Soluciones del 2013 AMC 12B

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

1.

En cierto día de enero, la temperatura máxima en Lincoln, Nebraska, fue 1616 grados mayor que la temperatura mínima, y el promedio de las temperaturas máxima y mínima fue 3.3^\circ. En grados, ¿cuál fue la temperatura mínima en Lincoln ese día?

On a particular January day, the high temperature in Lincoln, Nebraska, was 1616 degrees higher than the low temperature, and the average of the high and low temperatures was 3.3^\circ. In degrees, what was the low temperature in Lincoln that day?

13-13

8-8

5-5

3-3

1111

Conceptos:mediaecuación lineal

Nivel de dificultad: 920

Solución:

La máxima supera a la mínima en 16,16, así que la mínima está 88 por debajo del promedio. Como el promedio es 3,3^\circ, la temperatura mínima es 38=5.3 - 8 = -5^\circ. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

The high exceeds the low by 16,16, so the low is 88 below the average. Since the average is 3,3^\circ, the low temperature is 38=5.3 - 8 = -5^\circ. Thus, the correct answer is C.

2.

El Sr. Green mide su jardín rectangular caminando dos de los lados y encuentra que mide 1515 pasos por 2020 pasos. Cada paso del Sr. Green mide 22 pies de largo. El Sr. Green espera media libra de papas por pie cuadrado de su jardín. ¿Cuántas libras de papas espera el Sr. Green de su jardín?

Mr. Green measures his rectangular garden by walking two of the sides and finds that it is 1515 steps by 2020 steps. Each of Mr. Green's steps is 22 feet long. Mr. Green expects a half a pound of potatoes per square foot from his garden. How many pounds of potatoes does Mr. Green expect from his garden?

600600

800800

10001000

12001200

14001400

Nivel de dificultad: 1020

Solución:

El jardín mide 215=302\cdot 15 = 30 pies por 220=402\cdot 20 = 40 pies, un área de 12001200 pies cuadrados. A media libra por pie cuadrado, el Sr. Green espera 121200=600\tfrac12\cdot 1200 = 600 libras. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

The garden is 215=302\cdot 15 = 30 feet by 220=402\cdot 20 = 40 feet, an area of 12001200 square feet. At half a pound per square foot, Mr. Green expects 121200=600\tfrac12\cdot 1200 = 600 pounds. Thus, the correct answer is A.

3.

Al contar desde 33 hasta 201,201, 5353 es el 5151-ésimo número contado. Al contar hacia atrás desde 201201 hasta 3,3, 5353 es el nn-ésimo número contado. ¿Cuánto vale nn?

When counting from 33 to 201,201, 5353 is the 5151st number counted. When counting backwards from 201201 to 3,3, 5353 is the nnth number counted. What is n?n?

146146

147147

148148

149149

150150

Nivel de dificultad: 1100

Solución:

Contando hacia abajo desde 201,201, el valor xx es el (202x)(202-x)-ésimo número. Así que 5353 es el (20253)=149(202-53) = 149-ésimo número. Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

Counting down from 201,201, the value xx is the (202x)(202-x)th number. So 5353 is the (20253)=149(202-53) = 149th number. Thus, the correct answer is D.

4.

El auto de Ray promedia 4040 millas por galón de gasolina, y el auto de Tom promedia 1010 millas por galón de gasolina. Ray y Tom conducen cada uno la misma cantidad de millas. ¿Cuál es la tasa combinada de millas por galón de gasolina de los dos autos?

Ray's car averages 4040 miles per gallon of gasoline, and Tom's car averages 1010 miles per gallon of gasoline. Ray and Tom each drive the same number of miles. What is the cars' combined rate of miles per gallon of gasoline?

1010

1616

2525

3030

4040

Nivel de dificultad: 1220

Solución:

Si cada uno conduce DD millas, juntos recorren 2D2D millas usando D40+D10=D8\dfrac{D}{40}+\dfrac{D}{10} = \dfrac{D}{8} galones. La tasa combinada es 2DD/8=16\dfrac{2D}{D/8} = 16 millas por galón. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

If each drives DD miles, together they cover 2D2D miles using D40+D10=D8\dfrac{D}{40}+\dfrac{D}{10} = \dfrac{D}{8} gallons. The combined rate is 2DD/8=16\dfrac{2D}{D/8} = 16 miles per gallon. Thus, the correct answer is B.

5.

La edad promedio de 3333 estudiantes de quinto grado es 11.11. La edad promedio de 5555 de sus padres es 33.33. ¿Cuál es la edad promedio de todos estos padres y estudiantes de quinto grado?

The average age of 3333 fifth-graders is 11.11. The average age of 5555 of their parents is 33.33. What is the average age of all of these parents and fifth-graders?

2222

23.2523.25

24.7524.75

26.2526.25

2828

Conceptos:media

Nivel de dificultad: 1270

Solución:

Las edades de los padres suman 553355\cdot 33 y las de los estudiantes de quinto grado suman 3311,33\cdot 11, un total de 3366.33\cdot 66. Al dividir entre 8888 personas se obtiene 336688=24.75.\dfrac{33\cdot 66}{88} = 24.75. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

The parents' ages sum to 553355\cdot 33 and the fifth-graders' to 3311,33\cdot 11, a total of 3366.33\cdot 66. Dividing by 8888 people gives 336688=24.75.\dfrac{33\cdot 66}{88} = 24.75. Thus, the correct answer is C.

6.

Los números reales xx e yy satisfacen la ecuación x2+y2=10x6y34.x^2 + y^2 = 10x - 6y - 34. ¿Cuánto vale x+yx+y?

Real numbers xx and yy satisfy the equation x2+y2=10x6y34.x^2 + y^2 = 10x - 6y - 34. What is x+y?x+y?

11

22

33

66

88

Nivel de dificultad: 1370

Solución:

Reordenando se obtiene x210x+25+y2+6y+9x^2 - 10x + 25 + y^2 + 6y + 9 =0,= 0, es decir (x5)2+(y+3)2=0.(x-5)^2 + (y+3)^2 = 0. Por lo tanto x=5x = 5 y y=3,y = -3, así que x+y=2.x + y = 2. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

Rearranging gives x210x+25+y2+6y+9x^2 - 10x + 25 + y^2 + 6y + 9 =0,= 0, that is (x5)2+(y+3)2=0.(x-5)^2 + (y+3)^2 = 0. Hence x=5x = 5 and y=3,y = -3, so x+y=2.x + y = 2. Thus, the correct answer is B.

7.

