2013 AMC 12A Problema 21

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 21 del 2013 AMC 12A, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2013 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).

Conceptos:logaritmoacotación a casos límiteinducción

Nivel de dificultad: 2210

21.

Considera A=log(2013+log(2012+log(2011+log(+log(3+log2))))). \begin{gathered} A = \\ \tiny \log(2013 + \log(2012 + \log(2011 + \log(\cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)))). \end{gathered}

¿Cuál de los siguientes intervalos contiene a AA?

Consider A=log(2013+log(2012+log(2011+log(+log(3+log2))))). \begin{gathered} A = \\ \tiny \log(2013 + \log(2012 + \log(2011 + \log(\cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)))). \end{gathered}

Which of the following intervals contains A?A?

(log2016,log2017)(\log 2016, \log 2017)

(log2017,log2018)(\log 2017, \log 2018)

(log2018,log2019)(\log 2018, \log 2019)

(log2019,log2020)(\log 2019, \log 2020)

(log2020,log2021)(\log 2020, \log 2021)

Solución:

Sea An=log(n+log((n1)++log(3+log2)))\tiny A_n = \log(n + \log((n-1) + \cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)). Se comprueba que 0<An<10 \lt A_n \lt 1 para 2n92 \le n \le 9, luego 1<An<21 \lt A_n \lt 2 para 10n9810 \le n \le 98, luego 2<An<32 \lt A_n \lt 3 para 99n99799 \le n \le 997, y 3<An<43 \lt A_n \lt 4 para 998n9996998 \le n \le 9996.

Por consiguiente 3<A2012<43 \lt A_{2012} \lt 4, así que 2016<2013+A2012<20172016 \lt 2013 + A_{2012} \lt 2017 y en consecuencia log2016<A<log2017\log 2016 \lt A \lt \log 2017.

Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

Let An=log(n+log((n1)++log(3+log2))).\tiny A_n = \log(n + \log((n-1) + \cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)). One checks 0<An<10 \lt A_n \lt 1 for 2n9,2 \le n \le 9, then 1<An<21 \lt A_n \lt 2 for 10n98,10 \le n \le 98, then 2<An<32 \lt A_n \lt 3 for 99n997,99 \le n \le 997, and 3<An<43 \lt A_n \lt 4 for 998n9996.998 \le n \le 9996.

Hence 3<A2012<4,3 \lt A_{2012} \lt 4, so 2016<2013+A2012<20172016 \lt 2013 + A_{2012} \lt 2017 and therefore log2016<A<log2017.\log 2016 \lt A \lt \log 2017.

Thus, the correct answer is A.

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El Problema 21 en otros años