Question

Sean $a + ar_1 + ar_1^2 + ar_1^3 + \cdots$ y $a + ar_2 + ar_2^2 + ar_2^3 + \cdots$ dos series geométricas infinitas distintas de números positivos con el mismo primer término. La suma de la primera serie es $r_1,$ y la suma de la segunda serie es $r_2.$ ¿Cuánto vale $r_1 + r_2$ ?

Let $a + ar_1 + ar_1^2 + ar_1^3 + \cdots$ and $a + ar_2 + ar_2^2 + ar_2^3 + \cdots$ be two different infinite geometric series of positive numbers with the same first term. The sum of the first series is $r_1,$ and the sum of the second series is $r_2.$ What is $r_1 + r_2?$

$0$

$\dfrac{1}{2}$

$1$

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

$2$

Solución:

Para una serie con primer término $a$ y razón $r,$ la suma es $\dfrac{a}{1 - r} = r,$ así que $r^2 - r + a = 0.$

Tanto $r_1$ como $r_2$ satisfacen esta misma ecuación cuadrática, y como las dos series son distintas, $r_1 \ne r_2,$ así que son sus dos raíces distintas. Por las fórmulas de Vieta, $r_1 + r_2 = 1.$

Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

For a series with first term $a$ and ratio $r,$ the sum is $\dfrac{a}{1 - r} = r,$ so $r^2 - r + a = 0.$

Both $r_1$ and $r_2$ satisfy this same quadratic, and since the two series are different, $r_1 \ne r_2,$ so they are its two distinct roots. By Vieta's formulas, $r_1 + r_2 = 1.$

Thus, the correct answer is C.

2009 AMC 12A Problema 17

Solución:

El Problema 17 en otros años