Jo y Blair se turnan para contar desde 11 hasta uno más que el último número dicho por la otra persona. Jo empieza diciendo "1", así que Blair sigue diciendo "1, 2". Luego Jo dice "1, 2, 3", y así sucesivamente. ¿Cuál es el 5353-ésimo número dicho?

Jo and Blair take turns counting from 11 to one more than the last number said by the other person. Jo starts by saying "1", so Blair follows by saying "1, 2". Jo then says "1, 2, 3", and so on. What is the 5353rd number said?

22

33

55

66

88

Nivel de dificultad: 1380

Solución:

Después del turno que cuenta hasta n,n, se han dicho exactamente 1+2++n=12n(n+1)1 + 2 + \cdots + n = \tfrac12 n(n+1) números. Para n=9n = 9 eso es 45.45. El siguiente turno empieza 1,2,,1, 2, \ldots, así que el 5353-ésimo número es el 88º número de ese turno, es decir 8.8. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

After the turn that counts up to n,n, exactly 1+2++n=12n(n+1)1 + 2 + \cdots + n = \tfrac12 n(n+1) numbers have been said. For n=9n = 9 that is 45.45. The next turn starts 1,2,,1, 2, \ldots, so the 5353rd number is the 88th number of that turn, namely 8.8. Thus, the correct answer is E.

8.

La recta 1\ell_1 tiene ecuación 3x2y=13x - 2y = 1 y pasa por A=(1,2).A = (-1, -2). La recta 2\ell_2 tiene ecuación y=1y = 1 y corta a la recta 1\ell_1 en el punto B.B. La recta 3\ell_3 tiene pendiente positiva, pasa por el punto A,A, y corta a 2\ell_2 en el punto C.C. El área del ABC\triangle ABC es 3.3. ¿Cuál es la pendiente de 3\ell_3?

Line 1\ell_1 has equation 3x2y=13x - 2y = 1 and goes through A=(1,2).A = (-1, -2). Line 2\ell_2 has equation y=1y = 1 and meets line 1\ell_1 at point B.B. Line 3\ell_3 has positive slope, goes through point A,A, and meets 2\ell_2 at point C.C. The area of ABC\triangle ABC is 3.3. What is the slope of 3?\ell_3?

23\dfrac{2}{3}

34\dfrac{3}{4}

11

43\dfrac{4}{3}

32\dfrac{3}{2}

Nivel de dificultad: 1460

Solución:

Al resolver 3x2y=13x - 2y = 1 con y=1y = 1 se obtiene B=(1,1).B = (1, 1). La distancia de A=(1,2)A = (-1, -2) a la recta y=1y = 1 es 3,3, así que 12BC3=3\tfrac12\cdot BC\cdot 3 = 3 da BC=2.BC = 2. Entonces C=(3,1)C = (3, 1) o C=(1,1);C = (-1, 1); esta última hace que 3\ell_3 sea vertical, así que C=(3,1)C = (3, 1) y la pendiente es 1(2)3(1)=34.\dfrac{1 - (-2)}{3 - (-1)} = \dfrac34. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

Solving 3x2y=13x - 2y = 1 with y=1y = 1 gives B=(1,1).B = (1, 1). The distance from A=(1,2)A = (-1, -2) to the line y=1y = 1 is 3,3, so 12BC3=3\tfrac12\cdot BC\cdot 3 = 3 gives BC=2.BC = 2. Then C=(3,1)C = (3, 1) or C=(1,1);C = (-1, 1); the latter makes 3\ell_3 vertical, so C=(3,1)C = (3, 1) and the slope is 1(2)3(1)=34.\dfrac{1 - (-2)}{3 - (-1)} = \dfrac34. Thus, the correct answer is B.

9.

¿Cuál es la suma de los exponentes de los factores primos de la raíz cuadrada del mayor cuadrado perfecto que divide a 12!12!?

What is the sum of the exponents of the prime factors of the square root of the largest perfect square that divides 12!12!?

55

77

88

1010

1212

Nivel de dificultad: 1510

Solución:

Como 12!=2103552711,12! = 2^{10}\cdot 3^5\cdot 5^2\cdot 7\cdot 11, el mayor cuadrado perfecto que lo divide es 2103452,2^{10}\cdot 3^4\cdot 5^2, cuya raíz cuadrada es 25325.2^5\cdot 3^2\cdot 5. Los exponentes suman 5+2+1=8.5 + 2 + 1 = 8. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Since 12!=2103552711,12! = 2^{10}\cdot 3^5\cdot 5^2\cdot 7\cdot 11, the largest perfect square dividing it is 2103452,2^{10}\cdot 3^4\cdot 5^2, whose square root is 25325.2^5\cdot 3^2\cdot 5. The exponents sum to 5+2+1=8.5 + 2 + 1 = 8. Thus, the correct answer is C.

10.

Alex tiene 7575 fichas rojas y 7575 fichas azules. Hay un puesto donde Alex puede entregar dos fichas rojas y recibir a cambio una ficha plateada y una ficha azul, y otro puesto donde Alex puede entregar tres fichas azules y recibir a cambio una ficha plateada y una ficha roja. Alex sigue intercambiando fichas hasta que ya no sea posible ningún intercambio. ¿Cuántas fichas plateadas tendrá Alex al final?

Alex has 7575 red tokens and 7575 blue tokens. There is a booth where Alex can give two red tokens and receive in return a silver token and a blue token, and another booth where Alex can give three blue tokens and receive in return a silver token and a red token. Alex continues to exchange tokens until no more exchanges are possible. How many silver tokens will Alex have at the end?

6262

8282

8383

102102

103103

Nivel de dificultad: 1550

Solución:

Después de mm intercambios en el puesto de rojas y nn en el de azules, Alex tiene 75(2mn)75 - (2m - n) fichas rojas, 75(3nm)75 - (3n - m) fichas azules y m+nm + n fichas plateadas. Los intercambios son imposibles exactamente cuando 2mn742m - n \ge 74 y 3nm73.3n - m \ge 73. La igualdad se alcanza en (m,n)=(59,44),(m, n) = (59, 44), lo que da 59+44=10359 + 44 = 103 fichas plateadas. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

After mm red-booth and nn blue-booth exchanges, Alex has 75(2mn)75 - (2m - n) red tokens, 75(3nm)75 - (3n - m) blue tokens, and m+nm + n silver tokens. Exchanges are impossible exactly when 2mn742m - n \ge 74 and 3nm73.3n - m \ge 73. Equality holds at (m,n)=(59,44),(m, n) = (59, 44), giving 59+44=10359 + 44 = 103 silver tokens. Thus, the correct answer is E.

11.

