2021 AMC 12A Spring Problema 19

Intenta el Problema 19 del 2021 AMC 12A Spring 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 2021 AMC 12A Spring, o revisar la clave de respuestas.

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

19.

¿Cuántas soluciones tiene la ecuación en el intervalo cerrado [0,π][0, \pi]? sin(π2cosx)=cos(π2sinx) \sin\left(\frac{\pi}{2}\cos x\right) = \cos\left(\frac{\pi}{2}\sin x\right)

How many solutions does the equation sin(π2cosx)=cos(π2sinx) \sin\left(\frac{\pi}{2}\cos x\right) = \cos\left(\frac{\pi}{2}\sin x\right) have in the closed interval [0,π]?[0, \pi]?

00

11

22

33

44

Respuesta: C
Conceptos:identidad trigonométricatrigonometría
Nivel de dificultad: 2300
Solución:

Escribe el lado derecho como cos(π2sinx)=sin(π2π2sinx).\cos\left(\tfrac{\pi}{2}\sin x\right) = \sin\left(\tfrac{\pi}{2} - \tfrac{\pi}{2}\sin x\right). Senos iguales requieren o bien o bien π2cosx=π2(1sinx)+2πk \begin{aligned} &\frac{\pi}{2}\cos x \\ &= \frac{\pi}{2}(1 - \sin x) + 2\pi k \end{aligned} π2cosx=ππ2(1sinx)+2πk. \begin{aligned} &\frac{\pi}{2}\cos x \\ &= \pi - \frac{\pi}{2}(1 - \sin x) + 2\pi k. \end{aligned}

La primera se reduce a cosx+sinx=1+4k;\cos x + \sin x = 1 + 4k; como cosx+sinx[2,2],\cos x + \sin x \in [-\sqrt2, \sqrt2], solo k=0k = 0 funciona, dando cosx+sinx=1,\cos x + \sin x = 1, con soluciones x=0x = 0 y x=π2x = \tfrac{\pi}{2} en [0,π].[0, \pi]. La segunda se reduce a cosxsinx=1,\cos x - \sin x = 1, cuya única solución en [0,π][0, \pi] es x=0.x = 0.

Las soluciones distintas son x=0x = 0 y x=π2,x = \tfrac{\pi}{2}, para un total de 2.2.

Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Write the right side as cos(π2sinx)=sin(π2π2sinx).\cos\left(\tfrac{\pi}{2}\sin x\right) = \sin\left(\tfrac{\pi}{2} - \tfrac{\pi}{2}\sin x\right). Equal sines require either π2cosx=π2(1sinx)+2πk \begin{aligned} &\frac{\pi}{2}\cos x \\ &= \frac{\pi}{2}(1 - \sin x) + 2\pi k \end{aligned} or π2cosx=ππ2(1sinx)+2πk. \begin{aligned} &\frac{\pi}{2}\cos x \\ &= \pi - \frac{\pi}{2}(1 - \sin x) + 2\pi k. \end{aligned}

The first reduces to cosx+sinx=1+4k;\cos x + \sin x = 1 + 4k; since cosx+sinx[2,2],\cos x + \sin x \in [-\sqrt2, \sqrt2], only k=0k = 0 works, giving cosx+sinx=1,\cos x + \sin x = 1, with solutions x=0x = 0 and x=π2x = \tfrac{\pi}{2} in [0,π].[0, \pi]. The second reduces to cosxsinx=1,\cos x - \sin x = 1, whose only solution in [0,π][0, \pi] is x=0.x = 0.

The distinct solutions are x=0x = 0 and x=π2,x = \tfrac{\pi}{2}, for a total of 2.2.

Thus, the correct answer is C.

← Problema 18#18
Examen completo

El Problema 19 en otros años