2025 AMC 10B Problema 19

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

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
Conceptos:escalamiento de potencias de longitud, área y volumenvolumensemejanza
Nivel de dificultad: 1660
Pista pequeña:
El recipiente es una parte de una pirámide; el volumen desde el ápice hasta la longitud de lado ww escala como w3w^3.
The container is a piece of a pyramid; the volume from the apex up to side length ww scales as w3w^3
Pista grande:
Los volúmenes se dividen como 23−13=72^3 - 1^3 = 7 (hasta la línea media, lado 22) y 33−23=193^3 - 2^3 = 19 (resto); escala los 3535 minutos.
Volumes split as 23−13=72^3 - 1^3 = 7 (up to the midline, side 22) and 33−23=193^3 - 2^3 = 19 (remainder); scale the 3535 minutes
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 33−13=263^3 - 1^3 = 26 partes, la parte hasta la línea media (lado 22) son 23−13=72^3 - 1^3 = 7 partes, y el resto son 33−23=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 33−13=263^3 - 1^3 = 26 parts, the piece up to the midline (side 22) is 23−13=72^3 - 1^3 = 7 parts, and the rest is 33−23=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.
Problema 18#18
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