Dos abejas parten del mismo lugar y vuelan a la misma velocidad en las siguientes direcciones. La abeja AA viaja 11 pie al norte, luego 11 pie al este, luego 11 pie hacia arriba, y después sigue repitiendo este patrón. La abeja BB viaja 11 pie al sur, luego 11 pie al oeste, y después sigue repitiendo este patrón. ¿En qué direcciones viajan las abejas cuando están exactamente a 1010 pies una de otra?

Two bees start at the same spot and fly at the same rate in the following directions. Bee AA travels 11 foot north, then 11 foot east, then 11 foot upwards, and then continues to repeat this pattern. Bee BB travels 11 foot south, then 11 foot west, and then continues to repeat this pattern. In what directions are the bees traveling when they are exactly 1010 feet away from each other?

AA al este, BB al oeste

AA east, BB west

AA al norte, BB al sur

AA north, BB south

AA al norte, BB al oeste

AA north, BB west

AA hacia arriba, BB al sur

AA up, BB south

AA hacia arriba, BB al oeste

AA up, BB west

Nivel de dificultad: 1610

Solución:

Toma este, norte y arriba como x,y,z.x, y, z. Después de 77 pies la abeja AA está en (2,3,2)(2, 3, 2) y la abeja BB está en (3,4,0),(-3, -4, 0), a una distancia 78<10.\sqrt{78} \lt 10. En el siguiente pie la abeja AA se mueve al este hasta (3,3,2)(3, 3, 2) y la abeja BB se mueve al oeste hasta (4,4,0),(-4, -4, 0), a una distancia 102>10.\sqrt{102} \gt 10. Así que pasan por una separación de 1010 pies mientras AA va al este y BB va al oeste. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

Take east, north, up as x,y,z.x, y, z. After 77 feet bee AA is at (2,3,2)(2, 3, 2) and bee BB is at (3,4,0),(-3, -4, 0), a distance 78<10.\sqrt{78} \lt 10. On the next foot bee AA moves east to (3,3,2)(3, 3, 2) and bee BB moves west to (4,4,0),(-4, -4, 0), a distance 102>10.\sqrt{102} \gt 10. So they pass through 1010 feet apart while AA heads east and BB heads west. Thus, the correct answer is A.

12.

Las ciudades A,A, B,B, C,C, D,D, y EE están conectadas por los caminos AB,AB, AD,AD, AE,AE, BC,BC, BD,BD, CD,CD, y DE.DE. ¿Cuántas rutas diferentes hay desde AA hasta BB que usan cada camino exactamente una vez? (Tal ruta necesariamente visitará algunas ciudades más de una vez.)

Cities A,A, B,B, C,C, D,D, and EE are connected by roads AB,AB, AD,AD, AE,AE, BC,BC, BD,BD, CD,CD, and DE.DE. How many different routes are there from AA to BB that use each road exactly once? (Such a route will necessarily visit some cities more than once.)

77

99

1212

1616

1818

Solución:

La ciudad EE (caminos AE,DEAE, DE) es un desvío en un trayecto AA-DD, y la ciudad CC (caminos BC,CDBC, CD) es un desvío en un trayecto BB-DD. Al reemplazarlas se obtiene un grafo sobre A,B,DA, B, D con dos conexiones AA-DD, dos conexiones BB-DD, y un camino AA-BB. Los recorridos desde AA hasta BB que usan cada uno una vez son de 44 tipos: ABDADB,ABDADB, ADABDB,ADABDB, ADBADB,ADBADB, y ADBDAB.ADBDAB. Cada desvío (por E,E, por CC) puede tomarse en cualquiera de los dos pasos, así que cada tipo da 44 rutas reales, para 44=164\cdot 4 = 16 rutas. Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

City EE (roads AE,DEAE, DE) is a detour on an AADD trip, and city CC (roads BC,CDBC, CD) is a detour on a BBDD trip. Replace them to get a graph on A,B,DA, B, D with two AADD connections, two BBDD connections, and one AABB road. The trails from AA to BB using each once are of 44 types: ABDADB,ABDADB, ADABDB,ADABDB, ADBADB,ADBADB, and ADBDAB.ADBDAB. Each detour (through E,E, through CC) can be taken on either passage, so each type gives 44 actual routes, for 44=164\cdot 4 = 16 routes. Thus, the correct answer is D.

13.

Los ángulos internos del cuadrilátero ABCDABCD forman una progresión aritmética. Los triángulos ABDABD y DCBDCB son semejantes, con DBA=DCB\angle DBA = \angle DCB y ADB=CBD.\angle ADB = \angle CBD. Además, los ángulos de cada uno de estos dos triángulos también forman una progresión aritmética. En grados, ¿cuál es la mayor suma posible de los dos ángulos más grandes de ABCDABCD?

The internal angles of quadrilateral ABCDABCD form an arithmetic progression. Triangles ABDABD and DCBDCB are similar with DBA=DCB\angle DBA = \angle DCB and ADB=CBD.\angle ADB = \angle CBD. Moreover, the angles in each of these two triangles also form an arithmetic progression. In degrees, what is the largest possible sum of the two largest angles of ABCD?ABCD?

210210

220220

230230

240240

250250

Solución:

Los ángulos de un triángulo forman una progresión aritmética exactamente cuando el del medio es 60.60^\circ. Con DBA=x\angle DBA = x y ADB=y,\angle ADB = y, los cuatro ángulos de ABCDABCD son x,y,180y,180x,x, y, 180 - y, 180 - x, que a su vez deben formar una progresión aritmética. Combinado con un ángulo de 6060^\circ en los triángulos, esto obliga a que x=60x = 60 o x+y=120.x + y = 120. Analizando los casos, los conjuntos de ángulos posibles son (60,80,100,120)(60, 80, 100, 120) y (45,75,105,135).(45, 75, 105, 135). Los dos ángulos más grandes suman a lo sumo 105+135=240.105 + 135 = 240. Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

The angles of a triangle form an arithmetic progression exactly when the middle one is 60.60^\circ. With DBA=x\angle DBA = x and ADB=y,\angle ADB = y, the four angles of ABCDABCD are x,y,180y,180x,x, y, 180 - y, 180 - x, which must itself be an arithmetic progression. Combined with a 6060^\circ angle in the triangles, this forces either x=60x = 60 or x+y=120.x + y = 120. Working through the cases, the possible angle sets are (60,80,100,120)(60, 80, 100, 120) and (45,75,105,135).(45, 75, 105, 135). The two largest angles sum to at most 105+135=240.105 + 135 = 240. Thus, the correct answer is D.

14.

Dos sucesiones no decrecientes de enteros no negativos tienen primeros términos diferentes. Cada sucesión tiene la propiedad de que cada término a partir del tercero es la suma de los dos términos anteriores, y el séptimo término de cada sucesión es N.N. ¿Cuál es el menor valor posible de NN?

