1996 AIME Problem 12
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12.
For each permutation of the integers form the sum The average value of all such sums can be written in the form where and are relatively prime positive integers. Find
Answer: 58
Small Hint:
Each of the five absolute differences has the same average
Big Hint:
For a random unordered pair, difference occurs times
Solution:
Each paired difference has the same expected value as the difference of a uniformly selected unordered pair from Therefore By linearity of expectation, the average of the five-term sum is Thus
Problem 12 in Other Years
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