2016 AMC 10A 第 25 题

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25.

有多少个正整数有序三元组 (x,y,z)(x,y,z) 同时满足 lcm(x,y)=72,\text{lcm}(x,y) = 72\text{,} lcm(x,z)=600, \text{lcm}(x,z) = 600\text{,} 以及 lcm(y,z)=900?\text{lcm}(y,z)=900\text{?}
How many ordered triples (x,y,z)(x,y,z) of positive integers satisfy lcm(x,y)=72,\text{lcm}(x,y) = 72,lcm(x,z)=600, \text{lcm}(x,z) = 600, and lcm(y,z)=900?\text{lcm}(y,z)=900?
1515
1616
2424
2727
6464
答案:A
知识点:最小公倍数质因数分解分类讨论
小提示:
分别独立处理每个素数的指数。
Treat each prime exponent independently
大提示:
33 和 22 的幂各自留下一个小的最大值条件计数。
The powers of 33 and 22 each leave a small max-condition count
解答:
先分解给定的最小公倍数: 72=23⋅32,600=23⋅3⋅52,900=22⋅32⋅52。 \begin{gathered} 72=2^3\cdot3^2, \\ \quad 600=2^3\cdot3\cdot5^2, \\ \quad 900=2^2\cdot3^2\cdot5^2\text{。} \end{gathered} 因为 lcm⁡(x,y)\operatorname{lcm}(x,y) 没有因子 55,所以 xx 和 yy 都没有因子 55,而 zz 必须含 525^2。
写 x=2a3bx=2^a3^b,y=2c3dy=2^c3^d,z=2e3f52z=2^e3^f5^2。lcm⁡(y,z)\operatorname{lcm}(y,z) 中 33 的指数迫使 d=2d=2,lcm⁡(x,z)\operatorname{lcm}(x,z) 中 22 的指数迫使 a=3a=3。
剩余独立条件为 max⁡(b,f)=1\max(b,f)=1 和 max⁡(c,e)=2\max(c,e)=2。前者有 33 个有序选择,后者有 55 个有序选择,所以共有 3⋅5=153\cdot5=15 个三元组。
所以正确答案是 A。
Factor the given least common multiples: 72=23⋅32,600=23⋅3⋅52,900=22⋅32⋅52. \begin{gathered} 72=2^3\cdot3^2, \\ \quad 600=2^3\cdot3\cdot5^2, \\ \quad 900=2^2\cdot3^2\cdot5^2. \end{gathered} Since lcm⁡(x,y)\operatorname{lcm}(x,y) has no factor of 55, neither xx nor yy has a factor of 55, and zz must contain 525^2.
Write x=2a3bx=2^a3^b, y=2c3dy=2^c3^d, and z=2e3f52z=2^e3^f5^2. The power of 33 in lcm⁡(y,z)\operatorname{lcm}(y,z) forces d=2d=2, and the power of 22 in lcm⁡(x,z)\operatorname{lcm}(x,z) forces a=3a=3.
The remaining independent conditions are max⁡(b,f)=1\max(b,f)=1 and max⁡(c,e)=2\max(c,e)=2. These have 33 and 55 ordered choices, respectively, so there are 3⋅5=153\cdot5=15 triples.
Thus, the correct answer is A.
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