Two non-decreasing sequences of nonnegative integers have different first terms. Each sequence has the property that each term beginning with the third is the sum of the previous two terms, and the seventh term of each sequence is N.N. What is the smallest possible value of N?N?

5555

8989

104104

144144

273273

Nivel de dificultad: 1750

Solución:

Una sucesión que empieza con a1,a2a_1, a_2 tiene séptimo término 5a1+8a2.5a_1 + 8a_2. Para las dos sucesiones, 5a1+8a2=5b1+8b2,5a_1 + 8a_2 = 5b_1 + 8b_2, así que 5(b1a1)=8(a2b2).5(b_1 - a_1) = 8(a_2 - b_2). Como gcd(5,8)=1,\gcd(5, 8) = 1, necesitamos 8b1a18 \mid b_1 - a_1 y 5a2b2.5 \mid a_2 - b_2. Tomando a1<b1a_1 \lt b_1 con términos no decrecientes se obtiene a1b18b28a213.a_1 \le b_1 - 8 \le b_2 - 8 \le a_2 - 13. Eligiendo a1=0,a_1 = 0, b1=b2=8,b_1 = b_2 = 8, a2=13a_2 = 13 resulta N=50+813=104.N = 5\cdot 0 + 8\cdot 13 = 104. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

A sequence starting a1,a2a_1, a_2 has seventh term 5a1+8a2.5a_1 + 8a_2. For the two sequences, 5a1+8a2=5b1+8b2,5a_1 + 8a_2 = 5b_1 + 8b_2, so 5(b1a1)=8(a2b2).5(b_1 - a_1) = 8(a_2 - b_2). Since gcd(5,8)=1,\gcd(5, 8) = 1, we need 8b1a18 \mid b_1 - a_1 and 5a2b2.5 \mid a_2 - b_2. Taking a1<b1a_1 \lt b_1 with nondecreasing terms gives a1b18b28a213.a_1 \le b_1 - 8 \le b_2 - 8 \le a_2 - 13. Choosing a1=0,a_1 = 0, b1=b2=8,b_1 = b_2 = 8, a2=13a_2 = 13 yields N=50+813=104.N = 5\cdot 0 + 8\cdot 13 = 104. Thus, the correct answer is C.

15.

El número 20132013 se expresa en la forma

2013=a1!a2!am!b1!b2!bn!, 2013 = \frac{a_1!\,a_2!\cdots a_m!}{b_1!\,b_2!\cdots b_n!},

donde a1a2ama_1 \ge a_2 \ge \cdots \ge a_m y b1b2bnb_1 \ge b_2 \ge \cdots \ge b_n son enteros positivos y a1+b1a_1 + b_1 es lo más pequeño posible. ¿Cuánto vale a1b1|a_1 - b_1|\,?

The number 20132013 is expressed in the form

2013=a1!a2!am!b1!b2!bn!, 2013 = \frac{a_1!\,a_2!\cdots a_m!}{b_1!\,b_2!\cdots b_n!},

where a1a2ama_1 \ge a_2 \ge \cdots \ge a_m and b1b2bnb_1 \ge b_2 \ge \cdots \ge b_n are positive integers and a1+b1a_1 + b_1 is as small as possible. What is a1b1?|a_1 - b_1|\,?

11

22

33

44

55

Solución:

Como 2013=31161,2013 = 3\cdot 11\cdot 61, el numerador necesita un factorial de al menos 61!61! para aportar el primo 61,61, así que a161.a_1 \ge 61. Pero 61!61! también tiene un factor 59,59, que 20132013 no tiene, así que el denominador necesita b159.b_1 \ge 59. Por lo tanto a1+b1120,a_1 + b_1 \ge 120, alcanzado con a1=61,a_1 = 61, b1=59b_1 = 59 mediante 2013=61!11!3!59!10!5!.2013 = \dfrac{61!\,11!\,3!}{59!\,10!\,5!}. Entonces a1b1=2.|a_1 - b_1| = 2. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

Since 2013=31161,2013 = 3\cdot 11\cdot 61, the numerator needs a factorial at least 61!61! to supply the prime 61,61, so a161.a_1 \ge 61. But 61!61! also has a factor of 59,59, which 20132013 does not, so the denominator needs b159.b_1 \ge 59. Thus a1+b1120,a_1 + b_1 \ge 120, attained by a1=61,a_1 = 61, b1=59b_1 = 59 via 2013=61!11!3!59!10!5!.2013 = \dfrac{61!\,11!\,3!}{59!\,10!\,5!}. Then a1b1=2.|a_1 - b_1| = 2. Thus, the correct answer is B.

16.

Sea ABCDEABCDE un pentágono convexo equiángulo de perímetro 1.1. Las intersecciones por pares de las rectas que prolongan los lados del pentágono determinan un polígono en forma de estrella de cinco puntas. Sea ss el perímetro de esta estrella. ¿Cuál es la diferencia entre el máximo y el mínimo valor posible de ss?

Let ABCDEABCDE be an equiangular convex pentagon of perimeter 1.1. The pairwise intersections of the lines that extend the sides of the pentagon determine a five-pointed star polygon. Let ss be the perimeter of this star. What is the difference between the maximum and the minimum possible values of s?s?

00

12\dfrac{1}{2}

512\dfrac{\sqrt5 - 1}{2}

5+12\dfrac{\sqrt5 + 1}{2}

5\sqrt5

Nivel de dificultad: 1890

Solución:

Un pentágono equiángulo tiene todos sus ángulos interiores 108,108^\circ, así que cada punta de la estrella es un triángulo isósceles con ángulos de la base 7272^\circ y vértice 36.36^\circ. Por la igualdad de los ángulos de la base, cada punta aporta dos lados que son el mismo múltiplo fijo cc del lado del pentágono sobre el que se apoya. Sumando sobre las cinco puntas, el perímetro de la estrella es igual a 2c(pentagon perimeter)=2c,2c\cdot(\text{pentagon perimeter}) = 2c, independiente de las longitudes individuales de los lados. Así que ss es constante, y la diferencia entre su valor máximo y su valor mínimo es 0.0. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

An equiangular pentagon has all interior angles 108,108^\circ, so each point of the star is an isosceles triangle with base angles 7272^\circ and apex 36.36^\circ. By the equal base angles, each point contributes two sides that are the same fixed multiple cc of the pentagon side it rests on. Summing over the five points, the star perimeter equals 2c(pentagon perimeter)=2c,2c\cdot(\text{pentagon perimeter}) = 2c, independent of the individual side lengths. So ss is constant, and the difference between its maximum and minimum values is 0.0. Thus, the correct answer is A.

