2024 AIME II 第 8 题
先试着解答 2024 AIME II 第 8 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 2024 AIME II 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。
8.
环面 是由一个半径为 的圆绕一条轴旋转得到的曲面,这条轴在该圆所在平面内,并且到圆心的距离为 (形状像甜甜圈)。
设 是半径为 的球。当 靠在 的内部时,它沿半径为 的圆与 内切;当 靠在 的外部时,它沿半径为 的圆与 外切。差 可写成 ,其中 和 是互质正整数。求 。
Torus is the surface produced by revolving a circle with radius around an axis in the plane of the circle that is a distance from the center of the circle (so like a donut).
Let be a sphere with a radius When rests on the inside of it is internally tangent to along a circle with radius and when rests on the outside of it is externally tangent to along a circle with radius The difference can be written as where and are relatively prime positive integers. Find
答案:127
解答:
由对称性,环面的旋转轴经过球心 。在经过旋转轴的平面中观察:环面显示为一个半径为 的圆(管道截面),其圆心到轴的距离为 ,球显示为以 为圆心、半径为 的圆。两个曲面沿截面相切点旋转出的圆相切;该相切点位于从 经过管道截面圆心的射线上。内切时,管道截面圆心到 的距离为 ;外切时为 。
相切点在这条射线上且到 的距离为 ,所以它是管道截面圆心相对于 按 (或 )缩放得到的点;它到轴的距离也是管道截面圆心到轴距离 的同一倍数:
因此 ,已经是最简分数,所以 。
By symmetry the axis of the torus passes through the center of the sphere. Work in a plane through the axis: there the torus appears as a circle of radius (the tube) whose center sits at distance from the axis, and the sphere appears as a circle of radius centered at The two surfaces are tangent along the circle swept by the tangency point of these cross-sections, which lies on the ray from through the tube's center. For internal tangency the tube's center is at distance from for external tangency,
The tangency point lies at distance from along that ray, so it is the tube center scaled by (resp. ) from and its distance from the axis is the same multiple of the tube center's distance
Then which is in lowest terms, so
其他年份的第 8 题
1997 AIME · 1998 AIME · 1999 AIME · 2000 AIME I · 2000 AIME II · 2001 AIME I · 2001 AIME II · 2002 AIME I · 2002 AIME II · 2003 AIME I · 2003 AIME II · 2004 AIME I · 2004 AIME II · 2005 AIME I · 2005 AIME II · 2006 AIME I · 2006 AIME II · 2007 AIME I · 2007 AIME II · 2008 AIME I · 2008 AIME II · 2009 AIME I · 2009 AIME II · 2010 AIME I · 2010 AIME II · 2011 AIME I · 2011 AIME II · 2012 AIME I · 2012 AIME II · 2013 AIME I · 2013 AIME II · 2014 AIME I · 2014 AIME II · 2015 AIME I · 2015 AIME II · 2016 AIME I · 2016 AIME II · 2017 AIME I · 2017 AIME II · 2018 AIME I · 2018 AIME II · 2019 AIME I · 2019 AIME II · 2020 AIME I · 2020 AIME II · 2021 AIME I · 2021 AIME II · 2022 AIME I · 2022 AIME II · 2023 AIME I · 2023 AIME II · 2024 AIME I · 2025 AIME I · 2025 AIME II · 2026 AIME I · 2026 AIME II