2016 AIME I 第 14 题
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14.
在坐标平面的每个格点处,都以该格点为中心放置一个半径为 的圆,以及一个边长为 、边平行于坐标轴的正方形。从 到 的线段与 个正方形和 个圆相交。求 。
Centered at each lattice point in the coordinate plane are a circle radius and a square with sides of length whose sides are parallel to the coordinate axes. The line segment from to intersects of the squares and of the circles. Find
答案:574
解答:
因为 ,线段经过格点 ,其中 ,并且由 个从 到 的线段的平移副本组成。 这条直线是 。它与以 为中心的正方形相交,当且仅当对某个距离 , 不超过 的 ,直线高度与 的距离不超过 , 也就是 ,等价于 。
对 ,解为 和 ,它们满足 ,以及 和 ,它们满足 。前两个点处直线经过中心,所以也与圆相交。 后两个点中,等号表示直线恰好经过正方形的一个角(对 , 来说,是角 ), 而它到中心的距离是 , 所以错过圆。因此每个副本与 个正方形和 个圆相交。
个内部格点 各被相邻两个副本共享,所以 ,且 ,得到 。
Since the segment passes through the lattice points for and consists of translated copies of the segment from to The line is It meets the square centered at exactly when its height passes within of for some within of that is when or equivalently
For the solutions are and with and and with In the first two the line passes through the center, so it meets the circle as well. In the other two, equality means the line passes exactly through a corner of the square (for the corner ), while its distance to the center is so it misses the circle. Thus each copy of the segment meets squares and circles.
The interior lattice points are each shared by two consecutive copies, so and giving
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