2010 AMC 12A Problema 8

Intenta el Problema 8 del 2010 AMC 12A a continuación y luego compara tu respuesta con la solución preparada profesionalmente de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2010 AMC 12A, o revisar la clave de respuestas.

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

8.

El triángulo ABCABC cumple AB=2AC.AB=2 \cdot AC. Sean DD y EE puntos sobre AB\overline{AB} y BC,\overline{BC}, respectivamente, tales que BAE=ACD.\angle BAE = \angle ACD. Sea FF la intersección de los segmentos AEAE y CD,CD, y supongamos que CFE\triangle CFE es equilátero. ¿Cuánto vale ACB\angle ACB?

Triangle ABCABC has AB=2AC.AB=2 \cdot AC. Let DD and EE be on AB\overline{AB} and BC,\overline{BC}, respectively, such that BAE=ACD.\angle BAE = \angle ACD. Let FF be the intersection of segments AEAE and CD,CD, and suppose that CFE\triangle CFE is equilateral. What is ACB?\angle ACB?

6060^\circ

7575^\circ

9090^\circ

105105^\circ

120120^\circ

Respuesta: C
Conceptos:persecución de ángulostriángulo equiláterotriángulo rectángulo especial
Nivel de dificultad: 1660
Solución:

Sea BAE=ACD=x.\angle BAE=\angle ACD=x. Como CFE\triangle CFE es equilátero, CFE=60.\angle CFE=60^\circ. Los rayos FAFA y FEFE son opuestos, así que AFC=120.\angle AFC=120^\circ.

En AFC,\triangle AFC, obtenemos FAC=180120x\angle FAC=180^\circ-120^\circ-x, es decir, =60x.=60^\circ-x. Como FF está en AE,AE, este ángulo es EAC.\angle EAC. Entonces BAC=x+(60x)=60.\angle BAC=x+(60^\circ-x)=60^\circ.

Sea AC=s,AC=s, de modo que AB=2s.AB=2s. La ley de cosenos da BC2=s2+(2s)22(s)(2s)cos60=3s2. \begin{aligned} BC^2 &= s^2+(2s)^2 \\ &\quad-2(s)(2s)\cos60^\circ \\ &=3s^2. \end{aligned} Así, los lados están en razón 1:3:2,1:\sqrt3:2, con ABAB como hipotenusa, por lo que ACB=90.\angle ACB=90^\circ.

Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

Let BAE=ACD=x.\angle BAE=\angle ACD=x. Because CFE\triangle CFE is equilateral, CFE=60.\angle CFE=60^\circ. Rays FAFA and FEFE are opposite, so AFC=120.\angle AFC=120^\circ.

In AFC,\triangle AFC, we get FAC=180120x\angle FAC=180^\circ-120^\circ-x =60x.=60^\circ-x. Since FF lies on AE,AE, this is EAC.\angle EAC. Hence BAC=x+(60x)=60.\angle BAC=x+(60^\circ-x)=60^\circ.

Put AC=s,AC=s, so AB=2s.AB=2s. The Law of Cosines gives BC2=s2+(2s)22(s)(2s)cos60=3s2. \begin{aligned} BC^2 &= s^2+(2s)^2 \\ &\quad-2(s)(2s)\cos60^\circ \\ &=3s^2. \end{aligned} Thus the side lengths are in the ratio 1:3:2,1:\sqrt3:2, with ABAB the hypotenuse, so ACB=90.\angle ACB=90^\circ.

Thus, C is the correct answer.

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