Question

Sea $C = \{1, 2, 3, \ldots, 13\}.$ Sea $N$ el mayor entero tal que existe un subconjunto de $C$ con $N$ elementos que no contiene cinco enteros consecutivos. Supongamos que se eligen al azar $N$ enteros de $C$ sin reemplazo. ¿Cuál es la probabilidad de que los elementos elegidos no incluyan cinco enteros consecutivos?

Let $C = \{1, 2, 3, \ldots, 13\}.$ Let $N$ be the greatest integer such that there exists a subset of $C$ with $N$ elements that does not contain five consecutive integers. Suppose $N$ integers are chosen at random from $C$ without replacement. What is the probability that the chosen elements do not include five consecutive integers?

$\dfrac{3}{130}$

$\dfrac{3}{143}$

$\dfrac{5}{143}$

$\dfrac{1}{26}$

$\dfrac{5}{78}$

Respuesta: D

Conceptos:combinaciones probabilidad básica argumento extremal

Nivel de dificultad: 1660

Pista pequeña:

Eliminar dos elementos bien colocados rompe toda racha de cinco, así que $N = 11$

Removing two well-placed elements breaks every run of five, so $N = 11$

Pista grande:

Elegir $11$ equivale a eliminar $2$ ; cuenta las eliminaciones cuyos dos elementos alcanzan cada bloque de cinco enteros consecutivos

Choosing $11$ means removing $2$ ; count removals whose two elements hit every block of five consecutive integers

Solución:

Para evitar cinco enteros consecutivos, basta quitar dos elementos (por ejemplo, $5$ y $10$ ), y una sola eliminación no puede tocar ambos bloques disjuntos $\{1,\ldots,5\}$ y $\{9,\ldots,13\}.$ Por tanto, $N = 11.$

Elegir $11$ de $13$ elementos equivale a quitar $2,$ lo que puede hacerse de $\binom{13}{2} = 78$ maneras. El conjunto elegido evita cinco enteros consecutivos exactamente cuando los dos elementos eliminados juntos intersecan cada ventana $\{t, t+1, t+2, t+3, t+4\}$ para $t = 1, \ldots, 9.$

Esto obliga a que un elemento eliminado esté en $\{1,\ldots,5\},$ el otro en $\{9,\ldots,13\},$ y ambos a distancia no mayor que $5$ . Las eliminaciones válidas son $\{4,9\},$ $\{5,9\},$ y $\{5,10\},$ para un total de $3$ .

La probabilidad es $\dfrac{3}{78} = \dfrac{1}{26}.$

Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

To avoid five consecutive integers, it suffices to remove two elements (for example $5$ and $10$ ), and no single removal can hit both disjoint blocks $\{1,\ldots,5\}$ and $\{9,\ldots,13\}.$ Thus $N = 11.$

Choosing $11$ of $13$ elements is the same as removing $2,$ which can be done in $\binom{13}{2} = 78$ ways. The chosen set avoids five consecutive integers exactly when the two removed elements together intersect every window $\{t, t+1, t+2, t+3, t+4\}$ for $t = 1, \ldots, 9.$

This forces one removed element in $\{1,\ldots,5\},$ the other in $\{9,\ldots,13\},$ and the two within $5$ of each other. The valid removals are $\{4,9\},$ $\{5,9\},$ and $\{5,10\},$ giving $3$ of them.

The probability is $\dfrac{3}{78} = \dfrac{1}{26}.$

Thus, the correct answer is D.

2025 AMC 12A Problema 13

Respuesta: D

Nivel de dificultad: 1660

Pista pequeña:

Pista grande:

Solución:

El Problema 13 en otros años