es 23,\sqrt{2 - \sqrt3}, así que t=23ρ,t = \sqrt{2 - \sqrt3} - \rho, y el diámetro es 2t=622t = \sqrt6 - \sqrt2 3+1=(31)(21).- \sqrt3 + 1 = (\sqrt3 - 1)(\sqrt2 - 1). Así que a+b+c+d=3a + b + c + d = 3 +(1)+2+(1)=3.+ (-1) + 2 + (-1) = 3. Por lo tanto, la respuesta es A.

Let each semicircle have radius ρ,\rho, with centers like (ρ,0)(\rho, 0) and (1,ρ).(1, \rho). Adjacent semicircles are tangent, so these centers are 2ρ2\rho apart: (1ρ)2+ρ2=4ρ2.(1 - \rho)^2 + \rho^2 = 4\rho^2. This gives 2ρ2+2ρ1=0,2\rho^2 + 2\rho - 1 = 0, so ρ=312.\rho = \tfrac{\sqrt3 - 1}{2}. The small circle of radius tt sits at (12,12),\left(\tfrac12, \tfrac12\right), and it's tangent to a semicircle when its distance to that center equals ρ+t.\rho + t. That distance is 23,\sqrt{2 - \sqrt3}, so t=23ρ,t = \sqrt{2 - \sqrt3} - \rho, and the diameter is 2t=622t = \sqrt6 - \sqrt2 3+1=(31)(21).- \sqrt3 + 1 = (\sqrt3 - 1)(\sqrt2 - 1). So a+b+c+d=3a + b + c + d = 3 +(1)+2+(1)=3.+ (-1) + 2 + (-1) = 3. Therefore, the answer is A.

21.

Cada uno de los 99 cuadrados de una cuadrícula 3×33 \times 3 se colorea de rojo, azul o amarillo de tal manera que cada cuadrado rojo comparte un lado con al menos un cuadrado azul, cada cuadrado azul comparte un lado con al menos un cuadrado amarillo, y cada cuadrado amarillo comparte un lado con al menos un cuadrado rojo. Las coloraciones que se pueden obtener una de otra mediante rotaciones y/o reflexiones se consideran iguales. ¿Cuántas coloraciones diferentes son posibles?

Each of the 99 squares in a 3×33 \times 3 grid is to be colored red, blue, or yellow in such a way that each red square shares an edge with at least one blue square, each blue square shares an edge with at least one yellow square, and each yellow square shares an edge with at least one red square. Colorings that can be obtained from one another by rotations and/or reflections are to be considered the same. How many different colorings are possible?

33

99

1212

1818

2727

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 2100

Solución:

Las reglas se encadenan en un ciclo: cada rojo toca un azul, cada azul toca un amarillo, cada amarillo toca un rojo. Enumerar la cuadrícula etiquetada 3×33 \times 3 da 8484 coloraciones válidas. Ahora se aplica el lema de Burnside: la identidad fija las 8484, las rotaciones no idénticas no fijan ninguna, dos reflexiones fijan 66 cada una, y las otras dos no fijan ninguna. Por lo tanto el número de órbitas es 84+6+68=12\frac{84+6+6}{8}=12. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

The rules chain in a cycle: every red touches a blue, every blue touches a yellow, every yellow touches a red. Enumerating the labeled 3×33 \times 3 grid gives 8484 valid colorings. Burnside's lemma now applies: the identity fixes all 8484, nonidentity rotations fix none, two reflections fix 66 each, and the other two fix none. Hence the number of orbits is 84+6+68=12\frac{84+6+6}{8}=12. Thus, C is the correct answer.

22.

Se elige al azar un entero positivo de siete dígitos. ¿Cuál es la probabilidad de que el número sea divisible entre 11,11, dado que la suma de sus dígitos es 6161?

A seven-digit positive integer is chosen at random. What is the probability that the number is divisible by 11,11, given that the sum of its digits is 61?61?

314\dfrac{3}{14}

311\dfrac{3}{11}

27\dfrac{2}{7}

411\dfrac{4}{11}

37\dfrac{3}{7}

Respuesta: A
Solución:

Una suma de dígitos de 61=63261 = 63 - 2 significa que los siete dígitos son 99 excepto por un déficit total de 2,2, lo que da (2+66)=28\binom{2 + 6}{6} = 28 números. Para la divisibilidad entre 1111 necesitamos OE0(mod11),O - E \equiv 0 \pmod{11}, donde OO suma los 44 dígitos de posición impar y EE los 33 pares. Escribe los déficits como dO+dE=2.d_O + d_E = 2. Entonces OE=9dOO - E = 9 - d_O +dE=112dO,+ d_E = 11 - 2 d_O, un múltiplo de 1111 solo cuando dO=0.d_O = 0. Así que todo el déficit 22 recae en las 33 posiciones pares, dando (2+22)=6\binom{2 + 2}{2} = 6 maneras. La probabilidad es 628=314.\tfrac{6}{28} = \tfrac{3}{14}. Por lo tanto, la respuesta es A.