17.

Sean a,a, b,b, y cc números reales tales que

a+b+c=2 a + b + c = 2 y a2+b2+c2=12. a^2 + b^2 + c^2 = 12.

¿Cuál es la diferencia entre el máximo y el mínimo valor posible de cc?

Let a,a, b,b, and cc be real numbers such that

a+b+c=2 a + b + c = 2 and a2+b2+c2=12. a^2 + b^2 + c^2 = 12.

What is the difference between the maximum and minimum possible values of c?c?

22

103\dfrac{10}{3}

44

163\dfrac{16}{3}

203\dfrac{20}{3}

Nivel de dificultad: 1960

Solución:

De las ecuaciones, a+b=2ca + b = 2 - c y a2+b2=12c2.a^2 + b^2 = 12 - c^2. Existen números reales a,ba, b con una suma y una suma de cuadrados dadas si y solo si (a+b)22(a2+b2),(a + b)^2 \le 2(a^2 + b^2), es decir (2c)22(12c2).(2 - c)^2 \le 2(12 - c^2). Esto se simplifica a (3c10)(c+2)0,(3c - 10)(c + 2) \le 0, así que 2c103.-2 \le c \le \tfrac{10}{3}. La diferencia es 103(2)=163.\tfrac{10}{3} - (-2) = \tfrac{16}{3}. Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

From the equations, a+b=2ca + b = 2 - c and a2+b2=12c2.a^2 + b^2 = 12 - c^2. Real numbers a,ba, b with a given sum and sum of squares exist iff (a+b)22(a2+b2),(a + b)^2 \le 2(a^2 + b^2), i.e. (2c)22(12c2).(2 - c)^2 \le 2(12 - c^2). This simplifies to (3c10)(c+2)0,(3c - 10)(c + 2) \le 0, so 2c103.-2 \le c \le \tfrac{10}{3}. The difference is 103(2)=163.\tfrac{10}{3} - (-2) = \tfrac{16}{3}. Thus, the correct answer is D.

18.

Barbara y Jenna juegan el siguiente juego, en el que se turnan. Sobre una mesa hay cierta cantidad de monedas. Cuando es el turno de Barbara, debe quitar 22 o 44 monedas, a menos que quede una sola moneda, en cuyo caso pierde su turno. Cuando es el turno de Jenna, debe quitar 11 o 33 monedas. Un lanzamiento de moneda determina quién empieza. Quien quite la última moneda gana el juego. Supón que ambas jugadoras usan su mejor estrategia. ¿Quién ganará cuando el juego empieza con 20132013 monedas y cuando el juego empieza con 20142014 monedas?

Barbara and Jenna play the following game, in which they take turns. A number of coins lie on a table. When it is Barbara's turn, she must remove 22 or 44 coins, unless only one coin remains, in which case she loses her turn. When it is Jenna's turn, she must remove 11 or 33 coins. A coin flip determines who goes first. Whoever removes the last coin wins the game. Assume both players use their best strategy. Who will win when the game starts with 20132013 coins and when the game starts with 20142014 coins?

Barbara ganará con 20132013 monedas, y Jenna ganará con 20142014 monedas.

Barbara will win with 20132013 coins, and Jenna will win with 20142014 coins.

Jenna ganará con 20132013 monedas, y quien empiece ganará con 20142014 monedas.

Jenna will win with 20132013 coins, and whoever goes first will win with 20142014 coins.

Barbara ganará con 20132013 monedas, y quien vaya en segundo lugar ganará con 20142014 monedas.

Barbara will win with 20132013 coins, and whoever goes second will win with 20142014 coins.

Jenna ganará con 20132013 monedas, y Barbara ganará con 20142014 monedas.

Jenna will win with 20132013 coins, and Barbara will win with 20142014 coins.

Quien empiece ganará con 20132013 monedas, y quien vaya en segundo lugar ganará con 20142014 monedas.

Whoever goes first will win with 20132013 coins, and whoever goes second will win with 20142014 coins.

Nivel de dificultad: 2070

Solución:

Trabaja módulo 5.5. Con 201332013 \equiv 3 monedas, Jenna gana de cualquier manera: si empieza, quita 33 para dejar un múltiplo de 5,5, luego responde al 22 de Barbara con 33 y al 44 con 11 para conservar múltiplos de 5,5, y finalmente toma la última moneda; si va en segundo lugar, mantiene la cantidad 3(mod5)\equiv 3 \pmod 5 hasta que Barbara queda atascada en 33 monedas, debe quitar 2,2, y le deja a Jenna la última moneda. Con 201442014 \equiv 4 monedas, gana quien empiece: Jenna, si empieza, reduce al caso de 20132013, mientras que Barbara, si empieza, quita 44 y luego conserva múltiplos de 5.5. Esta es la opción B. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

Work modulo 5.5. With 201332013 \equiv 3 coins, Jenna wins either way: going first she takes 33 to leave a multiple of 5,5, then answers Barbara's 22 with 33 and 44 with 11 to keep multiples of 5,5, eventually taking the last coin; going second she keeps the count 3(mod5)\equiv 3 \pmod 5 until Barbara is stuck at 33 coins, must remove 2,2, and leaves Jenna the last coin. With 201442014 \equiv 4 coins, whoever goes first wins: Jenna first reduces to the 20132013 case, while Barbara first takes 44 and then keeps multiples of 5.5. This is choice B. Thus, the correct answer is B.

19.

En el triángulo ABC,ABC, AB=13,AB = 13, BC=14,BC = 14, y CA=15.CA = 15. Los puntos distintos D,D, EE y FF están sobre los segmentos BC,BC, CA,CA, y DE,DE, respectivamente, de modo que ADBC,AD \perp BC, DEAC,DE \perp AC, y AFBF.AF \perp BF. La longitud del segmento DFDF se puede escribir como mn,\dfrac{m}{n}, donde mm y nn son enteros positivos primos entre sí. ¿Cuánto vale m+nm + n?

In triangle ABC,ABC, AB=13,AB = 13, BC=14,BC = 14, and CA=15.CA = 15. Distinct points D,D, E,E, and FF lie on segments BC,BC, CA,CA, and DE,DE, respectively, such that ADBC,AD \perp BC, DEAC,DE \perp AC, and AFBF.AF \perp BF. The length of segment DFDF can be written as mn,\dfrac{m}{n}, where mm and nn are relatively prime positive integers. What is m+n?m + n?

