1993 AIME 第 4 题

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4.

有多少个有序整数四元组 (a,b,c,d)(a,b,c,d) 满足 0<a<b<c<d<5000<a<b<c<d<500a+d=b+ca+d=b+cbcad=93bc-ad=93

How many ordered four-tuples of integers (a,b,c,d)(a,b,c,d) with 0<a<b<c<d<5000<a<b<c<d<500 satisfy a+d=b+ca+d=b+c and bcad=93?bc-ad=93?

答案:870
知识点:分类讨论区间内整数计数因式分解
难度评级:2310
小提示:

第一个方程意味着 ba=dcb-a=d-c

The first equation implies that ba=dcb-a=d-c

大提示:

x=ba=dcx=b-a=d-c,并将 bcadbc-adxxcac-a 因式分解

Set x=ba=dcx=b-a=d-c and factor bcadbc-ad in terms of xx and cac-a

解答:

x=ba=dc>0x=b-a=d-c>0,且 y=cay=c-a。于是 bcad=(a+x)ca(c+x)=x(ca)=xy=93\begin{aligned}bc-ad&=(a+x)c-a(c+x)\\&=x(c-a)=xy=93\end{aligned}\text{。}由于 b<cb<c,必须有 x<yx<y。正因数对为 (x,y)=(1,93)(x,y)=(1,93)(3,31)(3,31)。在第一种情况下,d=a+94<500d=a+94<500,所以有 405405aa 的选择。在第二种情况下,d=a+34<500d=a+34<500,所以有 465465 种选择。总数为 405+465=870405+465=870

Let x=ba=dc>0x=b-a=d-c>0 and y=ca.y=c-a. Then bcad=(a+x)ca(c+x)=x(ca)=xy=93.\begin{aligned}bc-ad&=(a+x)c-a(c+x)\\&=x(c-a)=xy=93.\end{aligned} Since b<c,b<c, we need x<y.x<y. The positive factor pairs are (x,y)=(1,93)(x,y)=(1,93) and (3,31).(3,31). For the first, d=a+94<500d=a+94<500 gives 405405 choices for a.a. For the second, d=a+34<500d=a+34<500 gives 465465 choices. The total is 405+465=870.405+465=870.

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