2003 AIME I 第 4 题

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4.

已知 log⁡10sin⁡x+log⁡10cos⁡x=−1\log_{10} \sin x + \log_{10} \cos x = -1,且 log⁡10(sin⁡x+cos⁡x)\log_{10}(\sin x + \cos x) =12(log⁡10n−1)= \frac{1}{2}(\log_{10} n - 1),求 nn。

Given that log⁡10sin⁡x+log⁡10cos⁡x=−1\log_{10} \sin x + \log_{10} \cos x = -1 and that log⁡10(sin⁡x+cos⁡x)\log_{10}(\sin x + \cos x) =12(log⁡10n−1),= \frac{1}{2}(\log_{10} n - 1), find n.n.

答案:12
知识点:对数三角恒等式
难度评级:1990
小提示:

合并对数:第一个等式给出 sin⁡xcos⁡x=110\sin x \cos x = \frac{1}{10}。

Add the logarithms: the first equation gives sin⁡xcos⁡x=110\sin x \cos x = \frac{1}{10}

大提示:

将 sin⁡x+cos⁡x\sin x + \cos x 平方,并使用 sin⁡2x+cos⁡2x=1\sin^2 x + \cos^2 x = 1 来求它。

Square sin⁡x+cos⁡x\sin x + \cos x and use sin⁡2x+cos⁡2x=1\sin^2 x + \cos^2 x = 1 to evaluate it

解答:

第一个等式说明 log⁡10(sin⁡xcos⁡x)=−1\log_{10}(\sin x \cos x) = -1,所以 sin⁡xcos⁡x=110\sin x \cos x = \frac{1}{10}。因此 (sin⁡x+cos⁡x)2=sin⁡2x+cos⁡2x+2sin⁡xcos⁡x=1+210=1210。 \begin{aligned} (\sin x + \cos x)^2 &= \sin^2 x + \cos^2 x \\ &\quad {}+ 2 \sin x \cos x \\ &= 1 + \frac{2}{10} = \frac{12}{10} \end{aligned}\text{。}

取对数得 2log⁡10(sin⁡x+cos⁡x)2\log_{10}(\sin x + \cos x) =log⁡101210= \log_{10} \frac{12}{10} =log⁡1012−1= \log_{10} 12 - 1,所以 log⁡10(sin⁡x+cos⁡x)\log_{10}(\sin x + \cos x) =12(log⁡1012−1)= \frac{1}{2}(\log_{10} 12 - 1),从而 n=12n = 12。

The first equation says log⁡10(sin⁡xcos⁡x)=−1,\log_{10}(\sin x \cos x) = -1, so sin⁡xcos⁡x=110.\sin x \cos x = \frac{1}{10}. Then (sin⁡x+cos⁡x)2=sin⁡2x+cos⁡2x+2sin⁡xcos⁡x=1+210=1210. \begin{aligned} (\sin x + \cos x)^2 &= \sin^2 x + \cos^2 x \\ &\quad {}+ 2 \sin x \cos x \\ &= 1 + \frac{2}{10} = \frac{12}{10}. \end{aligned}

Taking logarithms, 2log⁡10(sin⁡x+cos⁡x)2\log_{10}(\sin x + \cos x) =log⁡101210= \log_{10} \frac{12}{10} =log⁡1012−1,= \log_{10} 12 - 1, so log⁡10(sin⁡x+cos⁡x)\log_{10}(\sin x + \cos x) =12(log⁡1012−1)= \frac{1}{2}(\log_{10} 12 - 1) and n=12.n = 12.

第 3 题#3
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