Question

La bisectriz del ángulo agudo formado en el origen por las gráficas de las rectas $y = x$ y $y = 3x$ tiene ecuación $y = kx.$ ¿Cuánto vale $k$ ?

The angle bisector of the acute angle formed at the origin by the graphs of the lines $y = x$ and $y = 3x$ has equation $y = kx.$ What is $k?$

$\dfrac{1 + \sqrt{5}}{2}$

$\dfrac{1 + \sqrt{7}}{2}$

$\dfrac{2 + \sqrt{3}}{2}$

$2$

$\dfrac{2 + \sqrt{5}}{2}$

Solución:

La bisectriz apunta a lo largo de la suma de los vectores unitarios de las dos rectas: $\dfrac{(1,1)}{\sqrt2} + \dfrac{(1,3)}{\sqrt{10}}.$ Su pendiente es $k = \frac{\tfrac{1}{\sqrt2} + \tfrac{3}{\sqrt{10}}}{\tfrac{1}{\sqrt2} + \tfrac{1}{\sqrt{10}}} = \frac{\sqrt5 + 3}{\sqrt5 + 1}.$

Multiplicando numerador y denominador por $\sqrt5 - 1$ da $\dfrac{(\sqrt5 + 3)(\sqrt5 - 1)}{4}$ $= \dfrac{2 + 2\sqrt5}{4}$ $= \dfrac{1 + \sqrt5}{2}.$

Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

The bisector points along the sum of the unit vectors of the two lines: $\dfrac{(1,1)}{\sqrt2} + \dfrac{(1,3)}{\sqrt{10}}.$ Its slope is $k = \frac{\tfrac{1}{\sqrt2} + \tfrac{3}{\sqrt{10}}}{\tfrac{1}{\sqrt2} + \tfrac{1}{\sqrt{10}}} = \frac{\sqrt5 + 3}{\sqrt5 + 1}.$

Multiplying numerator and denominator by $\sqrt5 - 1$ gives $\dfrac{(\sqrt5 + 3)(\sqrt5 - 1)}{4}$ $= \dfrac{2 + 2\sqrt5}{4}$ $= \dfrac{1 + \sqrt5}{2}.$

Thus, the correct answer is A.

2021 AMC 12A Fall Problema 13

Solución:

El Problema 13 en otros años