2021 AMC 12A Spring Problema 9

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 9 del 2021 AMC 12A Spring, 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).

Conceptos:diferencia de cuadradostelescópica

Nivel de dificultad: 1560

9.

¿Cuál de las siguientes expresiones es equivalente a (2+3)(22+32)(24+34)(28+38)(216+316)(232+332)(264+364)? \begin{aligned} &(2 + 3)(2^2 + 3^2)(2^4 + 3^4) \\ &\quad {}\cdot (2^8 + 3^8)(2^{16} + 3^{16}) \\ &\quad {}\cdot (2^{32} + 3^{32})(2^{64} + 3^{64})? \end{aligned}

Which of the following is equivalent to (2+3)(22+32)(24+34)(28+38)(216+316)(232+332)(264+364)? \begin{aligned} &(2 + 3)(2^2 + 3^2)(2^4 + 3^4) \\ &\quad {}\cdot (2^8 + 3^8)(2^{16} + 3^{16}) \\ &\quad {}\cdot (2^{32} + 3^{32})(2^{64} + 3^{64})? \end{aligned}

3127+21273^{127} + 2^{127}

3127+2127+2363+32633^{127} + 2^{127} + 2 \cdot 3^{63} + 3 \cdot 2^{63}

312821283^{128} - 2^{128}

3128+21283^{128} + 2^{128}

51275^{127}

Solución:

Como 32=13 - 2 = 1, multiplicar el producto por 323 - 2 no lo cambia. Entonces (32)(3+2)=3222, (3-2)(3+2) = 3^2 - 2^2, y multiplicar por el siguiente factor (32+22)(3^2 + 2^2) da 34243^4 - 2^4, y así sucesivamente. Cada paso duplica el exponente.

Después de usar los siete factores, el producto se telescopa a 312821283^{128} - 2^{128}.

Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Since 32=1,3 - 2 = 1, multiplying the product by 323 - 2 does not change it. Then (32)(3+2)=3222, (3-2)(3+2) = 3^2 - 2^2, and multiplying by the next factor (32+22)(3^2 + 2^2) gives 3424,3^4 - 2^4, and so on. Each step doubles the exponent.

After using all seven factors, the product telescopes to 31282128.3^{128} - 2^{128}.

Thus, the correct answer is C.

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