A digit sum of 61=63261 = 63 - 2 means all seven digits are 99 except for a total deficit of 2,2, which gives (2+66)=28\binom{2 + 6}{6} = 28 numbers. For divisibility by 1111 we need OE0(mod11),O - E \equiv 0 \pmod{11}, where OO sums the 44 odd-position digits and EE the 33 even ones. Write the deficits as dO+dE=2.d_O + d_E = 2. Then OE=9dOO - E = 9 - d_O +dE=112dO,+ d_E = 11 - 2 d_O, a multiple of 1111 only when dO=0.d_O = 0. So all of the deficit 22 falls on the 33 even positions, giving (2+22)=6\binom{2 + 2}{2} = 6 ways. The probability is 628=314.\tfrac{6}{28} = \tfrac{3}{14}. Therefore, the answer is A.

23.

Una cuadrícula rectangular de cuadrados tiene 141141 filas y 9191 columnas. Cada cuadrado tiene espacio para dos números. Horace y Vera llenan cada uno la cuadrícula poniendo los números del 11 al 141×91=12,831141 \times 91 = 12{,}831 en los cuadrados. Horace llena la cuadrícula horizontalmente: pone 11 hasta 9191 en orden de izquierda a derecha en la fila 1,1, pone 9292 hasta 182182 en la fila 22 en orden de izquierda a derecha, y continúa de manera similar hasta la fila 141.141. Vera llena la cuadrícula verticalmente: pone 11 hasta 141141 en orden de arriba a abajo en la columna 1,1, luego 142142 hasta 282282 en la columna 22 en orden de arriba a abajo, y continúa de manera similar hasta la columna 91.91. ¿Cuántos cuadrados reciben dos copias del mismo número?

A rectangular grid of squares has 141141 rows and 9191 columns. Each square has room for two numbers. Horace and Vera each fill in the grid by putting the numbers from 11 through 141×91=12,831141 \times 91 = 12{,}831 into the squares. Horace fills the grid horizontally: he puts 11 through 9191 in order from left to right into row 1,1, puts 9292 through 182182 into row 22 in order from left to right, and continues similarly through row 141.141. Vera fills the grid vertically: she puts 11 through 141141 in order from top to bottom into column 1,1, then 142142 through 282282 into column 22 in order from top to bottom, and continues similarly through column 91.91. How many squares get two copies of the same number?

77

1010

1111

1212

1919

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 2300

Solución:

En la fila i,i, columna j,j, Horace escribe 91(i1)+j91(i - 1) + j y Vera escribe 141(j1)+i.141(j - 1) + i. Iguálalos y simplifica para obtener 9i14j=5,9i - 14j = -5, así que i=14j59,i = \tfrac{14j - 5}{9}, un entero exactamente cuando j1(mod9).j \equiv 1 \pmod 9. Para j=1,10,19,,91,j = 1, 10, 19, \ldots, 91, eso son 1111 valores, y ii recorre 1,15,29,,141,1, 15, 29, \ldots, 141, todos dentro del rango. Así que 1111 cuadrados coinciden. Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

At row i,i, column j,j, Horace writes 91(i1)+j91(i - 1) + j and Vera writes 141(j1)+i.141(j - 1) + i. Set them equal and simplify to get 9i14j=5,9i - 14j = -5, so i=14j59,i = \tfrac{14j - 5}{9}, an integer exactly when j1(mod9).j \equiv 1 \pmod 9. For j=1,10,19,,91,j = 1, 10, 19, \ldots, 91, that's 1111 values, and ii runs 1,15,29,,141,1, 15, 29, \ldots, 141, all within range. So 1111 squares match. Thus, C is the correct answer.

24.

Una rana salta a lo largo de la recta numérica según las siguientes reglas. Empieza en 0.0. Si está en 0,0, entonces se mueve a 11 con probabilidad 12\tfrac12 y desaparece con probabilidad 12.\tfrac12. Para n=1,2,n = 1, 2, o 3,3, si está en n,n, entonces se mueve a n+1n + 1 con probabilidad 14,\tfrac14, se mueve a n1n - 1 con probabilidad 14,\tfrac14, y desaparece con probabilidad 12.\tfrac12.

¿Cuál es la probabilidad de que la rana llegue a 44?

A frog hops along the number line according to the following rules. It starts at 0.0. If it is at 0,0, then it moves to 11 with probability 12\tfrac12 and it disappears with probability 12.\tfrac12. For n=1,2,n = 1, 2, or 3,3, if it is at n,n, then it moves to n+1n + 1 with probability 14,\tfrac14, it moves to n1n - 1 with probability 14,\tfrac14, and it disappears with probability 12.\tfrac12.

What is the probability that the frog reaches 4?4?

