2025 AIME I 第 11 题
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11.
一个分段线性函数定义为 并且对所有实数 有 。 的图像呈现如下锯齿形。
抛物线 与 的图像有有限个交点。所有这些交点的 坐标之和可表示为 ,其中 、、、 是正整数,且 、、 的最大公因数为 , 不被任何质数的平方整除。求 。
A piecewise linear function is defined by and for all real numbers The graph of has the sawtooth pattern depicted below.
The parabola intersects the graph of at finitely many points. The sum of the -coordinates of all these intersection points can be expressed in the form where and are positive integers such that have greatest common divisor equal to and is not divisible by the square of any prime. Find
答案:259
解答:
因为 的取值只在 内,任一交点都有 ,从而 。在上升段上, 且 ,所以 化为 ;在下降段上, 且 ,得到 。每种情形中,一个根有效当且仅当它落在 (上升段)或 (下降段)内,因为这时 会自动落在正确区间中。
对上升段,根为 ,且两个根都有效当且仅当 ,即 :共有九个二次方程,每个由韦达定理贡献根和 。对下降段,根为 。带负号的根要求 ,这对 成立;这些八个二次方程各贡献 。当 时,只有正根 有效。
总和为 且 是无平方因子数,所以 。
Since only takes values in any intersection has and hence On the rising pieces, with so becomes on the falling pieces, with giving In each case a root is valid exactly when it lies in (rising) or (falling), since then automatically falls in the correct interval.
For the rising pieces the roots are and both are valid exactly when i.e. for nine quadratics, each contributing root sum by Vieta. For the falling pieces the roots are The root with the minus sign requires which holds for those eight quadratics each contribute For only the positive root is valid.
The total is and is squarefree, so
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