2020 AMC 12B Problema 10

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 10 del 2020 AMC 12B, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2020 AMC 12B, o revisar la clave de respuestas.

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

Conceptos:geometría analíticacírculopotencia de un punto

Nivel de dificultad: 1560

10.

En el cuadrado unitario ABCD,ABCD, la circunferencia inscrita ω\omega corta a CD\overline{CD} en M,M, y AM\overline{AM} corta a ω\omega en un punto PP distinto de M.M. ¿Cuánto vale APAP?

In unit square ABCD,ABCD, the inscribed circle ω\omega intersects CD\overline{CD} at M,M, and AM\overline{AM} intersects ω\omega at a point PP different from M.M. What is AP?AP?

512\dfrac{\sqrt{5}}{12}

510\dfrac{\sqrt{5}}{10}

59\dfrac{\sqrt{5}}{9}

58\dfrac{\sqrt{5}}{8}

2515\dfrac{2\sqrt{5}}{15}

Solución:

Sea A=(0,0),A = (0, 0), B=(1,0),B = (1, 0), C=(1,1),C = (1, 1), D=(0,1).D = (0, 1). La circunferencia inscrita tiene centro (12,12)\left(\tfrac12, \tfrac12\right) y radio 12,\tfrac12, y toca CD\overline{CD} en M=(12,1).M = \left(\tfrac12, 1\right).

La recta AMAM es y=2x.y = 2x. Sustituyendo en (x12)2+(y12)2=14\left(x - \tfrac12\right)^2 + \left(y - \tfrac12\right)^2 = \tfrac14 se obtiene 20x212x+1=0,20x^2 - 12x + 1 = 0, con raíces x=12x = \tfrac12 (punto MM) y x=110x = \tfrac{1}{10} (punto PP).

Así que P=(110,15)P = \left(\tfrac{1}{10}, \tfrac15\right) y AP=(110)2+(15)2=510.AP = \sqrt{\left(\tfrac{1}{10}\right)^2 + \left(\tfrac15\right)^2} = \frac{\sqrt5}{10}.

Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

Let A=(0,0),A = (0, 0), B=(1,0),B = (1, 0), C=(1,1),C = (1, 1), D=(0,1).D = (0, 1). The inscribed circle has center (12,12)\left(\tfrac12, \tfrac12\right) and radius 12,\tfrac12, touching CD\overline{CD} at M=(12,1).M = \left(\tfrac12, 1\right).

Line AMAM is y=2x.y = 2x. Substituting into (x12)2+(y12)2=14\left(x - \tfrac12\right)^2 + \left(y - \tfrac12\right)^2 = \tfrac14 gives 20x212x+1=0,20x^2 - 12x + 1 = 0, with roots x=12x = \tfrac12 (point MM) and x=110x = \tfrac{1}{10} (point PP).

So P=(110,15)P = \left(\tfrac{1}{10}, \tfrac15\right) and AP=(110)2+(15)2=510.AP = \sqrt{\left(\tfrac{1}{10}\right)^2 + \left(\tfrac15\right)^2} = \frac{\sqrt5}{10}.

Thus, the correct answer is B.

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El Problema 10 en otros años