2012 AIME I 第 11 题
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11.
一只青蛙从 出发,并按如下规则连续跳跃:若当前在 ,则它可以跳到 ,其中这个新位置可以是 、、 或 中任一点。共有 个可达点 满足 。求 除以 的余数。
A frog begins at and makes a sequence of jumps according to the following rule: from the frog jumps to which may be any of the points or There are points with that can be reached by a sequence of such jumps. Find the remainder when is divided by
小提示:
每次跳跃使 改变 或 ,并使 改变 或
Each jump changes by or and changes by or
大提示:
对于点 、,需要 和 奇偶性相同,而且这样的点都可达。注意 。
Points with and need and of equal parity, and all of them are reachable. Note
解答:
每次跳跃使 改变 或 ,并使 改变 。从 出发,每个可达点都满足 且 ,其中 和 为整数;此外 必须为整数,所以 和 奇偶性相同。又因为 ,条件 变为 且 。
反过来,每个这样的点都可达。重复使用使 向所需方向改变的跳法,可以先到达每条直线 上的某一点。两步组合可以平移 或 。两次前一种平移加一次后一种平移得到位移 ,而三次前一种平移加两次后一种平移得到 ,所以在固定直线上可使 改变 或 。最初到达的 与 奇偶性相同,因此这些位移可到达每个奇偶性相同的 。
计数:偶数 有 个,可与偶数 的 个配对;奇数 有 个,可与奇数 的 个配对。因此 。余数为 。
Each jump changes by or and changes by Starting from every reachable point therefore has and for integers and moreover must be an integer, so and have the same parity. Since the condition becomes and
Conversely, every such point is reachable. Repeating a jump that changes in the desired direction first reaches some point on every line Two-jump combinations translate by or Two of the former plus one of the latter give the shift while three of the former plus two of the latter give so along a fixed line they move by or The initially reached value of has the same parity as so these shifts reach every pair of equal parity.
Counting: even ( values) pairs with even ( values), and odd ( values) with odd ( values), so The remainder is
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