1818

2121

2424

2727

3030

Nivel de dificultad: 2140

Solución:

La altura desde AA hasta BCBC da BD=5,BD = 5, CD=9,CD = 9, AD=12.AD = 12. Como DEAC,DE \perp AC, el triángulo AEDADC,AED \sim ADC, lo que da DE=365DE = \tfrac{36}{5} y AE=485.AE = \tfrac{48}{5}. Como AFB=ADB=90,\angle AFB = \angle ADB = 90^\circ, el cuadrilátero ABDFABDF es cíclico, así que ABD=AFE,\angle ABD = \angle AFE, haciendo semejantes los triángulos rectángulos ABDABD y AFEAFE: FE5=48/512,\dfrac{FE}{5} = \dfrac{48/5}{12}, así que FE=4.FE = 4. Por lo tanto DF=DEFEDF = DE - FE =3654= \tfrac{36}{5} - 4 =165,= \tfrac{16}{5}, y m+n=21.m + n = 21. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

The altitude from AA to BCBC gives BD=5,BD = 5, CD=9,CD = 9, AD=12.AD = 12. Because DEAC,DE \perp AC, triangle AEDADC,AED \sim ADC, giving DE=365DE = \tfrac{36}{5} and AE=485.AE = \tfrac{48}{5}. Since AFB=ADB=90,\angle AFB = \angle ADB = 90^\circ, quadrilateral ABDFABDF is cyclic, so ABD=AFE,\angle ABD = \angle AFE, making right triangles ABDABD and AFEAFE similar: FE5=48/512,\dfrac{FE}{5} = \dfrac{48/5}{12}, so FE=4.FE = 4. Hence DF=DEFEDF = DE - FE =3654= \tfrac{36}{5} - 4 =165,= \tfrac{16}{5}, and m+n=21.m + n = 21. Thus, the correct answer is B.

20.

Para 135<x<180,135^\circ \lt x \lt 180^\circ, los puntos P=(cosx,cos2x),P = (\cos x, \cos^2 x), Q=(cotx,cot2x),Q = (\cot x, \cot^2 x), R=(sinx,sin2x),R = (\sin x, \sin^2 x), y S=(tanx,tan2x)S = (\tan x, \tan^2 x) son los vértices de un trapecio. ¿Cuánto vale sin(2x)\sin(2x)?

For 135<x<180,135^\circ \lt x \lt 180^\circ, points P=(cosx,cos2x),P = (\cos x, \cos^2 x), Q=(cotx,cot2x),Q = (\cot x, \cot^2 x), R=(sinx,sin2x),R = (\sin x, \sin^2 x), and S=(tanx,tan2x)S = (\tan x, \tan^2 x) are the vertices of a trapezoid. What is sin(2x)?\sin(2x)?

2222 - 2\sqrt2

3363\sqrt3 - 6

3253\sqrt2 - 5

34-\dfrac{3}{4}

131 - \sqrt3

Nivel de dificultad: 2270

Solución:

Cada punto (t,t2)(t, t^2) está en y=t2,y = t^2, y la cuerda que pasa por los parámetros t1,t2t_1, t_2 tiene pendiente t1+t2.t_1 + t_2. Para 135<x<180,135^\circ \lt x \lt 180^\circ, tanto cosx\cos x como tanx\tan x están entre cotx\cot x y sinx,\sin x, así que PP y SS quedan entre QQ y RR y los lados paralelos son QRQR y PS.PS. La igualdad de pendientes da cotx+sinx=tanx+cosx.\cot x + \sin x = \tan x + \cos x. Multiplicando por sinxcosx\sin x\cos x y simplificando se obtiene cosx+sinxsinxcosx=0.\cos x + \sin x - \sin x\cos x = 0. Elevando al cuadrado y usando 2sinxcosx=sin2x2\sin x\cos x = \sin 2x se obtiene 1+sin2x=14sin22x,1 + \sin 2x = \tfrac14\sin^2 2x, cuya única raíz en (1,1)(-1, 1) es sin2x=222.\sin 2x = 2 - 2\sqrt2. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

Each point (t,t2)(t, t^2) lies on y=t2,y = t^2, and the chord through parameters t1,t2t_1, t_2 has slope t1+t2.t_1 + t_2. For 135<x<180,135^\circ \lt x \lt 180^\circ, both cosx\cos x and tanx\tan x lie between cotx\cot x and sinx,\sin x, so PP and SS sit between QQ and RR and the parallel sides are QRQR and PS.PS. Equal slopes give cotx+sinx=tanx+cosx.\cot x + \sin x = \tan x + \cos x. Multiplying by sinxcosx\sin x\cos x and simplifying yields cosx+sinxsinxcosx=0.\cos x + \sin x - \sin x\cos x = 0. Squaring and using 2sinxcosx=sin2x2\sin x\cos x = \sin 2x gives 1+sin2x=14sin22x,1 + \sin 2x = \tfrac14\sin^2 2x, whose only root in (1,1)(-1, 1) is sin2x=222.\sin 2x = 2 - 2\sqrt2. Thus, the correct answer is A.

21.

Considera el conjunto de 3030 parábolas definidas como sigue: todas las parábolas tienen como foco el punto (0,0)(0, 0) y las rectas directrices tienen la forma y=ax+by = ax + b con aa y bb enteros tales que a{2,1,0,1,2}a \in \{-2, -1, 0, 1, 2\} y b{3,2,1,1,2,3}.b \in \{-3, -2, -1, 1, 2, 3\}. Ninguna terna de estas parábolas tiene un punto común. ¿Cuántos puntos del plano están en dos de estas parábolas?

Consider the set of 3030 parabolas defined as follows: all parabolas have as focus the point (0,0)(0, 0) and the directrix lines have the form y=ax+by = ax + b with aa and bb integers such that a{2,1,0,1,2}a \in \{-2, -1, 0, 1, 2\} and b{3,2,1,1,2,3}.b \in \{-3, -2, -1, 1, 2, 3\}. No three of these parabolas have a common point. How many points in the plane are on two of these parabolas?

720720

760760

810810

840840

870870

Nivel de dificultad: 2360

Solución:

Dos parábolas con foco común OO se cortan en exactamente 22 puntos, salvo cuando sus directrices son paralelas y OO queda fuera de la franja entre ellas, en cuyo caso no se cortan. Los pares que no se cortan tienen directrices de igual pendiente e interceptos en yy del mismo signo. Hay 55 pendientes, y para cada una, 2(32)=62\binom{3}{2} = 6 pares de interceptos del mismo signo. Como cada par que se corta lo hace en 22 puntos y ningún punto está en tres parábolas, el total es 2((302)56)2\left(\binom{30}{2} - 5\cdot 6\right) =2(43530)= 2(435 - 30) =810.= 810. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Two parabolas with common focus OO meet in exactly 22 points, except when their directrices are parallel and OO lies outside the strip between them, in which case they do not meet. The non-intersecting pairs have directrices of equal slope and yy-intercepts of the same sign. There are 55 slopes, and for each, 2(32)=62\binom{3}{2} = 6 same-sign intercept pairs. Since every intersecting pair meets in 22 points and no point lies on three parabolas, the total is 2((302)56)2\left(\binom{30}{2} - 5\cdot 6\right) =2(43530)= 2(435 - 30) =810.= 810. Thus, the correct answer is C.

