Question

Una sucesión de números se define recursivamente por $a_1 = 1,$ $a_2 = \dfrac{3}{7},$ y

$a_n = \dfrac{a_{n-2} \cdot a_{n-1}}{2a_{n-2} - a_{n-1}}$

para todo $n \ge 3.$ Entonces $a_{2019}$ puede escribirse como $\dfrac{p}{q},$ donde $p$ y $q$ son enteros positivos primos entre sí. ¿Cuánto vale $p + q$ ?

A sequence of numbers is defined recursively by $a_1 = 1,$ $a_2 = \dfrac{3}{7},$ and

$a_n = \dfrac{a_{n-2} \cdot a_{n-1}}{2a_{n-2} - a_{n-1}}$

for all $n \ge 3.$ Then $a_{2019}$ can be written as $\dfrac{p}{q},$ where $p$ and $q$ are relatively prime positive integers. What is $p + q?$

$2020$

$4039$

$6057$

$6061$

$8078$

Solución:

Tomando recíprocos, $\begin{aligned} \dfrac{1}{a_n} &= \dfrac{2a_{n-2} - a_{n-1}}{a_{n-2}a_{n-1}} \\ &= \dfrac{2}{a_{n-1}} - \dfrac{1}{a_{n-2}}. \end{aligned}$

Sea $b_n = \dfrac{1}{a_n}.$ Entonces $b_n = 2b_{n-1} - b_{n-2},$ así que $b_n$ es aritmética con $b_1 = 1,$ $b_2 = \dfrac{7}{3},$ y diferencia común $\dfrac{4}{3}.$

Por lo tanto $b_{2019} = 1 + 2018 \cdot \dfrac{4}{3} = \dfrac{8075}{3},$ así que $a_{2019} = \dfrac{3}{8075}.$ Como son primos entre sí, $p + q = 8078.$

Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

Taking reciprocals, $\begin{aligned} \dfrac{1}{a_n} &= \dfrac{2a_{n-2} - a_{n-1}}{a_{n-2}a_{n-1}} \\ &= \dfrac{2}{a_{n-1}} - \dfrac{1}{a_{n-2}}. \end{aligned}$

Let $b_n = \dfrac{1}{a_n}.$ Then $b_n = 2b_{n-1} - b_{n-2},$ so $b_n$ is arithmetic with $b_1 = 1,$ $b_2 = \dfrac{7}{3},$ and common difference $\dfrac{4}{3}.$

Thus $b_{2019} = 1 + 2018 \cdot \dfrac{4}{3} = \dfrac{8075}{3},$ so $a_{2019} = \dfrac{3}{8075}.$ Since these are relatively prime, $p + q = 8078.$

Thus, the correct answer is E.

2019 AMC 12A Problema 9

Solución:

El Problema 9 en otros años