1995 AIME 第 9 题

先试着解答 1995 AIME 第 9 题,然后核对你的答案与精心整理的解答,解答来自 LIVE by Po-Shen Loh。你也可以参加完整限时模拟考试、查看全部 1995 AIME 解答,或核对答案

所有题目均经美国数学协会(MAA)官方合法授权使用。

9.

三角形 ABCABC 是等腰三角形,满足 AB=ACAB=AC,且高 AM=11AM=11。设一点 DD 位于 AM\overline{AM} 上,满足 AD=10AD=10BDC=3BAC\angle BDC=3\angle BAC。那么,ABC\triangle ABC 的周长可写成 a+ba+\sqrt b,其中 aabb 是整数。求 a+ba+b

Triangle ABCABC is isosceles, with AB=ACAB=AC and altitude AM=11.AM=11. Suppose that there is a point DD on AM\overline{AM} with AD=10AD=10 and BDC=3BAC.\angle BDC=3\angle BAC. Then the perimeter of ABC\triangle ABC may be written in the form a+b,a+\sqrt b, where aa and bb are integers. Find a+b.a+b.

答案:616
知识点:三角恒等式等腰三角形三角学
难度评级:2170
小提示:

BM=xBM=x,并令顶角的一半为 α\alpha

Let BM=xBM=x and let half the apex angle be α\alpha

大提示:

使用 tanα=x11\tan\alpha=\frac{x}{11}DM=1DM=1 和正切的三倍角公式

Use tanα=x11,\tan\alpha=\frac{x}{11}, DM=1,DM=1, and the triple-angle formula for tangent

解答:

BM=xBM=x,并令 α=BAM\alpha=\angle BAM,则 tanα=x11\tan\alpha=\frac{x}{11}。由于 DM=AMAD=1DM=AM-AD=1,由对称性得 BDC=2arctanx\angle BDC=2\arctan x,而 BAC=2α\angle BAC=2\alpha。因此 arctanx=3α\arctan x=3\alpha。令 t=tanα=x11t=\tan\alpha=\frac{x}{11}。于是 3tt313t2=11t\frac{3t-t^3}{1-3t^2}=11t\text{,}所以 t2=14t^2=\frac{1}{4},且 x=112x=\frac{11}{2}。因此 BC=11BC=11,且 AB=1152AB=\frac{11\sqrt5}{2},周长为 11+115=11+60511+11\sqrt5=11+\sqrt{605}\text{。}所以 a+b=11+605=616a+b=11+605=616

Let BM=xBM=x and α=BAM,\alpha=\angle BAM, so tanα=x11.\tan\alpha=\frac{x}{11}. Because DM=AMAD=1,DM=AM-AD=1, symmetry gives BDC=2arctanx,\angle BDC=2\arctan x, while BAC=2α.\angle BAC=2\alpha. Hence arctanx=3α.\arctan x=3\alpha. Put t=tanα=x11.t=\tan\alpha=\frac{x}{11}. Then 3tt313t2=11t,\frac{3t-t^3}{1-3t^2}=11t, so t2=14t^2=\frac{1}{4} and x=112.x=\frac{11}{2}. Thus BC=11BC=11 and AB=1152,AB=\frac{11\sqrt5}{2}, making the perimeter 11+115=11+605.11+11\sqrt5=11+\sqrt{605}. Therefore a+b=11+605=616.a+b=11+605=616.

← 第 8 题#8
完整试卷

其他年份的第 9 题