22.

Sean m>1m \gt 1 y n>1n \gt 1 enteros. Supón que el producto de las soluciones en xx de la ecuación

8(lognx)(logmx)7lognx6logmx2013=0 \begin{aligned} &8(\log_n x)(\log_m x) - 7\log_n x \\ &\quad {}- 6\log_m x - 2013 = 0 \end{aligned}

es el menor entero posible. ¿Cuánto vale m+nm + n?

Let m>1m \gt 1 and n>1n \gt 1 be integers. Suppose that the product of the solutions for xx of the equation

8(lognx)(logmx)7lognx6logmx2013=0 \begin{aligned} &8(\log_n x)(\log_m x) - 7\log_n x \\ &\quad {}- 6\log_m x - 2013 = 0 \end{aligned}

is the smallest possible integer. What is m+n?m + n?

1212

2020

2424

4848

272272

Nivel de dificultad: 2400

Solución:

Escribiendo lognx=logxlogn\log_n x = \tfrac{\log x}{\log n} y logmx=logxlogm,\log_m x = \tfrac{\log x}{\log m}, la ecuación se convierte en una cuadrática en logx\log x cuyas raíces suman log(x1x2)\log(x_1 x_2) =18(7logm+6logn).= \tfrac18(7\log m + 6\log n). Por lo tanto N8=m7n6,N^8 = m^7 n^6, donde N=x1x2.N = x_1 x_2. Para cada primo que divide a mn,mn, los exponentes a,ba, b deben satisfacer 7a+6b0(mod8);7a + 6b \equiv 0 \pmod 8; minimizando el entero NN se obtiene N=16,N = 16, alcanzado únicamente en m=22=4m = 2^2 = 4 y n=23=8.n = 2^3 = 8. Así que m+n=12.m + n = 12. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

Writing lognx=logxlogn\log_n x = \tfrac{\log x}{\log n} and logmx=logxlogm,\log_m x = \tfrac{\log x}{\log m}, the equation becomes a quadratic in logx\log x whose roots sum to log(x1x2)\log(x_1 x_2) =18(7logm+6logn).= \tfrac18(7\log m + 6\log n). Hence N8=m7n6,N^8 = m^7 n^6, where N=x1x2.N = x_1 x_2. For each prime dividing mn,mn, the exponents a,ba, b must satisfy 7a+6b0(mod8);7a + 6b \equiv 0 \pmod 8; minimizing the integer NN gives N=16,N = 16, achieved uniquely at m=22=4m = 2^2 = 4 and n=23=8.n = 2^3 = 8. So m+n=12.m + n = 12. Thus, the correct answer is A.

23.

Bernardo elige un entero positivo de tres dígitos NN y escribe en un pizarrón tanto su representación en base 55 como en base 66. Más tarde LeRoy ve los dos números que Bernardo ha escrito. Tratando los dos números como enteros en base 1010, los suma para obtener un entero S.S. Por ejemplo, si N=749,N = 749, Bernardo escribe los números 10,44410{,}444 y 3,245,3{,}245, y LeRoy obtiene la suma S=13,689.S = 13{,}689. ¿Para cuántas elecciones de NN los dos dígitos más a la derecha de S,S, en orden, son los mismos que los de 2N2N?

Bernardo chooses a three-digit positive integer NN and writes both its base-55 and base-66 representations on a blackboard. Later LeRoy sees the two numbers Bernardo has written. Treating the two numbers as base-1010 integers, he adds them to obtain an integer S.S. For example, if N=749,N = 749, Bernardo writes the numbers 10,44410{,}444 and 3,245,3{,}245, and LeRoy obtains the sum S=13,689.S = 13{,}689. For how many choices of NN are the two rightmost digits of S,S, in order, the same as those of 2N?2N?

55

1010

1515

2020

2525

Nivel de dificultad: 2510

Solución:

Como lcm(25,36,100)=900,\mathrm{lcm}(25, 36, 100) = 900, la condición sobre NN depende solo de Nmod900,N \bmod 900, así que considera 0N899.0 \le N \le 899. Sean los dos últimos dígitos en base 55 iguales a a1,a0a_1, a_0 y los dos últimos dígitos en base 66 iguales a b1,b0.b_1, b_0. Igualar los dos últimos dígitos decimales de SS y 2N2N obliga a que los dígitos de las unidades sean iguales, a0=b0,a_0 = b_0, y luego trabajando módulo 100100 se obtienen exactamente 55 pares válidos (a1,b1):(a_1, b_1): (0,0),(0, 0), (2,0),(2, 0), (4,0),(4, 0), (1,5),(1, 5), y (3,5).(3, 5). Cada uno se combina con 55 elecciones de a0a_0 (0a04),(0 \le a_0 \le 4), lo que da 2525 valores de N.N. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

Because lcm(25,36,100)=900,\mathrm{lcm}(25, 36, 100) = 900, the condition on NN depends only on Nmod900,N \bmod 900, so consider 0N899.0 \le N \le 899. Let the last two base-55 digits be a1,a0a_1, a_0 and the last two base-66 digits be b1,b0.b_1, b_0. Matching the last two decimal digits of SS and 2N2N forces the units digits equal, a0=b0,a_0 = b_0, and then working modulo 100100 gives exactly 55 valid pairs (a1,b1):(a_1, b_1): (0,0),(0, 0), (2,0),(2, 0), (4,0),(4, 0), (1,5),(1, 5), and (3,5).(3, 5). Each combines with 55 choices of a0a_0 (0a04),(0 \le a_0 \le 4), giving 2525 values of N.N. Thus, the correct answer is E.

24.

Sea ABCABC un triángulo donde MM es el punto medio de AC,AC, y CNCN es la bisectriz del ACB\angle ACB con NN sobre AB.AB. Sea XX la intersección de la mediana BMBM y la bisectriz CN.CN. Además BXN\triangle BXN es equilátero y AC=2.AC = 2. ¿Cuánto vale BN2BN^2?