1101\dfrac{1}{101}

1100\dfrac{1}{100}

199\dfrac{1}{99}

198\dfrac{1}{98}

197\dfrac{1}{97}

Respuesta: E
Solución:

Sea pnp_n la probabilidad de llegar a 44 desde la posición n,n, con p4=1.p_4 = 1. Las reglas dan p0=12p1,p_0 = \tfrac12 p_1, p1=14p0+14p2,p_1 = \tfrac14 p_0 + \tfrac14 p_2, p2=14p1+14p3,p_2 = \tfrac14 p_1 + \tfrac14 p_3, y p3=14p2+14.p_3 = \tfrac14 p_2 + \tfrac14. Trabaja hacia arriba: p1=27p2p_1 = \tfrac27 p_2 y p2=726p3.p_2 = \tfrac{7}{26} p_3. Estos se desenrollan a p3=2697,p_3 = \tfrac{26}{97}, p2=797,p_2 = \tfrac{7}{97}, p1=297,p_1 = \tfrac{2}{97}, y finalmente p0=197.p_0 = \tfrac{1}{97}. Por lo tanto, la respuesta es E.

Let pnp_n be the probability of reaching 44 from position n,n, with p4=1.p_4 = 1. The rules give p0=12p1,p_0 = \tfrac12 p_1, p1=14p0+14p2,p_1 = \tfrac14 p_0 + \tfrac14 p_2, p2=14p1+14p3,p_2 = \tfrac14 p_1 + \tfrac14 p_3, and p3=14p2+14.p_3 = \tfrac14 p_2 + \tfrac14. Work upward: p1=27p2p_1 = \tfrac27 p_2 and p2=726p3.p_2 = \tfrac{7}{26} p_3. These unwind to p3=2697,p_3 = \tfrac{26}{97}, p2=797,p_2 = \tfrac{7}{97}, p1=297,p_1 = \tfrac{2}{97}, and finally p0=197.p_0 = \tfrac{1}{97}. Therefore, the answer is E.

25.

El cuadrado ABCDABCD tiene lados de longitud 4.4. Los puntos PP y QQ están sobre AD\overline{AD} y CD,\overline{CD}, respectivamente, con AP=85AP = \tfrac{8}{5} y DQ=103.DQ = \tfrac{10}{3}. Una trayectoria comienza a lo largo del segmento de recta de PP a QQ y continúa reflejándose contra los lados de ABCDABCD (con ángulos de entrada y de salida congruentes), como se muestra en la figura. Si la trayectoria golpea un vértice del cuadrado, entonces termina ahí; de lo contrario continúa para siempre.

¿En qué vértice termina la trayectoria?

Square ABCDABCD has sides of length 4.4. Points PP and QQ lie on AD\overline{AD} and CD,\overline{CD}, respectively, with AP=85AP = \tfrac{8}{5} and DQ=103.DQ = \tfrac{10}{3}. A path begins along the line segment from PP to QQ and continues by reflecting against the sides of ABCDABCD (with congruent incoming and outgoing angles), as shown in the figure. If the path hits a vertex of the square, then it terminates there; otherwise it continues forever.

At which vertex does the path terminate?

AA

BB

CC

DD

La trayectoria continúa para siempre.

The path continues forever.

Respuesta: B
Solución:

Coloca A=(0,0),A = (0,0), B=(4,0),B = (4,0), C=(4,4),C = (4,4), D=(0,4),D = (0,4), así que P=(0,85)P = \left(0, \tfrac85\right) y Q=(103,4).Q = \left(\tfrac{10}{3}, 4\right). La dirección inicial es (103,125)(25,18).\left(\tfrac{10}{3}, \tfrac{12}{5}\right) \parallel (25, 18). Despliega el billar en una cuadrícula de copias reflejadas y sigue la recta desde P.P. Alcanza un vértice donde 25t25t y 85+18t\tfrac85 + 18t son ambos múltiplos de 4,4, y el primer vértice así es el punto desplegado (20,16)=(45, 44).(20, 16) = (4 \cdot 5,\ 4 \cdot 4). Cruzar 55 celdas a lo ancho (impar) lo pone en el lado x=4,x = 4, y 44 celdas hacia arriba (par) lo pone en y=0.y = 0. Ese es el vértice (4,0)=B.(4, 0) = B. Por lo tanto, B es la respuesta correcta.

Place A=(0,0),A = (0,0), B=(4,0),B = (4,0), C=(4,4),C = (4,4), D=(0,4),D = (0,4), so P=(0,85)P = \left(0, \tfrac85\right) and Q=(103,4).Q = \left(\tfrac{10}{3}, 4\right). The initial direction is (103,125)(25,18).\left(\tfrac{10}{3}, \tfrac{12}{5}\right) \parallel (25, 18). Unfold the billiard into a grid of reflected copies and follow the straight line from P.P. It reaches a corner where 25t25t and 85+18t\tfrac85 + 18t are both multiples of 4,4, and the first such corner is the unfolded point (20,16)=(45, 44).(20, 16) = (4 \cdot 5,\ 4 \cdot 4). Crossing 55 cells across (odd) puts it on the side x=4,x = 4, and 44 cells up (even) puts it on y=0.y = 0. That's vertex (4,0)=B.(4, 0) = B. Thus, B is the correct answer.