Let ABCABC be a triangle where MM is the midpoint of AC,AC, and CNCN is the angle bisector of ACB\angle ACB with NN on AB.AB. Let XX be the intersection of the median BMBM and the bisector CN.CN. In addition BXN\triangle BXN is equilateral and AC=2.AC = 2. What is BN2?BN^2?

10627\dfrac{10 - 6\sqrt2}{7}

29\dfrac{2}{9}

52338\dfrac{5\sqrt2 - 3\sqrt3}{8}

26\dfrac{\sqrt2}{6}

3345\dfrac{3\sqrt3 - 4}{5}

Solución:

Sea α=ACN=NCB\alpha = \angle ACN = \angle NCB y x=BN.x = BN. Como BXN\triangle BXN es equilátero, BXC=CNA=120,\angle BXC = \angle CNA = 120^\circ, lo que da ABCBMC\triangle ABC \sim \triangle BMC y ANCBXC.\triangle ANC \sim \triangle BXC. De la primera, con MC=12AC=1,MC = \tfrac12 AC = 1, obtenemos BC2=MCBC,\dfrac{BC}{2} = \dfrac{MC}{BC}, así que BC=2.BC = \sqrt2. De la segunda, CX=(2+1)x.CX = (\sqrt2 + 1)x. La Ley de Cosenos en BCX\triangle BCX con BXC=120\angle BXC = 120^\circ da 2=x22 = x^2 +(2+1)2x2+ (\sqrt2 + 1)^2 x^2 +(2+1)x2+ (\sqrt2 + 1)x^2 =(5+32)x2.= (5 + 3\sqrt2)x^2. Por lo tanto BN2=x2BN^2 = x^2 =25+32= \dfrac{2}{5 + 3\sqrt2} =10627.= \dfrac{10 - 6\sqrt2}{7}. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

Let α=ACN=NCB\alpha = \angle ACN = \angle NCB and x=BN.x = BN. Since BXN\triangle BXN is equilateral, BXC=CNA=120,\angle BXC = \angle CNA = 120^\circ, which gives ABCBMC\triangle ABC \sim \triangle BMC and ANCBXC.\triangle ANC \sim \triangle BXC. From the first, with MC=12AC=1,MC = \tfrac12 AC = 1, we get BC2=MCBC,\dfrac{BC}{2} = \dfrac{MC}{BC}, so BC=2.BC = \sqrt2. From the second, CX=(2+1)x.CX = (\sqrt2 + 1)x. The Law of Cosines in BCX\triangle BCX with BXC=120\angle BXC = 120^\circ gives 2=x22 = x^2 +(2+1)2x2+ (\sqrt2 + 1)^2 x^2 +(2+1)x2+ (\sqrt2 + 1)x^2 =(5+32)x2.= (5 + 3\sqrt2)x^2. Hence BN2=x2BN^2 = x^2 =25+32= \dfrac{2}{5 + 3\sqrt2} =10627.= \dfrac{10 - 6\sqrt2}{7}. Thus, the correct answer is A.

25.

Sea GG el conjunto de polinomios de la forma

P(z)=zn+cn1zn1++c2z2+c1z+50, \begin{aligned} &P(z) = z^n + c_{n-1}z^{n-1} + \cdots \\ &\quad {}+ c_2 z^2 + c_1 z + 50, \end{aligned}

donde c1,c2,,cn1c_1, c_2, \ldots, c_{n-1} son enteros y P(z)P(z) tiene nn raíces distintas de la forma a+iba + ib con aa y bb enteros. ¿Cuántos polinomios hay en GG?

Let GG be the set of polynomials of the form

P(z)=zn+cn1zn1++c2z2+c1z+50, \begin{aligned} &P(z) = z^n + c_{n-1}z^{n-1} + \cdots \\ &\quad {}+ c_2 z^2 + c_1 z + 50, \end{aligned}

where c1,c2,,cn1c_1, c_2, \ldots, c_{n-1} are integers and P(z)P(z) has nn distinct roots of the form a+iba + ib with aa and bb integers. How many polynomials are in G?G?

288288

528528

576576

992992

10561056

Solución:

Como los coeficientes son reales, las raíces no reales aparecen en pares conjugados, así que P(z)P(z) se factoriza en factores lineales distintos (zc)(z - c) con cZc \in \mathbb{Z} y cuadráticos (z(a+ib))(z(aib))(z - (a+ib))(z - (a-ib)) =z22az+(a2+b2).= z^2 - 2az + (a^2 + b^2). El término constante de cada factor divide a 50.50. Contando los factores básicos de magnitud dd (las soluciones de a2+b2=d,a^2 + b^2 = d, más los dos lineales z±dz \pm d) se obtiene B1=3,|B_1| = 3, B2=4,|B_2| = 4, B5=6,|B_5| = 6, B10=6,|B_{10}| = 6, B25=7,|B_{25}| = 7, B50=8.|B_{50}| = 8. Construyendo el término constante 5050 como un solo factor o como un producto sobre divisores complementarios, y teniendo en cuenta la presencia libre de z+1z + 1 y z2+1z^2 + 1 (con z1z - 1 forzado por el signo del producto restante), se obtiene 22(8+74+66+4(62))=4(8+28+36+60)=528. \begin{aligned} &2^2\left(8 + 7\cdot 4 + 6\cdot 6 + 4\binom{6}{2}\right) \\ &\quad = 4(8 + 28 + 36 + 60) = 528. \end{aligned} Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

Since the coefficients are real, nonreal roots occur in conjugate pairs, so P(z)P(z) factors into distinct linear factors (zc)(z - c) with cZc \in \mathbb{Z} and quadratics (z(a+ib))(z(aib))(z - (a+ib))(z - (a-ib)) =z22az+(a2+b2).= z^2 - 2az + (a^2 + b^2). Each factor's constant term divides 50.50. Counting basic factors of magnitude dd (the solutions of a2+b2=d,a^2 + b^2 = d, plus the two linear z±dz \pm d) gives B1=3,|B_1| = 3, B2=4,|B_2| = 4, B5=6,|B_5| = 6, B10=6,|B_{10}| = 6, B25=7,|B_{25}| = 7, B50=8.|B_{50}| = 8. Building the constant term 5050 as a single factor or a product over complementary divisors, and accounting for the free presence of z+1z + 1 and z2+1z^2 + 1 (with z1z - 1 forced by the sign of the remaining product), gives 22(8+74+66+4(62))=4(8+28+36+60)=528. \begin{aligned} &2^2\left(8 + 7\cdot 4 + 6\cdot 6 + 4\binom{6}{2}\right) \\ &\quad = 4(8 + 28 + 36 + 60) = 528. \end{aligned} Thus, the correct answer is B.